ЭЛЕКТРОННАЯ ЛЕСНАЯ МЕРНАЯ ВИЛКА
ELECTRONIC FOREST TREE CALIPPER

Изобретение относится к лесному хозяйству, в частности к ручным инструментам для измерения диаметра деревьев.
Известен прибор для измерения диаметра ствола растущего дерева, содержащий планшет с шарнирной мерной вилкой (заявка №2002116018, G01B 5/08, 10.03.2004).
За прототип изобретения взята лесная мерная вилка (патент РФ №2189731, А01G 23/00, 27.09.2002).
Недостатком данных конструкций является необходимость записи данных измерения на бумажный носитель с последующим вычислением объемов всех измеренных деревьев. Недостатком прототипа также является отсутствие устройства фиксации ползуна на нужной пользователю отметке шкалы.
Изобретение решает задачу повышения удобства эксплуатации устройства измерения диаметра, вычисления объема дерева на месте по полученному диаметру.
Для этого в электронной лесной мерной вилке, включающей линейку, неподвижную ножку, жестко закрепленную на линейке, ползун, подвижную ножку и компенсатор, закрепленные на ползуне, согласно изобретению ползун изготовлен из немагнитного материала и оснащен датчиком Холла, интегральной микросхемой преобразования сигнала с электронной памятью, дисплеем, пассивным магнитом для фиксации ползуна на линейке, элементом питания, причем линейка, также выполненная из немагнитного материала, снабжена пассивными магнитами через 1 см в соответствии со шкалой.
На фиг.1 изображена предложенная электронная лесная мерная вилка (для упрощения чертежа показан только фрагмент циферблата с магнитами); на фиг.2 - разрез А1-А1 в крупном плане, на фиг.3 - разрез А2-А2 в крупном плане, на фиг.4 - рисунок, поясняющий принцип работы датчика Холла.
Электронная лесная мерная вилка включает линейку 1 (изготовленную, например, из алюминия) со встроенными по всей длине через 1 см пассивными магнитами 2, неподвижную ножку 3, жестко закрепленную на линейке, подвижную ножку 4, ползун 5 (также изготовленный из алюминия) с жестко закрепленным на нем корпусом 6 интегральной микросхемы 7, включающей дисплей 8, кнопки управления 9, датчик Холла 10, штекер 11 для передачи данных на персональный компьютер, элемент питания 12 и пассивный магнит 13. На конце линейки размещен съемный упор 14, предотвращающий самопроизвольный сход ползуна с линейки.
При замерах диаметра дерева ползун 5 с подвижной ножкой 4 отводят от неподвижной ножки 3 на величину, превышающую диаметр ствола. Затем захватывают ствол и зажимают его между ножками 3 и 4. При включении прибора на датчик Холла 10 подается питание. Действие этого элемента основано на эффекте Холла, который заключается в «возникновении поперечной разности потенциалов при прохождении электрического тока в поперечном ему магнитном поле». Элемент Холла представляет собой пластину из полупроводникового материала, по четырем сторонам которой расположены контакты. Контакты 15 и 16 называются токовыми, а контакты 17 и 18 выходными или измерительными (см. А.Кобус, Я.Тушинский. «Датчики Холла и магниторезисторы». М.: Энергия, 1971). При прохождении ползуном 1 см по линейке от сомкнутого положения ножек 3 и 4 датчик Холла попадает в магнитное поле первого по счету пассивного магнита 2, расположенного на линейке и выдает ЭДС-Холла. Эта ЭДС является сигналом для интегральной микросхемы. После обработки сигнала на дисплее появляется цифра «1». При движении ползуна по магнитной линейке происходит суммирование сигналов от датчика Холла, соответствующее количеству пройденных пассивных магнитов 2 и индикация пройденного расстояния в см на дисплее. Датчик Холла обладает малой инерционностью, однако остается необходимость ограничения скорости движения ползуна по линейке для обеспечения точности показаний прибора. В качестве такого ограничителя выступает пассивный магнит 13, расположенный на ползуне. Он притягивается к пассивным магнитам 2 на линейке и не только ограничивает скорость продвижения ползуна по линейке, но и фиксирует ползун на нужной для пользователя отметке. После разведения ножек 3 и 4 на величину, превышающую диаметр дерева, нажатием кнопки «И» (измерение), интегральная микросхема переходит из режима «сложение сигналов» в режим «вычитание сигналов» (в процессе работы кнопкой «И» производится переход от одного режима к другому и обратно, стрелкой на дисплее показывается направление, в котором в данный момент работает прибор). В этом режиме, при движении ползуна в обратном направлении, показания на дисплее уменьшаются. Когда дерево захвачено ножками, пользователем нажимается кнопка «П» (память), и показания прибора записываются в память микросхемы под своим номером замера, при повторном нажатии кнопки «П» производится вычисление объема дерева в соответствии со стандартными таблицами объемов, этот параметр также записывается в память. Так как прибор сам фиксируется в выбранном положении, нет необходимости проводить весь алгоритм действий, захватив дерево ножками прибора. При определенном навыке проводить указанные действия можно по пути от одного дерева к другому, экономя время.
Необходимо отметить, что традиционные таксационные измерения проводят три рабочих - первый производит обмер, второй - записывает диаметр, третий - помечает дерево. При использовании электронной лесной мерной вилки второй рабочий исключается.