水能经济
陈士华
tzd
【摘要】NYSW-1型水文缆道广电测距仪，采用光电传感器将水文缆道钢丝绳的移动转换为光电信号，然后送入可预置可逆加减计数电路，并通过数字比较电路对数值进行比较，从而根据预置的数据实现自动停机等功能，达到测量起点距和水深的目的。 【关键词】光电传感器；可预置可逆计数器；数字比较器；动态扫描。
河南省南阳水文水资源勘测局
一、前言
目前，在水文缆道设备中，起点距和水深的测量一直采用比较
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落后的机械计数器。这种计数器必须安装在绞车上，与绞车的机械转
动轴相连，使用时需要几个人配合操作，不仅观测不便，而且精度差，
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定位误差很大。不能实现对缆道的自动化控制，在很大程度上制约了
水文缆道的发展。
针对这一问题，我们研制了“NYSW-1型水文缆道光电测距仪”，
该设备操作简便，显示直观，能够与相应的缆道控制设备配套，使水
文缆道实现自动化控制。其原理框图见图
1。
二、单元电路控制原理
尺码圈1 光电传感器电路
光电传感器电路是由光孔轮及红外线发射接收组件组成。缆道
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钢丝绳的移动带动光孔轮转动，通过红外线发射接收组件产生光电信
号，然后送入计数电路。图2为光孔轮示意图。图3为红外线发射接
收示意图。
2 加减转换及可预置可逆计数器电路
图4为测距仪计数单元电路原理图。其中N1为六反相器
（CD4069），N2为双D 触发器（CD4013）。N1F、N1E、R3及
N1A、N1B、R6组成两路脉冲整形电路，用来消除光信号波形边沿的
抖动及杂波干扰。红外线接收管A、B 收到的电信号分别送入N1F13
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脚及N1A1脚， N1及N2完成加减脉冲转换。当光孔轮正转时，
光电管受光照顺序是（全暗）→A →AB →B →（全暗），此时由
N2B12脚输出加脉冲信号，其逻辑真值表如表一所示。反之，光电管受光照顺序是（全暗）→B →BA →A →（全暗），此时由N2A2脚输出减信号脉冲。这两个信号分别送到N3的5脚（CPU）和4脚(CPD)，由N3～N7完成加减脉冲的计算，其逻辑真值表如表一所示。N3～N7为可预置可逆计数器，型号是CD40192，P0---P3为并行置数端，Q0---Q3为BCD 码输出端，PL 为预置控制端（低电平有效），CPU 为加信号输入端，CPD 为减信号输入端，TCU 为进位端，TCD 为借位端。计数器的初值通过置数组件经S3输入，数字信号由S4输出，
送入动态扫描显示电路及数字比较电路。3 计数电路输出的数字信号由S1送入动态扫描电路。动态扫描电路由N3～N7（三态门74L S125）、N8(译码器CD4513)、N2(脉冲分配器CD4017)及V1～V22组成。N1、N2为扫描时序信号发生器电路，扫描频率由R2、C1决定。N1A、N1B、R2、C1产生的振荡信号送入脉冲分配器N2的CL 引脚，在其输出端（Q1、Q3、Q5、Q7、Q9）产生1--5时序信号。该信号一路经反相后作为三态门的门控信号，另一路作为LED 数码显示屏的位驱动触发信号。由计数器来的5组BCD 信号经三态数据门后进入4位数据总线，最后经N8译码器输出七段笔画信号。在时序信
号1—5控制下，选通某一组BCD 数据通过三态门后由译码电路输出七段笔画信号，同时给对应的LED 数据位加电，该数据即可最显示屏对应的位置显示出数字。由于时序信号频率在几十KHz 范围，所以人眼看不出数字闪动。最后使共阳极LED 显示屏显示出稳定的数字，并且能节省大量电能。4 数字比较器及控制电路（下转第36页）
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