Измеритель скорости
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости перемещения протяжепньк оптических неоднородных объектов, в аэрофотографии, прокатном производстве и на транс-порте . Целью изобретения является повышение точности измерения малых скоростей за счет снижения инерционности измерителя при ускоренном движении объекта о Плоскость дв1-гаения объекта оптш-гески сопряжена с плоскостью линейки фотодетекторов с помощью объектива. Фотодетекторы преобразуют яркость элементов изображения объекта в электрические сигналы, подаваемые на входы двух многовходовых перемножителей. На выходе одного перемножителя формируется произведение сигналов всех четных, а на выходе другого перемножителя всех нечетных фотодетекторов о Сигналы с выходов перемножителей подаются на cxeNiy формирования отношения двух сигналов, выход которой соединен с частотомером , проградуированным в единицах скорости Блок обработки сигналов измерителя осуществляет узкополосную фильтрацию практически в реальном времени, что снижает динамическую погрешность измерения скорости. 3 ил о
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51) 4 С 01 Р 3/36
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
j(21) 4029592/24-10 (22) 26.02.86 (46) 23.08.88. Бюп. Р 31 (72) Ю.Д. Щеглов (53) 531. 767 (088.8) (56) Материалы семинара по измерительности приборов для автомобильной промышленности, ИСКРА Индустри Ко., Птд., 1984, с. 31 43.
Патент ФРГ Р 2526254, кл . "G 01 P 3/30, 19 78 . (54) .ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости перемещения протяженных оптических неод- . нородных объектов. в аэрофотографии, прокатном производстве и на транспорте. Целью изобретения является повышение точности измерения малых скоростей за счет снижения инерционности измерителя при ускоренном движеSU» 1418618 А1 нии объекта. Плоскость движения объекта оптически сопряжена с плоскостью линейки фотодетекторов с помощью объектива. Фотодетекторы преобразуют яркость элементов изображения объекта в электрические сигналы, подаваемые на входы двух многовходовых перемножителей. Иа выходе одного перемножителя формируется произведение сигналов всех четных, а на выходе другого перемнож теля всех нечетных фотодетекторов. Сигналы с выходов перемножителей подаются на схему формирования отношения двух сигналов, выход которой соединен с частотомером, проградуированным в единицах
<О скорости. Блок обработки сигналов измерителя осуществляет узкополосную фильтрацию практически в реальном времени, что снижает динамическую погрешность измерения скорости.
3 ил.
1418618
m=0 ?
= 0,1, Х„, Х
Функция лена рядом гармоникам а+ а созрХ, U(p
Я
1 + )" сон 2k
Щ
= П
К=о и r(x„) .П Е(Х ) е (2k d/2) 2)с+1
too f (d) 2
Изобретение оч носится к измерительной технике, в частности к средствам бесконтактного измерения и контроля скорости перемещения протя- 5 женного оптически неоднородного объекта, и может быть использовано в аэрофотографии, прокатном производстве и на транспорте.
Пелью изобретения является новы- 10 . шение точности измерений малых скоростей эа счет снижения инерционности измерителя.
На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - прост- 15 ранственно-частотная характеристика измерителя; на фиг. 3 — примерная форма сигнала на входе частотомера при смещении движущегося объекта, Устройство содержит объектин t 20 растровый фотопреобразователь, выполненный в виде линейки отдельных фотодетекторов 2, блок 3 обработки сигнала и частотомер 4. Фотодетекторы 2 установлены в плоскости изобра- 25 жения объектива 1. Блок 3 обработки сигнала включает в себя два многовходовых перемножителя 5, к входам одного из которых подключены соответственно входы четных, а к входам 30 второго — выходы нечетных фотодетекторов 2, и схему,6 формирования отношенияя, . входы которой подключены к выходам перемножителей 5, а выход— к входу частотомера 4. Позицией 7 ,обозначен движущийся объект.
Устройство работает следующим об11 а з ом.
Объектив 1 формирует в плоскости линейки фотодетекторов 2 изображение объекта 7. Фотодетекторы 2 преобразуют яркость элементов изображения объекта 7 в электрические сигналы, которые подают с я на входы пер емножителей 5. На выходе одного из перемно-45 жителей формируется произведение сигналон всех четных, а на выходе другого перемножителя — всех нечетных фотодетекторов. Схема 6 формирует сигнал U, пропорциональный отношению 50 выходных сигналон перемножителей 5 где t (X) — функция распределения яркости оптических неоднородностей объекта н направлении днижения Х; ,4...; и = 1,3,5...; k
2,3... порядковые номера фотодетекторов; — координаты точек на поверхности объекта, оптически сопряженных с четными и нечетными фотодетекторами; — число всех фотодетекторов; — расстояние между точками на объекте, оптически сопряженными с четным или соответственно нечетными фотодетекторами.
Г(Х) может быть представФурье по пространственным вида где р= 2 (/d — пространственная частота; а — постоянная составляО куцая; а — амплитуда простран= ственной гармоники с частотой р .
Фильтрующие свойства блока 3 обработки сигнала отражает пространственно-частотная характеристика
V(> ) устройства .(фиг. 2) + а cos kdp
) =П
2k+ 1 ао+ а cos dр
1 + g cos(2k +!Л)п—,-М
Не
21Г где р = —, y= а/а
Функция V(p ) имеет резкий максимум в окрестности частоты р = p, где она принимает значение и практически равна нулю на всех остальных пространственных частотах.
1418б18
При движении объекта 7 со скоростью
V сигнал на выходе блока 3 представляет собой (фиг. 3) последовательность импульсов амплитуды
U(P,) частотой следования Г = V/д. 10
Частота следования импульсов измеряется частотомером, проградуированным в единицах скорости с учетом продольного увеличения объектива, 15
Таким образом, блок обработки сигналов устройства осуществляет узкополосную фильтрацию сигнала практически в реальном времени, что существенно снижает динамическую погреш- 20 ность измерения скорости при ускоренном движении.
Формула изобретения
11змеритель скорости, содержащий ьектив, pscTpoBbDI фотопреобразователь, выполненный в виде линейки фотодетекторов, ориентированной вдоль направления движения, и установленный в плоскости изображения объектива, блок обработки сигнала и частотомер, отличающийся тем, что, с целью повьш ения точности измерен п1 малых скоростей за счет снижения. инерционности измерителя, блок обработки сигнала выполнен в виде двух многоходовых перемножителей, при этом входы одного перемножителя соединены с выходами четных фотодетекторов, входы другого — с выходами нечетных фотодетекторов, а выходы перемножителей подключены к входам схемы формирования отношения, выход которой соединен с частотомером.
1418б18 °
Составитель А. Тимофеев
Техред Л. Олийнык Корректор В. Романенко
Редактор С. Пекарь
Тираж 847 Подписное
ВПИИПИ Государственного комитета СССР,по делам изобретений и открытий
ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.,4/5
Заказ 4147/41
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,
