Измеритель длины крешерных столбиков

 

Изобретение относится к измери тельной технике. Целью -изобретения является повышение точности измерения за счет дискретизации и автоматизации измерений. Измеритель содержит фотоприемник в виде ПЗС-линейки 5, позволяющей изменять дискретность измеряемых сигналов в зависимости от величины ячеек линейки. Двигатель 9 связан с электронной системой обработки сигнала и обеспечивает поворот измеряемого столбика 12, установленного на поворотном столе 10. Сигнал о величине поворота, получаемьй с датчика II положения, обеспечивает автоматическую обратную связь. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1392371

1511.1 С 01 В 21/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4087907/24-28 (22) 16.07.86 (46) 30 ° 04.88 ° Бюл. ¹ 16 (71) Куйбьппевский политехнический институт им В.В. Куйбышева (72) В.А. Кузнецов и О.Г. Корганова (53) 531.717(088.8) (56) Конюхов Н.Е., Плют А.А., Марков П.И. Оптоэлектронные контрольноизмерительные устройства. Энергоатомиздат, 1985, с ° 75-76, (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ДЛИНЫ КРЕШЕРНЫХ

СТОЛБИКОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике ° Целью изобретения является повышение точности измерения за счет дискретизации и автоматизации измерений. Измеритель содержит фотоприемник в виде ПЗС-линейки 15, позволяющей изменять дискретность измеряемых сигналов в зависимости от величины ячеек линейки. Двигатель 9 связан с электронной системой обработки сигнала и обеспечивает поворот измеряемого столбика !2, установленного на поворотном столе 10. Сигнал о величине поворота, получаемый с датчика 11 положения, обеспечивает автоматическую обратную связь. 3 ил.

1392371

Изобретение относится к измери-! гельной технике и может быть испольoBRHo для нахождения длин объектов (например, крешерных столбиков), средней из трех измерений, Цель изобретения — повышение точности измерения за счет дискретизации и автоматизации измерений.

На фиг.l изображены структурная схема предлагаемого устройства; на

1 фиг.2 — временные диаграммы, пояс няющие работу измерителя; на фиг.3

1 взаимное расположение сечений кре-! шерного столбика, высота которых из,,меряется.

Измеритель содержит счетчик 1 до трех, первый инвертор 2, первую схе,му И 3, одновибратор 4, триггер 5, первый ключ 6, осветитель 7, второй

1 ключ 8, двигатель (прецезионный) 9, поворотный стол 10, датчик 11 поло,жения для поворота крешерного стол бика 12, экран 13, оптическую систе му 14, фотоприемник (ПЗС-линейка) 15, 25 формирователь 16 фазных напряжений, генератор 17 импульсов, усилитель 18, триггер 19 Шмидта, второй инвертор

20, вторую схему И 21, блок 22 деления на три, счетчик 23 импульсов, третью схему И 24, блок 25 индикации.

На первый вход счетчика 1 до трех подается импульс запуска, а выход счетчика 1 связан с первым входом третьей схемы И 24 и через первый инвертор 2 — с первым входом первой

35 схемы И 3, второй вход которой присоединен к первому выходу триггера

5, .а выход через одновибратор 4 связан с первым входом первого ключа. 6, 40 присоединенного вторым входом к источнику питания U„, а выходом — к осветителю 7, со вторым входом счетчика 1 до трех и с первым входом триггера 5, второй вход которого связан с выходом датчика 11 положения, а второй выход — со входом генератора

17 импульсов и с первым входом второго ключа 8, второй вход которого присоединен к.источнику питания U

50 а выход — к двигателю 9, механически связанному с поворотным столом 10, связанным со входом датчика 11 положения, выход генератора 17 импульсов присоединен через формирователь 16 фазных напряжений ко входу ПЗС-линей- 55 ки 15 и через первый вход второй схемы, И 21 — ко входу блока 22 деления на три, выход которого через счетчик 23 импульсов связан со вторым входом третьей схемы И 24, присоединенной своим выходом к блоку 25 индикации, выход ПЗС-линейки 15 присоединен через последовательно соединенные уси-1 литель 18, триггер Шмидта !9 и второй инвертор 20 ко второму входу второй схемы И 21.

Измеритель работает следующим образом.

Крешерный столбик 12 устанавливают на поворотном столе 10. Крешерный столбик 12 располагают между экраном г

13 с одной стороны и оптической системой !4 и ПЗС-линейкой 15 с другой стороны. Столбик оснащается осветителем 7. На ПЗС-линейку отображается сечение столбика и экрана. Таким образом, верхние и нижние ячейки ПЗСлинейки 15, на которые проектируется изображение более светлого экрана, и средние ячейки, на которые проектируется изображение сечения менее светлого крешерного столбика, будут освещены существенно неодинаково, что вызывает соответствующее распределение зарядов ячеек ПЗС-линейки

15 (фиг.2): заряд нижних и верхних будет больше, а средних — меньше ° При команде "Пуск" на выходе счетчика 1 до трех будет "0". Следовательно, на выходе инвертора 2 будет логическая "1". В исходном состоянии на первом выходе триггера 5 будет иметь место "1", а на втором — "0". Поскольку на первый и второй выходы первой схемы И 3 подаются единичные сигналы, то на выходе ее будет также

"1", которая воздействует на одновибратор 4. Последний вырабатывает один импульс. Выходной сигнал одновибратора 4 открывает первый ключ 6, напряжение питания через который поступает на осветитель 7, освещающий крешерный столбик 12.

Одновременно импульс одновибратора

4 поступает в счетчик 1 до трех и задний фронт этого сигнала изменяет состояние триггера 5: на первом выходе будет иметь место "0", на втором—

"1". Появление нуля на первом выходе приводит к тому, что и на выходе первой схемы И 3 появляется "0". В то же самое время единица на втором выходе триггера 5 откроет второй ключ

8, в результате чего напряжение U„ питания будет подано на двигатель 9, 3 13923 который перемещает поворотный стол

10 на 120

Таким образом, крешерный столбик

12 освещается осветителем 7 в течение времени импульса одновибратора.

Если это время сделать равным време- ни накопления зарядов ПЗС-линейки 15, то за зто время на ПЗС-линейке 15 будет сформировано с помощью оптической системы 14 изображение сечения столбика 12 и экрана 13.

Появление сигналов на втором входе триггера приводит к тому, что запускается генератор 17 импульсов. Импульсы генератора 17 импульсов, воздействуя на формирователь 16 фазных напряжений, способствуют выработке импульса разрешения переноса (ИРП) и фазных напряжений Пф,, U 4,< и У 20 (фиг.2 . Импульс разрешения переноса переводит заряды из соответствующих ячеек ПЗС-линейки 15 в регистр этой линейки, а фазные напряжения тактируют его. При этом импульсы, сформированные в ячейках и перенесенные в регистр ПЗС-линейки 15, будут поочередно поступать через выходной усилитель 18 на триггер 19 Шмидта.

Поскольку на нижнюю и верхнюю часть 30

ПЗС-линейки !5 попало при экспозиции изображение экрана !3, а на среднюю часть — изображение столбика 12, то вначале в триггер 19 Шмидта будут поступать импульсы малой амплитуды, а

35 затем вновь большой.

Триггер 19 Шмидта при поступлении импульсов большей амплитуды будет в единичном состоянии, а при поступлении импульсов малой амплитуды — в ну- 40 левом. На выходе второго инвертора 20 будет единичный сигнал, в то время когда на выходе триггера 19 Шмидта будет "0". Этот сигнал поступает на вторую схему И 21 и импульсы от re-i 45 нератора 17 импульсов пройдут в блок

22 деления на три, а затем в счетчик

23 импульсов.

Таким образом, время открытия схемы 21 пропорционально длине крешерного столбика при первом измерении, а количество импульсов, прошедших в блок 22 деления на три, равно количеству ячеек ПЗС-линейки 15, "накры.

11 тых изображением первого сечения крешерного столбика 12.

После того, как двигатель 9 переместит поворотный стол 10 на 120 сработает датчик 11 положения, кото71 рый выдает сигнал на второй вход триггера 5. Триггер переходит в исходное положение, на первом выходе будет "1", на втором — "0" ° Второй ключ 8 закроется и двигатель 9 остановится. Поскольку на выходе первого инвертора 2 держится единица, то на выходе первой схемы И 3 вновь появится единица, что вызовет второе срабатывание одновибратора 4. Весь процесс измерения повторится. В блок 22 деления на три пройдет количество импульсов, равное количеству ячеек ПЗСлинейки 15, "закрытых" изображением второго сечения крешерного столбика

12 (фиг.3).

Аналогично происходит третье измерение. По его окончании в блок 22 деления на три пройдет количество импульсов, равное количеству ячеек

ПЗС-линейки 15, "накрытых" изображением третьего сечения столбика.

В результате в счетчике 23 накопятся импульсы, соответствующие среднему из трех измерений, после трех измерений.

На выходе счетчика 1 до трех появвится импульс, который подается на третью схему И 24, и импульсы из счетсчетчика 23 пройдут в блок 25 индикации, На выходе инвертора 2 при этом будет "0" и работа схемы прекратится.

Если необходимо измерять длину другого крешерного столбика, то вновь надо подавать импульс запуска. формула изобретения

Измеритель длины крешерных столбиков, содержащий осветитель, оптическую систему, фотоприемник, о т л ич а ю шийся тем,, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен счетчиком до трех, двумя инверторами, тремя схемами И, одновибратором,триггером, двумя ключами,двигателем,поворотным столом, датчиком поло- жения,формирователем фазных напряжений, генератором импульсов, усилителем, триггером Шмитта, блоком деления на три, счетчиком импульсов,. блоком индикации, фотоприемник выполнен в виде ПЗС-линейки, первый вход счетчика до трех является входом запуска, а выход счетчика связан с первым входом первой схемы И, второй вход кото1392371

ИРЛ

Зу

Вход фЯЩЧМ усечение

Торец сммйиа

Я сечение

3 СЕЧЕИт

Фиг.Я

Составитель Е. Глазкова

Техред И.Верес Корректор С. Черни

Редактор А. Ревин

Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1882/44

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 рой присоединен к первому выходу триггера, а выход через одновибратор свя-! ! эан с первым входом первого ключа

У второй вход которого предназначен для подключения к источнику питания, а

5 выход — к осветителю, выход одновибратора соединен также с вторым входом счетчика до трех и с первым входом триггера, второй вход которого свя- 10 зан с выходом датчика положения, а ,второй выход — с входом генератора импульсов и с первым входом второго

:ключа,. второй вход которого предназначен для присоединения к источнику питания, а выход — к двигателю, механически связанному с поворотным столом, связанным с входом датчика положения, выход генератора импульсов подключен через формирователь фазных напряжений к входу фотоприемника и через первый вход второй схемы И вЂ” к входу блока деления на три, выход которого через счетчик импульсов связан с вторым входом третьей схемы И, присоединенной выходом к блоку индикации„ выход фотоприемника присоединен через последовательно соединенные усилитель, триггер Шмитта и второй инвертор к второму входу второй схемы И.