Оптический измеритель качки модели судна

Предлагаемое техническое решение относиться к микроэлектронике, в частности, к системам сбора информации и может быть использовано для измерения вертикального перемещения модели судна в опытовом бассейне с высокой точностью измерения, что позволит поднять на новый качественный уровень проводимые испытания моделей судов

Технический результат заключается в повышении точности измерений и уменьшении габаритов устройства, что позволяет использовать устройство для проведения испытаний моделей судов в опытовых бассейнах.

Оптический измеритель качки модели судна работает следующим образом. Полупроводниковый лазер, освещает один из транзисторов датчика-линейки в зависимости от горизонтального перемещения модели судна. Путем перебора адресных входов мультиплексора, а так же его входов разрешения выбора микросхемы, идет поочередное сканирование оптического датчика-линейки, выводы которого подключены к мультиплексору (MUX). На адресные входы MUX поступает сигнал с программируемой логической микросхемы (PLCC) для выставления комбинации выбора одного транзистора, выбора одного из восьми мультиплексоров (MUX). В PLCC происходит запись результатов счетчиков в регистры индикации и регистр вывода значения на цифроаналоговый преобразователь. Для отображения результата измерения к выводам PLCC подключен семисегментный индикатор. Также в системе есть цифроаналоговый преобразователь для дальнейшего подключения устройства к модулю беспроводной связи NI9206.

Предлагаемое техническое решение относиться к микроэлектронике, в частности, к системам сбора информации и может быть использовано для измерения вертикального перемещения модели судна в опытовом бассейне с высокой точностью измерения, что позволит поднять на новый качественный уровень проводимые испытания моделей судов.

Известно устройство для измерения уровня качки подводного или надводного объекта в море (патент RU2223464), содержащее фотоэлектрический преобразователь углов наклона объекта, включающий в себя когерентный источник света и фотоприемник, а также усилитель и регистратор. Габариты и низкая точность измерений не позволяет использовать данное устройство для испытаний моделей судов в опытовом бассейне.

Задачей полезной модели является создание оптического измерителя качки модели судна удобного для использования в опытовом бассейне при испытаниях моделей судов.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве используется оптический датчик-линейка длиной 320 миллиметров, на которой расположены фото-транзисторы с шагом пять миллиметров и мультиплексоры для выбора одного из транзисторов. Это позволяет получить точность измерений в 5 мм.

Достигнутый технический результат, заключающийся в повышении точности измерений и уменьшении габаритов устройства, позволяет решить поставленную задачу.

Устройство для оптического измерения качки модели судна представлено на фиг. Оно содержит оптический датчик-линейку 1, мультиплексор 2, резистор 3, компаратор 4, одновибратор 5, программируемую логическую интегральную микросхему PLCC 6, семисегментный индикатор 7, дифференцирующую цепочку 8, цифроаналоговый преобразователь 9, генератор тактовых импульсов 10, полупроводниковый лазер 11.

Элементы измерителя качки соединены следующим образом.

Оптический датчик-линейка 1 подключен к входу мультиплексора 2, выход мультиплексора подключен к резистору 3, выход резистора подключен ко входу компаратора 4, выход компаратора соединен со входом одновибратора 5, выход одновибратора соединен с программируемой логической микросхемой PLCC, которая соединена с семисегментным индикатором 7, дифференцирующей цепочкой 8, цифроаналоговым компараторам 9, адресные выводы и выводы выбора мультиплексора соединены с PLCC 6, генератор тактовых импульсов 10 соединен с PLCC 6, полупроводниковый лазер 11 освещает датчик 1.

Измеритель качки работает следующим образом.

Полупроводниковый лазер 11, освещает один из транзисторов датчика-линейки 1 в зависимости от горизонтального перемещения модели судна. Путем перебора адресных входов мультиплексора 2, а так же его входов разрешения выбора микросхемы, идет поочередное сканирования оптической датчика-линейки 1, выходы которой поочередно подключаться к резистору 3. При этом происходит переключение логического уровня с нулевого на единичный, которое отслеживает компаратор 4. С выхода компаратора сигнал поступает на вход одновибратора 5, который делает задержку сигнала равную времени опроса одного фототранзистора. С выхода одновибратора сигнал поступает на вход программируемой логической микросхемы PLCC 6, в которой происходит запись результатов счетчиков в регистры индикации и регистр вывода значения на цифроаналоговый преобразователь 9. При опросе последнего фототранзистора вырабатывается сигнал сброса индикации дифференцирующей цепочкой 8. Сигнал с генератора тактовых импульсов 10 поступает на вход программируемой логической микросхемы PLCC 6 для тактирования программируемой логической микросхемы 6. Внутри логической микросхемы 6 располагается схема делителя частоты, схема индикации, схема сканирования мультиплексоров. В PLCC происходит определение уровня модели судна в миллиметрах. Для отображения результата измерения к выводам PLCC подключен семисегментный индикатор 7. Также в системе есть цифроаналоговый преобразователь 9 для дальнейшего подключения устройства к модулю беспроводной связи NI9206.

Наиболее рациональной областью применения является проведение испытаний моделей судов в опытовых бассейнах.

Оптический измеритель качки модели судна, в состав которого входят когерентный источник света и фотоприемник, отличающийся тем, что приемник сигнала выполнен в виде оптического датчика-линейки длиной 320 мм с расположенными на ней с шагом 5 мм фототранзисторами и подключен к мультиплексору для выбора одного из транзисторов, выход мультиплексора подключен через резистор, один конец которого соединен с землей, а второй с входом компаратора, выход которого подключен к одновибратору, с которого сигнал поступает на программируемую логическую микросхему PLCC для определения уровня модели судна в миллиметрах, при этом для отображения результата измерения к выводам PLCC подключен семисегментный индикатор, для тактирования PLCC к ней подключен генератор тактовых импульсов, а для сброса индикации к PLCC подключена дифференцирующая цепочка.