Устройство автоматического контроля геометрических размеров объектов
Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых размеров путем исключения формирователя импульса заданной длительности, ограничивающего зону измерений, и повышение точности путем использования фотоприемника на основе датчика на приборе с зарядовой связью. Луч света от источника 1 монохроматического излучения через оптическую систему 2 направляется на измеряемую трубку 18 соосно с ней под углом к поверхности. Лучи, отраженные от внутренней и внешней ее стенок направляются на фотоприемник 3 на основе датчика на приборе с зарядовой связью и преобразуются в видеосигнал. По импульсам полученного сигнала первый и второй формирователи 13 и 14 импульса измеряемого размера формируют импульсы, по которым определяется измеряемый размер. Формирователь 8 импульса положения изделия формирует импульс, длительность которого пропорциональна положению изделия в зоне измерения. Полученные сигналы обрабатываются блоком 17 вычислений. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (51)5 G 01 В 21/00
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4313358./24-28 (22) 06.10.87 (46) 15.07.90. Бюл. N"- 26 (72) А.M.Голубев, Н.Л.Чистяков, Е.П.Боровских и С.H,Иванов (53) 531.7.717 (088.8) (56) Лвторское свидетельство СССР
Р 1373087, кл. С 01 В 2 1/08, 1985. (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО
КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РЛЗИЕРОВ
ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения— расширение диапазона измеряемых размеров путем исключения формироваъ - теля импульса заданной длительности, ограничивающего зону измерений, и повышение точности путем использования фотоприемника на основе датчика на приборе с зарядовой связью. Луч света от источника 1 монохроматп еского излучения через оптическую систему 2 направляется на измеряемую трубку 18 соосно с ней под углом к поверхности. Лучи, отраженные от внутренней и внешней ее стенок, направляются на фотопрпемпик 3 на основе датчика на приборе с зарядовой связью и преобразуются в видеосигнал. По импульсам полученного сигнала первый и второй формирователи 13 и
14 импульса измеряемо" î размера формируют импульсы, по которым определяется измеряемый размер. Формирователь 8 импульса положения изделия формирует импульс, длительность которого пропорциональна положению изделия в зоне измерения. Полученные сиг налы обрабатываются блоком 17 вычислений. 2 ил.1578467
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использонано, например, для измерения толщины стенок изделий типа стеклянных
5 трубок, например, при технологическом контроле в процессе их изготовления.
Цель изобретения — расширение диапазона измеряемых размеров путем исключения формирователя импульса заданной длительности, ограничивающего зону измерений,и повьппение точ/ ности путем использования фотоприемника ня основе датчика с зарядовой связью, 15
Пя Аиг. представлена функциональняя схема устройства; на фиг.2 нременные диаграммы его работы.
Устройство содержит оптически связанные источник 1 монохроматического излученш, оптическую систему
2 и фотоприемник 3 на основе датчика
I ня приборе с заряцоной связью (ДПЗС), последовательно соединенные видеоусилитель 4, блок 5 аппроксимации, поро- 25 голый элемент 6 и инвертор 7, последовательно соединенные формирователь
8 .импульса положения изделия и первый счетчик 9, второй 10> третий 11 и четвертый 12 счетчики, первый 13 и второН !4 формиролятели импульса измеряемого размера, тактовый генератор 15, задающий генератор 16 и блок 17 вы,числений. Первый, второй и третий выходы тактового генератора 15 подклю-35 чены соответственно к управляющему нходу фотоприемника 3 на основе ДПЗС второму входу видеоусилителя 4 и второму входу блока 5 аппроксимации.
Четвертый выход тактового генератора 40 подключен к первым входам формирователей,13 и !4 импульса измеряемого размера, первому входу формирователя
8 импульса положения изделия, первому входу блока 17 вычислений и управляю45 щему входу второго счетчика 10. Выход инвертора 7 подключен к вторым входам второго формирователя 14 импульса измеряемого размера и формирователя
8 импульса положения изделия. К второму входу первого формирователя 13
50 импульса измеряемого размера подключен выход порогового элемента 6, Первый выход первого формирователя
13 импульса измеряемого размера подключен к управляющему входу третьего счетчика 11, первый выхбд второго формирователя 14 импульса измеряе,мого размера — к управляющему входу четвертого счетчика. Второй выход каждого формирователя 13 и 14 импульса измеряемого размера подключен к его третьему входу. Вьгход задающего генератора 16 подключен к входам . частоты заполнения счетчиков 9-12, выходы которых подключены к информационным входам блока 1 7 вычислений, вьгход которого подключен к входам обнуления счетчиков 9-12. Измеряется толщина стенки стеклянной трубки 18.
Устройство работает следующим образом.
Луч источника 1 монохроматического излучения, сформированный оптической системой 2 в пучок света, направляется под углом о(= 50 — 60 " соосно с измеряемым объектом — оптически прозрачной трубкой 18. Отраженные от внешней и внутренней поверхностей стенки трубки 1 8 лучи направляются на фотоприемник 3 на основе ДПЗС, расположенный в фокусе оптической системы 2. Накопленная на фотоприемнике 3 на основе ДПЗС информация считывается с.помощью тактового генератора 15, который осуществляет формирование тактовых импульсов для фотоприемника 3 на основе ДПЗС и, кроме того, осуществляет формирова ние импульсов выборки управляющих сигналов для нидеоусилителя 4 и блока
5 аппроксимации. Видеосигнал с выхода фотоприемника 3 на основе ДПЗС поступает на первый вход нидеоусилитепя
4, который усиливает его до необходимого уровня и фильтрует от возможных помех. Усиленный и очищенный от помех сигнал, несущий информацию о размере измеряемого изделия, поступает на блок. 5 аппроксимации, который
Il If сглаживает его и выдает на вход порогового элемейтя 6, при этом первый импульс соответствует световому лучу, отраженному бт внешней стенки стеклянной трубки 18, а второй импульс от ее внутренней стенки.
На выходе порогового элемента 6 образуются двя импульса прямоуголь- . ной формы, расстояние между средними частями которых есть истинное значение толщины стенки Б стеклянной трубки 18. Импульсы поступают на счетный вход первого формирователя 13 импульса измеряемого размера и вход инвертора 7,с выхода которого инверсные импульсы поступают на счетный вход
1578467
55 второго Аормирователя 14 импульса, измеряемого размера и второй вход формирователя 8 импульса положения изделия, на первый вход которого поступает сигнал створа с четвертого выхода тактового генератора 15 (см. фиг.2), поступающий также на первые входы первого и второго формирователей 13, 14 импульса измеряемого размера, управляющий вход второго. счетт чика 10, и на вход блока 17 вычислений.
Первый и второй формирователи 13 и 14 импульса измеряемого размера
I I формируют два импульса S и Я, половина геометрической суммы длительностей которых есть значение толщины стенки стеклянной трубки 18
S(+ S2, S
Формирователь 8 импульса положения изделия формирует импульс, несущий информацию о положении стеклянной трубки 18 в зоне измерения. С выхода первого и второго Аормирователей 13 и 14 импульса измеряемого размера и с выхода формирователя 8 импульса положения изделия импульсы поступают соответственно на управляющие входы первого, третьего и четвертого счетчиков 9, 11, 12. Первый, второй, третий и четвертый счетчики 9, 10, 11, 12 подсчитывают количество импульсов от задающего генератора
16 за время действия импульсов на их управляющих входах. Частота задающего генератора 16 должна быть по крайней . мере на порядок выше частоты тактового генератора 15 ° С выходов счетчиков 9-12 информация считывается и обрабатывается блоком 17 вычислений, который по концу импульса створа после считывания информации сбрасывает счетчики в исходное состояние.
Блок 5 аппроксимации представляет собой фильтр нижних частот, частота среза которого определяется управляющим сигналом, .поступающим с 3-го выхода тактового генератора 15. При этом, осуществляя сглаживание исходного видеосигнала, он позволяет расширить разрешающую способность устройства выше, чем один элемент фотоприемника 3 на основе ДПЗС.
Формула изобретения
Устройство автоматического контроля геометрических размеров объектов, содержащее оптически связанные источник излучения и фотоприемник, вИдеоусилитель, к входу которого подключен выход Аотоприемника, пороговый элемент, последовательно соединенные формирователь импульса положения изделия и первый счетчик, второй и третий счетчики, задающий генератор, выход которого подключен к входам частоты заполнения первого, второго и третьего счетчиков, блок вычислений, к информационным входам которого подключены выходы первого, второго и третьего счетчиков, выход блока вычислений подключен к входам обнуления первого, второго и третьего счетчиков, о т л и ч а 10 щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых размеров и повышения точности, оно снабжено оптической системой, оптически связанной с источником излучения и фотоириемпико"t, блоком аппроксимацmi, вход которого подключен к выходу видеоусилителя, тактовым генератором, первым и вторым формирователями импульсов измеряемого размера, инвертором и четвертым счетчиком, источник излучения выполнен в виде источника монсхроматического излучения, фотоприемппк выполнен на основе датчика па приборе с зарядовой связью, выход блока аппроксимации подключен к входу порогового элемента, первый выход тактоього генератора подключен к управляющему входу фотоприемника, второй выход— к второму входу видеоусилителя, третий выход тактового генератора подключен к управляющему входу блока аппроксимации, выход импульса строба тактового генератора подключен к первым входам первого и второго Аормирователей импульсов измеряемого размера, к первому входу формирователя импульса положения изделия, к первому входу блока вычислений и к управляющему входу второго счетчика, выход порогового элемента подключен к второму входу первого Аормирователя импульса измеряемого размера и к входу инвертора, выход которого подключен к второму входу второго формирователя импульса измеряемого размера и к второму входу Аормирователя импульса положения изделия, выход первого формирователя импульса измеряемого размера подключен к управляющему входу третьего счетчика, выход второго формирова1578467
ШШШ1ШШШфШШШ Ш
Составитель В. Козлов
Техред Л.Сердюкова Корректор ИЛуска
Редактор .П.Пчолинская
Заказ 1905 Тираж 487 Подписное
ВНИИПО Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Б-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 теля импульса измеряемого размера подic.- ë÷åë к управляющему входу четвертого счетчика, вход импульсов частоты
5 заполнения четвертого счетчика подключен к выходу задающего генератора, вход обпуления четвертого счетчика подключен к выходу блока вычислений, выходы третьего и четвертого счетчиков подключены к информационным входам блока вычислений, второй выход каждого форьжрователя импульса измеряемого. размера подключен к его третьему входу.
