Устройство для измерения ширины светящейся линии

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение быстродействия и упрощение конструкции за счет непосредственной фиксации в цифровом коде номеров световодов, соответствующих границам объекта. Квантующие шины 1 и группа направленных ответвителей 2 позволяют передавать перепад светового потока от границ объекта непосредственно на элемент ЗАПРЕТ 3 и элемент И 4 с оптическими входами. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (511 4 С 01 В 21/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

00 ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2I) 4008972/24-28 (22) 06,01.86 (46) 15.07.89. Бюл. Р 26 (7I) Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС (72) В.Я.Чубатенко (53) 53 J . 7 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1288504, кл. G 01 В 21/02, 1985. (54) УС POI1GTBO ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ШИРИНЫ

СВЕТЯЩЕЙСЯ ЛИНИИ (57) Изобретение относится к измери— ф. 9

„„SU„„1493868 A 1

2 тельной технике ° Целью изобретения является повышение быстродействия и упрощение конструкции эа счет непосредственной фиксации в цифровом коде номеров световодов, соответствующих границам объекта. Квантующие шины 1 и группа направленных ответвителей 2 позволяют передавать перепад светового потока от границ объекта непосредственно на элеменТ

ЗАПРЕТ 3 и элемент И 4 с оптическими входами. 1 з. и, ф-лы, 3 ил., 1 т абл.

1493868

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, при поверке осциллографов для измерения светящейся линии и для дистанционного контроля уровня жидкости.

Целью изобретения является повышение быстродействия и упрощение конструкции за счет непосредственной фиксации в цифровом коде номеров световодов, соответствующих границам измеряемого объекта.

На фиг. 1 показана схема устройства для измерения; на фиг. 2 — кон- 15 струкция элемента индикации; на фиг. 3 — схема элемента И.

Устройство для измерения включает входные квантующие шины 1, группу направленных ответвителей 2, группу 20 логических элементов 3 ЗАПРЕТ, группу логических элементов 4 И, группу логических элементов 5 ЗАПРЕТ, оптические выходы 6 которой подключены к рдноразрядному элементу 7 индикации с оптическими выводами 8. Перечисленные элементы образуют функциональные линии формирования сигналов, в том числе: линию исходного сигнала в виде световода квантующей ши- 30 ны 10, линии формирования позиционного сигнала, каждая из которых соответственно включает последовательно соединенные световод квантующей шины 1.1 — 1.9, ответвитель 2.2-2.9 35 (соответствукиций квантующей шине 1,1 ответвитель отсутствует), элемент

3.1-3.8 ЗАПРЕТ (соответствующий квантующей шине 1,9 элемент отсутствует), элемент 4,1-4,9 И, элемент 5.1-5.9 40

ЗАПРЕТ и световод оптического выхода

6.1-6.9, линию запрещающего сигнала

B виде световода квантующей шины 1.10.

Линия сигнала старшей позиции посредством одного из выходных светово- 45 дов ответвителя 2 соединена с линией младшей позиции (с инвертируемым входом элемента 3), шина 10 соединена с одним из входов каждого элемента 4, а шина 1.10 — с инвертируемым 50 входом каждого элемента 5. Каждая из линий позиционного сигнала посредством световода выхода 6 соответственно подключена к выводу 8 элемента 7 индикации. 55

) (Одноразрядный) элемент 7 индикации (фиг. 2) содержит оп ические выводы 8, неразъемные соединители 9, коммутационные световоды 10, неразьемные соединители 11 и сегментные световоды )2. Оптические выводы 8.08.9 и 8,10 посредством коммутационных световодов 10 и неразъемных соединителей 9 подсоединены к сегментным световодам 12, образующим соответственно цифры 0-9 и знак "Запятая" в порядке, который указан в таблице.

Оптический логический элемент 4И состоит из входных световодов 13, 14, резисторных фотоприемников 15, 16, резистора 17, диодного светоизлучателя 18, включающего светодиод 19 и выходной световод 20, причем резисторные фотоприемники 15, 16 и резистор 17 соединены последовательно, а светоизлучатель 18 подключен параллельно резистору 17.

Устройство работает следующим образом.

"Линейку" фотоприемников в виде светоприемных торцов световодов квантукицих шин 1 располагают вплотную, например, к экрану осциллографа перпендикулярно линии видимого следа.

Предположим, линия следа "накрывает" торцы световодов шин 1.0-1.8. При этом поток фотонов от первой крайней точки видимого следа, расположенной на линии его поперечного < ечения, поступает в световод шины 1.0 и представляет собой исходный сигнал ширины линии, Одновременно поток фотонов поступает в световоды других соседних квантующих шин, например шин

1.1-1.8, и далее — на вход элемента

3.1 (из шины 1.1) и на соответствующие направленные ответвители 2.2-2.8, с одного из выходов которых — на входы соответствукицих элементов 3.2-3.8.

C другого выхода ответвителей 2.22.8 поток фотонов подают на инвертируемый вход элементов ЗАПРЕТ линий формирования сигнала по младшей позиции, т.е. элементов 3.1-3.7 соответственно. Поэтому на выходе элементов 3.1-3.7 сигнал отсутствует.

Поскольку на инвертируемый вход элемента 3.8 сигнал не поступает (так как фотоприемный торец световода линии сигнала не освещен), то на его выходе получают сигнал (поток фотонов), который соответствует выделяемой второй крайней точке видимого следа и является функциональным сигналом ширины линии. Этот сигнал по14<>3868

30

55 дают на элемент 4.8 И, где путем его логического умножения íа исходный сигнал, подаваемый из tattttt t 1. О, осуще ст вл яют формирование позиционно го сигнала ширины линии 3>IT, который с выхода элемента 4.8 поступает на вход элемента 5.8. При отсутствии сигнала на другом, инвертируемом входе элемента 5.8 в световоде его выхода 6. 8 возникает поток фотонов, которыи поступает на оптический вывод 8. 8 элемента индикации. Иэ световода 8, 8 по коммутационным световодам 10 поток фотонов направля>от в сегментные световоды 12. 1, 12.2, 12.3, !2.5, 12.7, 12.8, 12.9, с по«с>щью светоизпуча<ощих пс>верхностей которых формируется изображение цифры 8, !исло 8 соотвез стнует ширине линии ЭЛТ 0,8 мм. Аналогичным образом осуществляется синтез изображения цифр 1 — 7,9. Б схеме устройства предусмотрены цепи, которые предотвращают промахи в измер< виях пои его работе, если видимый след расположен выше фотопри< мно го торца яигнь<

1.0, то в световоде этой линии сигнал отсутствует, а значит и отсутству t сигнал на выход . всех элемен— тов 4 а если ниже тп Во эпика>ощий< в све. товоде шины 1. 10 запрещаюций сигнал поступает на инвертируемые вхо, 1ь> элементов 5. 1-5. 9, в связи с

<ем позиционный сигнал на их выходе также отсутствует.

В злементе И только при одновременной подаче потока фотонов в световод 13 фотоприемника 15 и в световод 14 фотоприемника 16 сопротивление резисторов обоих фотоприемников минимально, ток в <сопи резистора 17 максимальный, потецциал на выходе этой цепи (т.е, на входе светодиода 19) близок к напря t Е, светодиод генерирует поток фотонов и в световоде 20 снетоизлу гателя 18 возникает сигнал, который является выходным сигналом If.

Квантующие шины 1 выполнены, например, в ниде одиночных многомодовых круглых волоконных световодов диаметром 0,03 мм с полированными светоприемными торцами, расположенными в одной плоскости на пря toH линии на расстоянии 0,1 мм, чем обеспечнва«тся ра зр it> пощая способность счить<н;<ни".О, 1 ..<м. В э><ементс индикации примен«иы, н прим< р, круглые волоконные световодь< с днам«тром 1 мм (сегментные световоды и >зыводы) и

О, 3 мм (коммутационные цветоводы) °

Диаметр световодов, применяе>> <х для оптической связи между элем нтами устройства, может быть р,<зличным в зависимости oT выбранной оптоэлектронной элементной базы. 0птиче с кий контакт соединяемых световодов в неразъемных соединителях об«спечивают путем расположения полированного торца плотно упаконанног.i »кгута соедидинительных световодов вплотну<о к полированному торпу сегментного све— товода (или световода вывода элемента индикации). Светоизлуча>оцей поверхностью сегментов с.. ty>а>т полированная поверхность, образованная пересечением световода геомс трической плоскостью под острым угло.-< к его продольной оси (так называемый косой торец"); длина сегментов 12.1, 12.?, 12.3, 12.5, 1?.7, 12.8, 12.9 одинакова (например, !2 мм), сегментов 12.6 — в полтора, раза больше (например, 18 мм), а сегмента 12.10— в два раза меньше (например, 6 мм).

<Ь о р м у л а и э о б р е т е н и я

1. Устройство для из:;ерепия ширины светящейся лишш, содержащее датчик изображения, схему преобразования сигнала датчика и злеM«HT индикации, о т л и ч а ю ц е е с я тем, что, с целью пов tt tetttt;s быс гродейст— вия и упрощения конструкцш., да<чик изображения выполнен в виде линейки квантуюцих фотоприемных световодов, а cceмa преобразования выполнена в виде группы направлснных огветвителей, группы логических элементов И, первой и второй групп логических элементов ЗЛПРЕТ, при этом световоды датчика соответственно соединены с входами ответвителей, один из выходных световодов которо>х соединен с инвертируемым входом элементов ЗАПРЕТ первой группы, а другой выходной световод — с другим входом элементов

ЗЛПРЕТ первой группы, кроме последнего ответвителя, другой выходной световод которого соединен с первым входом последнего сз»«мента И, выход элементов ЗАПРЕТ пер tl<>t группы соединен с первым входом соответствук щего элемента И, при этом неицвертируемый вход первого элемента ЗЛП1493868

ГЕТ первой группы соединен с соответствующим квантующим световодом, вторые входы всех элементов И соединены между собой и с квантующим световодом исходного сигнала, выход каждого элемента И соединен с неинвертируемым входом соответствующего элемента ЗЛПРЕТ второй группы, инвертируемые входы которых соединены между собой и с квантующим световодом сигнала запрета, а выход — с соответствующим выводом элемента индикации, причем входы и выходы логических элементов выполнены в виде входных и выходных световодов соответственно, прИ этом элемент И выполнен в виде двух входных и одного выходного световодов, диодного светоизлучателя и последовательно сое— диненных двух резисторных фотоприемников и резистора, причем светоизлучатель подключен параллельно резистору, а входные и выходной световоды оптически связаны с фотоприемниками

10 и светоизлучателем соответственно.

2. Устройство по ц. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что элемент ин15 дикации выполнен с выводами в виде световодо в.

Соединение выводов с сегментными световодами в элементе индикации

Индицируемая цифр а, зн ак

Обозначение Обозначение сегментных световодов вывода

12.8, 12.9

12.7, 12.1, 12.1, l 2. 1, 12.1, 12.1, !

1?.1, 12,1, 12.1, 12.10

12.7

12 ° 5, 12.8

12,7, 12.7, 12. 7

12.8

12.8, 12.9

12,5, !2.7, 12.8, 12.9 !

2.5, 12 ° 7, 12.8

УХ ф.7

0

2

4

6

8

Запятая

8,0

8,1

8.2

8.3

8.4

8.5

8.6

8.7

8.8

8.9

8. 10

12. 2, 12.2, 12. 3, 12. 2, 12.2, 12. 3, 12. 3, 12. 3, 12.2, 12.2, 12.3, 12.4

12.6, 12.3, 12.5, 12.5, 12. 5, 12. 6

12.3, 12.3, 1493868

17

Фиг.3

Составитель.E. Глазкова

Редактор М.Бандура Техред A.Êðàâ÷óê Корректор О. Кравцова

Заказ 4090/38 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, 101