Фотоимпульсный измеритель размеров объекта

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности за счет устранения влияния флуктуации яркости объекта и нестабильности формирователя измерительных импульсов. Измеритель состоит из оптико-электронного датчика 1, генератора 2 опроса , формирователя 3 измерительных импульсов. Генератор 2 выполнен с тремя выходами, причем частоты на втором и третьем выходах генератора 2относятся как 2:1. Формирователь 3выполнен с тремя выходами. Такое выполнение генератора опроса и формирователя измерительных импульсов позволяет формировать числовой эквивалент длительности между серединами переднего и заднего фронтов видеоимпульса от датчика I. 1 з.п. фклы. 3 ил.:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИОТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 .b 01 В ?1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4300394/24-28 (22) 09.07,87 (46) 23.02.89, Бил. У 7 (71) Институт проблем прочности

АН УССР (72) О.Л. Малов, В.B.Рубан, Н,А,Фот и В.В,Ниженко (53) 531.7(088.ф) (56) Авторское свидетельство СССР

9 945646, кл. G 01 В 11/04, 1980, (54) ФОТОИМПУЛЬСНЬ1И ИЗМЕРИТЕЛЬ РА3МЕР0В ОВЬККТА (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения — повьппение точности за счет устранения влияния флуктуаций

„Я0„„1460615 А 1 яркости объекта и нестабильности формирователя измерительных импульсов.

Измеритель состоит из оптико-электронного датчика 1, генератора 2 onроса, формирователя 3 измерительных импульсов. Генератор 2 выполнен с тремя выходами, причем частоты на втором и третьем выходах генератора

2 относятся как 2:1. Формирователь

3 выполнен с тремя выходами. Такое выполнение генератора опроса и формирователя измерительных. импульсов позволяет формировать числовой эквивалент длительности между серединами переднего и заднего фронтов видеоимпульса от датчика 1. 1 з.п. феды.

3 ил.

1460615

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения размеров объектов.

Цель изобретения — повышение точности за счет устранения влияния флуктуаций яркости объекта и нестабильности формирователя измерительных импульсов. 10

На фиг. 1 представлена структурная схема измерителя; на фиг. 2— временные диаграммы работы измерителя; на фиг. 3 - функциональная схема генератора опроса логического клю- 15 ча.

Фотоимпульсный измеритель размеров объекта Содержит оптико-электронный датчик 1 с дискретным фотоэлектрическим преобразователем, ге- 20 нератор 2 опроса, формирователь 3 измерительных импульсов, логический ключ 4, элемент И 5, элемент ИЛИ 6, выход которого подключен к входу счетчика 7. Выход оптико-электронно- 25 го датчика 1 подключен к входу форми— рователя 3 измерительных импульсов, вход-к первому выходу генератора 2 опроса, второй выход которого..соединен с первым входом логического эле- 30 мента И 5, а третий — с третьим входом логического ключа 4. Второй вход элемента И 5 подключен к первому выходу формирователя 3 измерительных импульсов, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входом логического ключа 4. Выход логического ключа

4 подключен к первому входу элемента

ИЛИ 6, второй вход которого соединен 40 с выходом элемента И 5, Формирователь

3 измерительных импульсов состоит из дифференциатора 8, вход которого является входом формирователя 3 измерительных импульсов, компараторов 9 и 45

10, входы которых подключены к выходу дифференциатора 8, а выходы соединены соответственно с первым и вторым входами триггера 11, причем выходы-триггера 11, компараторов 9 и 10

50 являются соответственно первым, вторым и третьим выходами формирователя

3 измерительных импульсов. Проводится измерение объекта 12.

Измеритель работает следующим об-. . 55 разом.

Изображение объекта 12 проектируется на датчик 1, фотоэлектрический преобразователь периодически опрашивается генератором 2 опроса. На выходе датчика 1 периодически формируется видеосигнал, огибающая которого характеризует распределение освещенности в изображении измеряемого объекта 12 на дискретном фотоэлектрическом преобразователе. Формирователь

3 измерительных импульсов преобразует видеосигнал, поступающий от датчика 1 в три прямоугольных импульса, последовательно появляющихся на трех выходах формирователя 3 измерительных импульсов и представляющих собой три части измерительного импульса: первую, пропорциональную ддительности переднего фронта видеоимпульса (фиг. 2, диаграмма III), вторую, пропорциональную длительности заднего фронта видеоимпульса (фиг, 2, диаграмма II) и третью, равную промежутку между первыми двумя (фиг. 2, диаграмма V).

Это происходит следующим образом.

Продифференцированный входной сигнал с выхода дифференциатора 8 (фиг. 2, диаграмма II) поступает на входы компараторов 9 и 10. Компаратор 9 настроен так, что сигнал высокого уровня на его выходе появляется, если уровень его входного сигнала выше верхнего уровня Б (фиг. 2, диаграмма II). Компаратор 10 настроен так, что сигнал высокого уровня на его выходе появляется, если уровень его входного сигнала ниже нижнего уровня

U„ (фиг. 2, диаграммы II и IV) Òðèã-

rep 11 устанавливается в единичное состояние задним фронтом выходного импульса компаратора 9 и опрокидывается в нулевое состояние передним фронтом выходного импульса компарато- ра 10 (фиг. 2, диаграммы III-V).

Первый и второй прямоугольные импульсы (Лиг. 2, диаграммы III и IV), поступая на вход логического ключа

4, вызывают его срабатывание, при этом заполняющие импульсы с третьего выхода генератора 2 опроса, имеющие частоту f, проходят через ключ

4 на вход элемента,HJIH 6 в виде двух

"пачек" заполняющих импульсов частотой f . Третий прямоугольный импульс (фиг. 2, диаграмма Ч) поступает на вход логического элемента И 5, на первый вход которого поступают заполняющие импульсы с второго выкода генератора 2 опроса, имеющие частоту Г, вдвое превышающую f,. При

10

Т=0,5а+Ь+0,5с, з 14606 этом на выходе элемента И 5 формируется "пачка" заполняющих импульсов частотой f и длительностью, равной третьему прямоугольному импульсу. Ча5 стоты заполняющих импульсов f, и Г больше частоты опроса дискретного фотоэлектрическо о преобразователя датчика 1. Элемент ИЛИ 6 суммирует поток заполняющих импульсов всех трех "пачек" (фиг. 2, диаграмма V) и направляет их на вход счетчика 7.

Выходной цифровой код счетчика 7 равен сумме импульсов, заполняющих из. — .— мерительный импульс,,и пропорционален 15 ширине измеряемого объекта 12.

Предлагаемое техническое решение позволяет компенсировать погрешности, возникающие при расфокусировке изображения объекта, изменении ярко- 2р сти объекта и нестабильности уровней компарирования формирователя измерительных импульсов.

За длительность видеоимпульса Т принят интервал между серединами пер- 25 вого и второго выходных импульсов дифференциатора 8, (фиг. 2, диаграмма II) обозначенный как Т, Т,, Т

Т на диаграммах g 3, 6, 2 .

В соответствии с принятым опреде- 30 лением Т где а — длительность выходного импульса первого компаратора 9, настроенного на уровень компарирования с — длительность выходного импульса второго компаратора

10, настроенного на уровень 4р компарирования Б„;

b — длительность выходного импульса триггера 11, равная промежутку между выходными импульсами компараторов 9 45 и 10.

При получении число-импульсного эквивалента Т интервалы а и с заполняются импульсами вдвое меньшей частоты, чем импульсы заполнения интервала Ь, что соответствует введению масштабного коэффициента 0,5 в указанную формулу. Таким образом, число-импульсный эквивалент Т пропорционален длительности видеоимпульса. 55

Формула из о брет ения

1. Фотоимпульсный измеритель раз1 еров объекта, содержащий оптикоэлектронный датчик с дискретным фотоэлектрическим преобразователем, генератор опроса, формирователь измерительных импульсов, логический элемент И и счетчик, выход оптикоэлектронного датчика с дискретным фотоэлектрическим преобразователем подключен к входу формирователя измерительных импульсов, вход — к первому выходу генератора опроса, второй выход которого подключен к первому входу логического элемента И, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен логическим ключом с тремя входами и логическим элементом .ИЛИ, формирователь измерительных импульсов выполнен с двумя выходами импульсов длительности фронта и выходом импульсов скважности, второй выход логического элемента И подключен к выходу импульсов скважности формирователя измерительных импульсов, первый и второй входы логического ключа подключены к соответствующим выходам импульсов длительности фронтов формирователя измерительных импульсов, генератор опроса выполнен трехчастотным с тремя выходами, причем третий выход генератора опроса подключен к третьему входу логического ключа, выход логического ключа подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом элемента И, 2. Фотоимпульсный измеритель по п. 1, отличающийся тем, что формирователь измерительных импульсов выполнен в виде двух компараторов, триггера и дифференциатора, вход которого является входом формирователя измерительных импульсов, а выход соединен с входами компараторов, выход первого компаратора соединен с первым входом триггера и является цервым выходом импульсов длительности фронта формирователя измерительных импульсов, выход второго компаратора соединен с вторым входом триггера и является вторым выходом импульсов длительности фронта формирователя измерительных импульсов, а выход триггера является выходом импульсов скважности формирователя измерительных импульсов.

1460615 дЦ ь c. t, s, Д с, sд д ! 1 I 1 1

7 Т 7

Фи.а 2 » т

Составитель M. Кузнецов

Редактор А.Козориз Техред Л.Сердюкова

Корректор М. Демчик

Заказ 535/51 ТираМ 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,301