Компаратор цвета

 

КОМПАРАТОР ЦВЕТА, содержащий оптический блок с излучателем и небелом светофильтров, установленный перед .фотоприемником, подключениьш через согласующий усилитель к входу программируемого усилителя, управляющий вход которого соединен с выходом буферного регистра, вход которого через счетчик соединен с выходом генератора тактовых импульсов , управляющий вход которого соединен с одним выходом блока упр вления , другой выход которого соединен с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя, выхсщ которого через запоминающее устройство соединен с входом вычислительного -устройства и непосредственно соединен П - V ... :.:if/v..-v с одним входом делительного устройства , другой вход которого соединен с выходом задатчика эталонных кодов, причем соот-ветствующие выходы блока управления соединены с управляющими входами оптического блока, буферно , го регистра, делительного устройства , задатчика эталонных кодов, запоминающего устройства и вычислительного устройства, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности сравнения цветов, в него введены резистивный делитель R-2R, дополнительный буферный регистр и сдвиговый регистр, один вход которого соединен с выходом делительно§ го устройства, другой вход соединен с выходом ген1фатора тактовых импуль (/) сов, а выход через дополнительньш буферный регистр соединен с управляющим входом резистивного делителя R-2P, через который выход программируемого усилителя подключен к входу аналого-цифрового преобразователя причём управляющие входы основного и дополнительного буферных регистров объединены, управляющие входы сдвигоа вого регистра и счетчика также объединены и Подключены к соответствую00 щему выходу блока управления, вход « которого соединен с выходом обнулесо го ния сдвигового регистра.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 3(59 1 7 3 46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф (21) 3511437/18-25 (22) 12.11.82 (46) 23.01.84.Бюл. )) 3 (72) A 1 ° Бирюков, Л.A.Ëàïøèí, Ю.С.Мальчевский, С.Л.Синельников, В.N.Ñîêîëoâ, В.Г.Калинин, A.Ï.Ìàêóðèí, Ю.К.Молодцов и Э.С.Бессалова (53) 535.243(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 315054, KJ1 G 01 Т 3/50, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

9 455248, кл G 01„J 3/46, 1974 (прототип) . (54) {57) KONHAPATOP ЦВЕТА р содержащий оптический блок с излучателем и набором светофильтров, установленный перед, фотоприемником, подключенны4 через согласующий усилитель к

Входу программируемого усилителя, управляющий вход которого соединен с выходом буферного регистра, вход которого через счетчик соединен с выходом генератора тактовых импульсов, управляющий вход которого соединен с одним выходом блока управления, другой выход которого соединен с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого через запоминающее устройство соединен с входом вычислительного -устройства и непосредственно соединен с одним входом делительного устройства, другой вход которого соединен с выходом задатчика эталонных кодов, причем соответствующие выходы блока управления соединены с управляющими входами оптического блока, буферно- . го регистра, делительного устройства, задатчика эталонных кодов, запоминающего устройства и вычислительного устройства, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности сравнения цветов, в него введены резистивный делитель R --2R, дополнительный буферный регистр и сдвиговый регистр, один вход которого соединен с выходом делительного устройства, другой вход соединен Е

Ф с выходом генератора тактовых импульсов, а выход через дополнительньй буферный регистр соединен с управляющим входом резистивного делителя

R-2Р, через который выход программируемого усилителя подключен к вхо- Я ду аналого-цифрового преобразователя причем управляющие входы основного и дополнительного буферных регистров объединены, управляющие входы сдвигового регистра и счетчика также объединены и подключены к соответствующему выходу блока управления, вход которого соединен с выходом обнуления сдвигового регистра.

1068732

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в химической, текстильной, полиграфической, строительной и других отраслях промышленности, где цвет является одним иэ основных показателей качества продукции. В сочетании с образцовым атласом цветов компаратор может выполнять функции трехцветного калориметра. Известен фотоэлектрический цвето- 10 анализатор, содержащий калориметрическую головку, стрелочный и электроннолучевой индикаторы, включенную между оптической частью калориметрической головки и входами индикаторов электронно-оптическую систему, которая содержит спектрально корригируемые светоприемники, схему выбора калориметрической системы и схему компенсации сигналов цнетности, в цепь обратной связи которой включен усилитель сигналов и регулятор напряжения питания светоприемников f,l).

Однако анализатор обладает недостаточной точностью сравнения цветов и. большими габаритами. Это связано с тем, что в цнетоанализаторе не учитываются шумы электронной схемы и фотоприемного устройства, а наличие трех каналов резко усложняет устройство, не давая выигрыша в быстродействии, так как выбор калориметрической системы осуществляется последовательно для каждой координаты цвета, Наиболее близким к изобретению 35 является компаратор цвета, содержащий оптический блок с излучателем и набором светофильтров, установленный перед Фотоприемником, подключенным через согласующий усилитель . 4p к входу программируемого усилителя (ПУ) управляющий вход. которого соединен с выходом буферного регистра, вход .которого через счетчик соединен с выходом генератора тактовых импуль- 45 сов (ГТИ), управляющий вход которого соединен с одним выходом блока управления, другой выход которого соединен с управляющим входом аналогоцифрового преобразователя (АЦП), ныход которого через запоминающее устройство соединен с входом вычислительного устройства и непосредственно соединен с одним входом делительного устройства (ДУ) другой вход которого соединен с выходом за- 55 датчика эталонных кодов, причем соответствующие выходы блока управления (БУ) соединены с управляющими входами оптического блока, буферного регистра, ДУ, задатчика эталон- 60 ных кодов, запоминающего устройства (ЗУ) и вычислительного устройства (2).

Недостатками известного устройства являются низкая точность сравнения цветов из-за влияния шумов и грубой дискретности установки оптимального коэффициента усиления усилителя, а также низкое быстродейст-. вие нахождения координат цвета, связанное с дополнительной математической обработкой кодов сигналов, записанных в счетчиках, и вычисление по известным формулам координат цвета ануе.

Цель изобретения - повышение точности сравнения цветов.

Поставленная цель достигается тем, что в компаратор цвета, содержащий оптический блок с излучателем и набором светофильтров, установленный перед фотоприемником, подключенным через согласующий усилитель к входу

ПУ, управляющий вход которого соединен с выходом буферного регистра, вход которого через счетчик соединен с выходом ГТИ, управляющий вход которого соединен с одним выходом

БУ, другой выход которого соединен с управляющим входом АЦП, выход которого через ЗУ соединен с входом вычислительного устройства и непосредственно соединен с одним входом

ДУ, другой вход которого соединен с выходом задатчика эталонных кодов, причем соответствующие выходы БУ соединены с упранляющнми входами оптического блока, буферного регистра, ДУ, задатчика эталонных кодов, ЗУ и вычислительного устройства, введены. резистивный делитель R-2R, дополнительный буферный регистр и сдниговый регистр, один вход которого соединен с выходом ДУ, другой вход соединен с выходом ГТИ, а выход через дополнительный буферный регистр соединен .с управляющим входом резистивного делителя R-2R, через который выход ПУ подключен к входу АЦП, причем управляющие входы основного и дополнительного буферных регистров объединены, управляющие входы сдвигового регистра-и счетчика также объединены и подключены к соответствующему выходу БУ, вход которого соединен с выходом обнуления сднигового регистра.

На чертеже схематически изображен компаратор цвета.

Устройство содержит оптический блок 1, фотоприемник 2, согласующий усилитель 3, ДУ 4, резистивный делитель R-2R 5, буферный регистр б, . дополнительный буферный регистр 7, сдвиговый регистр 8, АЦП 9, ЗУ 10е

ДУ ll эадатчик 12 эталонного кода, счетчик 13, ГТИ 14, вычислительное устройство 15, БУ, вход которого соединен с выходом обнуления сднигового регистра 8. Фотоприемник 2 подключен через усилитель 3 к входу ПУ

4, управляющий вход которого соединен с выходом буферного регистра б.

1068732 части сдвигового регистра 8. При каждом сдвиге в счетчике 13 добавля-, ется единица младшего разряда. При обнулении целой части сдвигового регистра по команде через БУ 16, происходит отключение ГТИ 14 от сдвигоного регистра 8 и счетчика 13 последний фиксирует количество сдвигов .

Полученные коды в дробной части сдвигового регистра 8 и счетчике 13 по

10 команде с БУ 16 переписываются в буферные регистры 6 и 7 соответственно, которые устанавливают ПУ 4 и делитель R-2R 5 в состояние, соответ-ствующее верхнему пределу иэмери15 тельной шкалы, т.е. эта операция необходима для приведения измерительной схемы к требуемому диапазону.

По команде 9 оптический блок 1 снова выдает сигнал, который, преобразуясь Фотоприемником 2 в электрический сигнал, поступает через усилитель 3, ПУ 4 и делитель R-2R

5 на АЦП 9, последний по команде с

Бу 16 производит измерение его амплитуды. Полученный новый код АЦП 9

И по команде с Бу 16 записывается

ЗУ 10 как код, соответствующий сиг- налу, характеризующему коэффициент пропускания (отражения) эталонного образца с учетом шумов и Фоновых сигналов.

Второй этап работы компаратора цвета заключается в определении величины шума и фоновых сигналов измерительного канала. При измерении шума

35 и фоновых сигналов с Бу 16 подается очередная команда на АЦП 9 для измерения, при этом излучение оптического сигнала с оптического блока 1 не происходит. Полученный код АЦП 9

4() по команде с БУ 16 также переписывается в ЗУ 10. Таким образом, в ЗУ

10 оказываются записанными два кода, соответствующих величине сигнала и шума (совместно) t характеризующего коэФФициент пропускания (отражения) эталонного образца, и величине шу(С V N °

На третьем этапе измерения в оптическом блоке 1 в пучок излучения устанавливают измеряемый образец. При этом буферные регистры 6 и 7, а так;. .же счетчик 13 и сдвиговый регистр 8 сохраняют свои состояния такими, какие они имели после первого этапа измерения.

5 вход. которого через счетчик 13 соединен с выходом ГТИ 14, управляющий вход которого соединен с одним из выходов БУ 16, другой выход которого соединен с управляющим входом

АЦП 9, выход которого через ЗУ 10 соединен с входом вычислительного устройства 15 и с одним входом ДУ

11, другой вход которого соединен с выходом задатчика 12 эталонных кодов, выходы БУ 16 соединены с управляющими входами оптического блока 1, буферных регистров 6 и .7, ДУ 11, задатчика 12 эталонных кодов, 3У 10, вычислительного устройства 15, сдвигового регистра 8 и счетчика 13.

Один вход сдвигового регистра 8 соединен с выходом Ду 11, другой вход соединен с ГТИ 14, а выход через дополнительный буферный регистр 7 соединен с управляющим входом резистивного делителя R-2R 5, через который выход ПУ 4 подключен к входу

AIJII 9 .

Устройство работает следующим образом.

Исходное состояние устройства .таково, что буферные регистры 6 и 7 обнулены, сдвиговый регистр 8 и счет. чик 13 тоже обнулены, генератор 14 не выдает на выход импульсы, а в оптическом блоке установлен эталонный образец.

По команде с БУ 16, представляющего собой наборное поле команд с генератором очередности команд и их адресов, в буферные регистры 6 и 7 записыв ается код L>, D«no которому

ПУ 4 и делитель R-2R 5 устанавливаются в состояние, соответствующее коэффициенту передачи, равному единице.

По следующей команде с БУ 16 сигнал оптического излучения с оптического блока 1 поступает на фотоприемник 2, где преобразуется в электрический сигнал, пропорциональный световому потоку.

Электрический сигнал через согласующий усилитель 3, ПУ 4 и делитель

R-22 5 поступает íà АЦП 9, По команде с БУ 16, АЦП 9 осуществляет измерение амплитуды сигнала. Код АЦП 9, полученный в результате измерения амплитуды сигнала, поступает на ДУ

11. Следующей командой с БУ 16 на

ДУ 11 передается эталонный код от задатчика 12. ДУ 11 осуществляет де- 5 ление эталонного кода на код, полу ченный с .АЦП 9.

Полученное новое значение кода (целая и дробная части) по следующей команде с БУ 16 переписывается 6() в сдвиговый регистр 8. Очередная команда с БУ 16 подключает ГТИ 14

-к сдвиговому регистру 8 и к счетчику 13, осуществляя сдвиг вправо регистра 8 до момента обнуления целой

По команде с БУ 16 с оптического блока 1 на фотоприемник 2 через измеряемый образец поступает оптичес" кое излучение. На фотоприемнике

2 это излучение преобразуется в электрический сигнал, который поступает на АЦП 9 через согласующий усилитель 3, Пу 4 и делитель R-2R 5.

По команде с БУ 16 АЦП 9 производит измерение амплитуды этого сигнала.

1068732 сд ци

Э Ш2

Составитель A..×óðáàêîâ

Редактор О.Бугир Техред p,неце корректор A.THcKo

Юказ 11449/34 Тираж 627 Подписное

BHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул,Проектная, 4

Код, полученный в АЦП 9, поступает также в ЗУ 10.

На четвертом этапе производится снова измерение шума аналогично второму этапу. Результат измерения шума в коде также записывается в

ЭУ 10 °

После этого по команде с БУ 16 вычислительное устройство 15 производит вычисление отношения коэффициентов пропускания (отражения) измеряемого образца к эталонному с учетом шумов, т.е. производит расчет отношения первой координаты цвета по формуле

Два других отношения координат цвета Т и Тз определяются аналогичным образом, производится лишь изменение спектра излучения в оптическом блоке 1.

Изобретение позволяет повысить точность за счет того, что в компараторе цвета помимо грубой установки коэффициента передачи измерительного канала, устанавливаемого с помощью. первого буферного регистра и ПУ, предусмотрена точная установка коэффициента передачи канала благодаря вновь введенным дополнительному буферному регистру, резистивному делителю .R-2В, сдвиговому регистру и их связям между собой и с остальными блоками схема. Сокращение вре1Î мены нахождения координат цвета обусловлено введением s схему.:вычислительного устройства и разработкой оптимального алгоритма прибора, что практически исключает необходимость 5 заполнения и регистрации промежуточных измерений, как-то: определение и регистрация сигнала с измеряемым образцом, нахождения шумов и т.д.

Введение вычислительного устройства позволяет не только сократить время нахождения координат цвета, но и повысить точность, так как в компараторе погрешность коэффициента передачи измерительного усилите- ля устраняется при математической обработке результатов измерений.