Цифровой датчик оптической плотности

 

Изобретение предназначено для определения фотографических свойств кинофотоматериалов. Цель изобретения - повышение точности измерений. По известной оптической плотности образца устанавливается резистор 19 фиксации напряжения. К концу счета в двоичнодесятичном счетчике 7 будет зафиксировано число, которое определяет заданную оптическую плотность начального значения оптического образца, и высвечено на индикаторе 8. При помощи значений входных напряжений, резисторов и емкостей можно подобрать необходимое значение коэффициентов для вычисления оптической плотности. Чем меньше значение этой величины, тем точнее определяется значение оптической плотности. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 G 03 С 5/02

1

ОЛИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕПЬСТВУ (21) 4109679/24-10 (22) 29.08.86 (46) 29.02.88. Бюл. ¹ 8 (72) С.С.Бруфман (53) 778.33.771.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 601652, кл. С 03 С 5/02, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 1206612, кл. G 01 В 21/00, 1984. (54) ЦИФРОВОЙ ДАТЧИК ОПТИЧЕСКОЙ ПЛОТНОСТИ (57) Изобретение предназначено для определения фотографических свойств кинофотоматериалов. Цель изобретения— повышение точности измерений. По известной оптической плотности образца устанавливается резистор 19 фиксации напряжения. К концу счета в двоичнодесятичном счетчике 7 будет зафиксировано число, которое определяет заданную оптическую плотность начального значения оптического образца, и высвечено на индикаторе 8. При помощи значений входных напряжений, резисторов и емкостей можно подобрать необходимое значение коэффициентов для вычисления оптической .плотности. Чем меньше значение этой величины, тем точнее определяется значение оптической плотности. 2 ил °

1377815

Изобретение относится к технике фотоматерии, предназначено для определения фотографических свойств кинофотоматериалов и может быть использо- 5 вано для определения качества снимков при рентгено- и гамма-дефектоскопии сварных соединений.

Цель изобретения — повьппение точности измерений. 10

На фиг.1 показана блок-схема предложенного датчика оптической плотности на фиг.2 — диаграмма, поясняющая его работу.

Датчик оптической плотности (фиг.1)15 включает источник 1 света, фотоприемник 2, оптический образец 3, первый нуль-орган 4, электронный вентиль 5, одновибратор 6, двоично-десятичный счетчик 7, цифровой индикатор 8, ис- 20 точник 9 эталонного напряжения, первый интегратор 10, первый 11 и второй

12 входы первого 4 нуль-органа, плюс

13 источника 9 эталонного напряжения первый резистор 14, первый вход 15 25 электронного вентиля 5,второй нульорган 16, второй интегратор 17 ° второй резистор 18, резистор 19 фиксации напряжения, кнопка 20 сброса, первая кнопка 21 фиксации напряжения, второй 30 вход 22 первого интегратора 10, вход сброса 23 двончно-десятичного счетчика 7, вход 24 второго интегратора 17, вход 25 сброса второго интегратора

17, вход 26 счета двоично-десятичного . счетчика 7, первый вход 27 второго нуль-органа 16, второй вход 28 электронного вентиля 5, второй вход 29 второго нуль-органа 16, вторая кнопка 30 фиксации напряжения.

При этом элементы датчика имеют следующие соединения: последовательно соединены фотоприемник 2, первый нуль-орган 4, электронный вентиль 5, одновибратор 6, двоично-десятичный 45 счетчик 7, соединенный с цифровым индикатором 8. Кроме того, первый инте-. гратор 10 выходом соединен с первым входом 11 первого нуль-органа 4 ° второй вход 12 которого соединен с вы ходом фотоприемника 2, вход 22 первого интегратора 10 соединен с плюсом

13 источника 9 эталонного напряжения через первый резистор 14, выход первого нуль-органа 4 соединен с первым входом 15 электронного вентиля 5 ° выход которого соединен с входом одновибратора 6, второй нуль-орган 16, второй интегратор 17. Кнопки сброса

20 и фиксации напряжения 21 и 30 соединены с входом сброса 23 двоично-десятичного счетчика 7, входом 22 и выходом первого интегратора 10 соответственно.

Другими контактами эти кнопки соединены: кнопка сброса 20 и фиксации напряжения 21 соединена с общей шиной, кнопка 30 фиксации напряженияс подвижным контактом резистора 19 фиксации напряжения. Вход 24 второго интегратора 17 соединен с минусом источника 9 эталонного напряжения через второй резистор 18, вход сброса

25 второго интегратора,17 соединен с выходом одновибратора 6, а выход второго интегратора соединен с первым входом 27 второго нуль-органа 16, выход которого соединен со вторым входом 28 электронного вентиля 5, а второй вход 29 с выходом первого интегратора 10.

На фиг.2 обозначены диаграмма напряжений на входах второго нуль-органа 16. Прямая ИТ вЂ” это напряжение на выходе первого интегратора 10 и на втором входе 29 второго нуль-органа

16. Нарастающие треугольные импульсы внутри большого треугольника ОИТэто импульсы на выходе второго интегратора 17 и первом входе 27 второго нуль-органа 16.

Устройство работает следующим образом.

Первоначально при помощи резисто=, ра 19 фиксации напряжения устанавливается значение оптической плотности собственно основы фотоматериала (вдали). Для этого фотоприемник устанавливается на наиболее светлую часть оптического образца (негатива). По его известной оптической плотности устанавливается резистор 19 фиксации напряжения. Это выполняется следующим образом. Резистор t9 устанавливается в среднее положение, и нажимаются кнопки сброс 20 и фиксации напряжения

21. При этом на емкости первого интегратора 10 фиксируется напряжение, снймаемое со средней точки резистора

19 фиксации напряжения. Это U „ íà чальное напряжение согласно фиг.2.

После отпускания всех трех совмещенных кнопок 20 и 21 на выходе первого интегратора 10 будет зафиксировано

Б„ „ положительной величины. Двоичнодесятичный счетчик 7 будет по входу сброса 23 сброшен на нуль. На выходе 1377815 второго интегратора 17 будет максимально возможный положительный сигнал, так как íà его вход 24 через резистор

18 постоянно проходит отрицательный сигнал от источника эталонного напряжения. Так как сигнал на выходе второго интегратора 17 больше, чем на выходе первого интегратора 10, то эти сигналы проходят-через первый 27 и 10 второй 29 входы второго нуль-органа

16., где будет сформирован второй вход

28 электронного вентиля 5. На его первом входе 15 имеется сигнал разрешения, поступающий с выхода первого 5 нуль-органа 4. Сигнал на выходе первого интегратора 10 (первый вход 11) первого нуль-органа больше, чем сигнал на его втором входе 12, поступающий от фотоприемника 2. Если это ус- 20 ловие не будет обнаружено, то двоично-десятичный счетчик 7 не будет осуществлять счет, что сразу будет зафиксировано цифровым индикатором 8. (Если это будет обнаружено, то соот- 25 ветственно необходимо увеличить напряжение фиксации на резисторе 19 фиксации напряжения).

Сигнал с выхода электронного вен- Зр тиля 5 поступает на одновибратор 6, и сформируется импульс, который сбрасывает второй интегратор 17 по входу 25 сброс.- На выходе второго интегратора 17 сФоРмиРУется нУлевой 35 сигнал. Это отражено (фиг.2) при начальном нулевом значении Т-времени.

В двоично-десятичном счетчике 7 зафиксируется единица. После этого sa счет постоянно поступающего на вход 40

24 второго интегратора 17 отрицательного сигнала на его выходе возраста.ет напряжение (фиг.2). В это время на выходе первого интегратора 10 напряжение падает (прямая ИТ), так,45 как на его вход поступает положитель-, ный потенциал. Как только напряжение на выходе первого интегратора 10 будет равно напряжению на выходе второго интегратора 17, снова сформируется

50 одновибратором импульс, который сбра-, сывает второй интегратор 17 до нуля, и зафиксирована вторая единица в двоично-десятичном счетчике 7. Так будет повторяться до тех пор, пока напряжение на выходе первого интегратора 10 станет меньше, чем напряжение на выходе фотоприемника 2 (с учетом коэффициента усиления усилителя первого нуль-органа 4). Таким образом к концу счета в двоично-десятичном счетчике

7 будет зафиксировано число, которое и определяет заданную оптическую плотность начального значения оптического образца. Это цифровое значе-. ние оптической плотности поступает на цифровой индикатор 8 (цифровой регистратор или микропроцессор).

Рассмотрим фиг.2, где изображено линейно убывающее напряжение на выходе первого интегратора 10 и линейно возрастающие импульсы на выходе второго интегратора 17. е ш

Очевидно — — и т.д. ш k

Таким образом, периоды заряда и разряда емкости второго интегратора

17 относятся один к другому как последовательные члены геометрической прогрессии, так как это отношение постоянная величина для всех периодов импульсов, которые формируются на выходе второго интегратора 17.

Напряжение на выходе первого интегратора 10 через время Т, когда оно сравняется с напряжением на выходе второго интегратора 17, будет с + 11

1, ЕХ а.

Пноц

RC

U в RC<

ы

U вх1 R C

U«R,C, + 1 + 1 °

1 1 нххц вх R g вх2 R C °

1 1 где 11нцц напряжение заряда сатора С, первого интегратора 10 в момент сброса устройства, U„ец — пропорционально световому потоку, падающему на фотоматериал Ф „

U „, — входное напряжение первого интегратора 10 от эталонного источника напряжения, 0⻠— то же второго интегратора

17 Р и Р соответственно входные резисторы 14, 18 первого 10 и второго 17 интеграторов;

С,и С вЂ” соответственно емкости заряда первого 10 и второго

17 интеграторов.

Далее, преобразуя это выражение, получаем

1377815

Если U„,„íàïðÿ êåíèå на входе устройства, пропорционально световому потоку, прошедшему через фотоматериал

Ф ., то оптическая плотность D будет равна D 1g — = 1g, †-з,, 4а

Ф, . Uо.

Так как Б»»qq и Укоц начальный и конечный член геометрической прогрессии (если периоды времени разряда

10 и заряда емкости второго интегратора

Т относятся как члены геометрической прогрессии), то и U»»au и П„о„ и все промежуточные напряжения относятся один к другому как члены геометричес»5 кой прогрессии, так как это стороны подобных треугольников.

Исходя из формулы геометрической прогрессии а„ = à, q " откуда

П нц» n-i, и соответственно р

U ком

g(q ) = (n- 1)1g q =

U кок . 25 (n 1) 0,4343

Usx 1 » С»

По приближенной формуле 1g(1 + et )

0,4343 о6, так как

Цо» R Ñ

ЬХ 2

Цо„, ЦС, много меньше единицы.

При помощи значений входных напряжений, резисторов и емкостей можно подобрать необходимые значения Коэффици- 35 ентов для вычисления оптической плотности, чем меньше значение этой, величины, тем точнее определяется значение оптической плотности Э.

Это значение пропорционально коли- 40 честву импульсов, которое будет. зафиксировано в двоично-десятичном счетчике 7, и будет высвечено на цифровом индикаторе 8.

После установки резистора 19 фик- 45 сации напряжения на заданное значение падающего светового потока с учетом вуали производится определение оптической плотности оптического образца 3 в его различных точках. Поря- 50 док работы с датчиком такой же, как и было указано выше. Только в этом случае резистор 19 фиксации напряжения остается в зафиксированном положении, а фотоприемник 2 устанавливается в контролируемую точку оптического образца 3.

Формула изобретения

Цифровой датчик оптической плотности, включающий источник света, фотоприемник, первый нуль-орган, выход которого соединен с первым входом электронного вентиля, одновибратор, входом соединенный с выходом электронного вентиля, а выходом — с входом двоично-десятичного счетчика, выход которого соединен с цифровым индикатором, источник эталонного напряжения, "плюсом" соединенный через первый ре.зистор с входом первого интегратора, выход которого соединен с первым входом первого нуль-органа, второй вход которого соединен с выходом фотоприемника, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно введены второй интегратор, перпервым входом соединенный через второй резистор "с минусом" источника эталонного напряжения, а вторым входом — с выходом одновибратора, второй нуль-орган, первым и вторым входами соединенный с выходами первого и второго интеграторов соответственно, а выходом — с вторым входом электронного вентиля, кнопка сброса, первым контактом соединенная с общей шиной, а вторым — с входом сброса двоичнодесятичного счетчика, первая кнопка фиксации напряжения, первым контактом соединенная с общей шиной, а вторымс входами первого интегратора, вторая кнопка фиксации напряжения, первым контактом соединенная с выходом первого интегратора, а вторым — с подвижным контактом резистора фиксации напряжения, неподвижными контактами включенного между "плюсом" источника эталонного напряжения и общей шиной, при этом все кнопки являются нормально разомкнутыми.

1377815 И7К

Составитель Л.Безпрозванный

Техред М.Дидык Корректор Н.Король

Редактор А,Долинич

Заказ 871/44

Тираня 442 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4