Устройство для анализа интерферограмм

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (бп 4 3 01 В 21/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3823583/24-28 (22) 07.12.84 (46) 07.06.86. Бюл. № 21 (7lj Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт нм. В.И. Ульянова (,Ленина) (72) В.И.Якименко, Т,Ю. Шевелева, Е.Г, Пащенко, В,И,Леус и В.M. Донец (53) 531.717 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 947645, кл.Cj 01 В 21/08, 1980.

Авторское свидетельство СССР

¹ 819585, кл. G Ol В 21/08, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНА1П13А ИНТЕРФЕ-.

РОГРАИМ

„„SU„„1236314 А 1 (5?) Изобретение относится к измерительной технике н может быть использовано в измерительных приборах, работающих на ннтерференционном принципе, например в приборах для автоматизированного дистанционного контроля толщины нефтяной пленки на водной поверхности. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет адаптивного слежения эа длительностью периода интерферограмм и соответствующего изменения режима счетчика, а также за счет исключения ложных максимумов-выбросов в областях интерференционных максимумов, Импульс с формирователя 4 еди12363 ничных импульсов через ключ 5 запуска обнуляет триггер 7, регистры 13 и 14 сдвига, счетчик-делитель 16 и счетчик 17 максимумов, подготавливая их к работе, Включается переключателем 3 генератор 2 импульсов. Сигнал, представляющий собой интерферограмму

t поступает на детектор 1 максимумов, При появлении на входе детектора максимумов первого максимума интерферограммы на его выходе формируется импульс, формирующий разрешающий потенциал на выходе триггера 7 и записывающий "I" в регистр 13 сдвига.

Последующие максимумы первого максимума интерферограммы записываются в регистр 13 сдвига, после чего сдви гаются в следующие разряды регистра до появления 1" на выходе 1 регистра 13 сдвига. При этом в счетчикделитель 16 и счетчик 17 максимумов записывается "1", При появлении следующих максимумов интерферограммы в счетчик 17 максимумов записывается

) 4 число, равное числу появившихся максимумов интерферограммы. Ложные максимумы,, присутствующие в периоде каждого максимума интерферограммы, не записываются в счетчик 17 максимумов благодаря блокированию генератора 2 импульсов триггером 7 и обнулению ,регистра 13 сдвига каждый раз по появлении "1" на выходе группы 15 из п элементов 2И-ИЛИ, Обнуление триггера

7 и регистра 13 сдвига происходит через элементы ИЛИ 6 и !1 соответственно, Увеличение периода интерферограммы по мере уменьшения толщины пленки учитывается с помощью второго регистра 14 сдвига, записывающего ес и в следующий разряд по сигналу переполнения со счетчика-делителя 16 и открывающего следующий элемент

2И-ИЛИ из группы 15 элементов, Переполнение счетчика-делителя 16 проис-. ходит каждый раз после под— счета щ периодов интерферогра ммы. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в измерительных приборах,„ работающих на интерференционном принципе, например в приборах для автоматизированного дистанционного контроля толщины нефтяной пленки на водной поверхности.

Цель изобретения — повышение точности измерений за счет адаптивного слежения за длительностью периода интерферограмм и соответствующего изменения режима работы счетчика, а также за счет исключения ложных максимумов-выбросов в областях интерференционных максимумов, На фиг, 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма работы устройства.

Устройство (фиг.)) содержит детектор 1 максимумов, генератор 2 импульсов, переключатель 3, формирователь 4 одиночных импульсов, ключ 5 запуска, первый элемент ИЛИ 6, триггер 7, элементы Я и 9 задержки, элемент

И 1О, второй ll и третий 12 элементы

ИЛИ, первый 13 и второй )4 и-разрядные регистры сдвига, группа 15 иэ п элементов 2И-ИЛИ, счетчик-делитель 16 и счетчик 17 максимумов, 5 Выход детектора I максимумов соединен с информационным входом триггера 7 и через первый элемент 8 задержки соединен с информационным входом первого регистра 13 сдвига. Формирователь 4 одиночных импульсов через ключ 5 запуска связан с вторыми входами первого 6 и второго II элементоя 11ЛИ, входами начальной установки второго регистра 14 сдвига и счетчика-делителя 16„ через второй элемент

9 задержки — с информационным входом второго регистра )4 сдвига и через первый вход третьего элемента 12 ИЛИс тактовым входом второго регистра 14 сдвига. Второй вход третьего эпемента 12 ИЛИ подключен к выходу перепол. нения счетчика-делителя 16, каждый

1-й разряд второго регистра 14 сдвига соединен с первым входом i-го элемента группы 15 из и элементов

21Л-11ЛИ, второй вход каждого i-ro элемента группы 15 иэ и элементов

3 2363

2И-ИЛИ подключен к i-му выходу первого регистра 13 сднига.

Выход группы 15 элементов 2И-ИЛИ подключен к тактовым входам счетчикаделителя 16, счетчика 17 максимумов и через первый 6 и второй !1 элементы ИЛИ соединен соответственно с входами начальной установки триггера 7 и первого регистра 13 сдвига.

Измерительное устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии (фиг. !) переключатель 3 разомкнут, формирователь 4 одиночных импульсов (например, выполненный в виде интегрирующей 15

RC-цепи) подключен к источнику напряжения (не показан),а в счетчике-делителе 16 установлен требуемый коэффициент деления тп. В регистре 13 сдвига выходы I, 2, ..., п выполнены через различное количество раэрядон, например, выводы сделаны с 4, 8, !6, 32 разрядов регистра сдвига, причем отношение количеств разрядов от входа до (k+1)-ro выхода первого регистра 13 сдвига равно отношению периодов интерферограммы для (k+1)-го и

Ьп-го максимумон, где тп — коэффициент деления счетчика-делителя 16.

Нефтяную пленку на воде облучают лазерным лучом с помощью редуктора (например мощным световым лучом), изменяют толщину пленки от измеряемой до нулевой толщины и принимают отраженный лазерный луч с помощью фотоприемника (не показано), Сигнал с выхода фотоприемника представляет собой интерферограмму 18 (фиг, 2), которая поступает на вход детектора

1 максимума измерительного устрой<о ства, Измерения начинаются с однократного нажатия ключа 5 запуска "Пуск", При этом с выхода формирователя 4 одиночных импульсон через кратковре45 менно замкнутый ключ 5 импульс поступает через элемент ИЛИ 6 на установочный вход R триггера 7, через элемент ИЛИ 1! — на вход обнуления регистра 13 сдвига и непосредственно

50 на входы обнуления счетчика-делителя 16 и счетчика 17 максимумов, а через элемент 9 задержки — на информационный вход S и через элемент

12 ИЛИ вЂ” на тактовый вход С регист55 ра 14 сдвига, записав в первый раз,ряд "1" регистра 14 сдвига.

Потенциал с верного выхода регистра 14 сдвига открывает вход первого 4 4 элемента группы 15 элементов 2И-ИЛИ.

После этого переключатель 3 устанавливается в замкнутое состояние, подключая генератор 2 импульсов к элементу

И 10, закрытому потенциалом с выхода триггера 7.

При появлении на входе детектора l максимумов первого максимума интерферограммы 18 (фиг. 2) на его выходе формируется первый импульс 1 <, коI торый поступает на вход S триггера 7.

Триггер 7 срабатынает, сформировав на выходе разрешающий потенциал для элемента И 10, через который проходит тактовый импульс на тактовый вход С регистра 13 сдвига, н который через вход S< записывается импульс 8,, поступивший от детектора 1 максимумов, Этот импульс при помощи тактовых импульсов продвигается в следующие разряды 1, 2, 3, ... и т.д, регистра

13 сдвига и если на его вход Бт поступают импульсы 8„ и S, то они

I ьЗ тоже последовательно записываются в первый разряд, после чего сдвигаются н следующие разряды до первого выхода

"!" (фиг. 2; 19) н пачке импульсов во время первого максимума интерферограммы.

При сдвиге импульса 3<, в разряд

"!, являющийся первым выходом регист ра 13 сдвига, его передний фронт через открытый первый элемент группы

I5 элементов 2И-ИЛИ воздействует на счетные входы счетчика-делителя 16 и счетчика )7 максимумов, через элемент б ИЛИ опрокидывает триггер 7, закрыв элемент И 10, а через элемент

ИЛИ 1! устанавливает регистр 13 сдвига в нулевое состояние, обнулив его содержимое. Следовательно, до начала следующего периода интерферограммы на регистр 13 сдвига не поступают тактовые импульсы сдвига и он находится в обнуленном состоянии.

При поступлении с выхода импульсного детектора 1 максимумов пачки импульсов и,, сформированной в области второго максимума интерферограммы, первый импульс 8.2, опрокидывает триггер 7, который разрешает запись этой "пачки" импульсов в регистр 13 сдвига и их сдвиг до второго выхода (выход "2"), после чего первый импульс 5, второй пачки импульсов возвращает триггер 7 н исходное состояние, обнуляет регистр 13 сдвига, а содержимое счетчиков 16 и 17 увели1236314

Благодаря этому в течение пг максимумов в регистре 13 сдвига открыт перный выход 1", затем в течение следующих щ максимумов — второй выход "2" и так далее до выхода в, при

35 котором в регистр 13 сдвига может быть записана пачка импульсов максимальной ожидаемой длительности (например 64 такта), Таким образом, на счетный вход счетчика 17 максимумов поступает только один первый импульс 8,< от каждой 1-й "пачкин импульсов, т,е, от каждого i-го максимума при любой дли45 тельности г ., (фиг, 2; 20). Благодаря этому достигается высокая точность измерений количества максимумов интерферограммы, так как исключается счет ложных максимумов выбросов и i0 не пропускаются при счете интерференционные максимумы, причем высокая точность достигается практически во всем диапазоне изменения толщин пленок, чивается на единицу. Так как сигнал на входе детектора 1 максимумов за один измерительный цикл имеет нид квазигармонической функции с увеличивающимся в 50-70 раз периодом (фиг, 2; 18), вблизи последних в цикле интерференционных экстремумов увеличивается длительность пачки" и количество импульсов в ней (фиг. 2; 19), Для правильной работы устройства необходимо, чтобы выполнялось соотношение Г, с Т, н любой момент времени t; при свойстве сигнала

>) Т (фиг. 2; 19 и 20), где Т вЂ” период, . — длительность пачки", Следовательно, необходимо соответственно изменять емкость регистра 13 сдвига, т.е. количество разрядов от его входа до выхода.

Это достигается тем, что через ггг максимумов н счетчике-делителе 16 наступает переполнение и импульс с выхода P подается через элемент

ИЛИ 12 на тактовь и вход регистра 14 сдвига, в котором "1" сдвигается в следующий разряд, аткрггна, соответствующий вход н группе 15 элементов

2И-ИЛИ.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для анализа интерферограмм, содержащее детектор максимумов,, генератор импульсов, переключатель, элемент И, счетчик максимумов, элемент ИЛИ, триггер, ключ запуска, формирователь одиночных импульсов, соединенный через ключ запуска с установочным входом счетчика максимумов„ вход детектора максимумов является входом устройства, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно cÿàáæåно первым регистром сдвига с п выходами, счетчиком-делителем, вторым и третьим элементами ИЛИ, первым и вторым элементами задержки, группой из и элементов 2И вЂ” ИЛИ, вторым и-разрядным регистром сдвига, каждый i-й разряд которого соединен с первым входом 1-го элемента группы элементов

2И-ИЛИ, второй вход каждого ь-го элемента группы элементов 2И-ИЛИ подключен к i. — ìó выходу первого регистра сдвига, выход группьг из и элементов

2И-ИЛИ подключен к тактовым входам счетчика-делителя, счетчика максимумов и через первый и второй элементы

ИЛИ соединен соответственно с входами начальной установки триггера и г ервого регистра сдвига, выход детектора максимумов соединен с информационным входом триггера и через первый элемент задержки — с информационным входом первого регистра сдвига, выход ключа запуска подключен к вторым входам первого и второго элементов ИЛИ, гзходам начальной установки второго регистра сдвига и счетчикаделителя, через нторой элемент задерж ки — к информационному входу второго регистра сдвига и через первый вход третьего элемента ИЛИ вЂ” к тактоному входу второго регистра сдвига, второй вход третьего элемента ИЛИ "оединен с выходом переполнения счетчика-делителя, выход генератора импульсов через переключатель и перный вход

pëåèåíòa И подключен к тактовому входу первого регистра сдвига, второй вход элемента И подключен к выходу триггера, а выход счетчика максимумов является ньгходом устройства, 1236314

/F avea

Составитель Ю. Петраковский

Техред О.Сопко

Корректор Е, Сирохман

Редактор A. Козориз

Заказ 3078/43

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г ° Ужгород, ул, Проектная, 4 дсИ

Crt . 20

Тираж 670

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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