Устройство для определения координат длинномерных объектов в процессе производства

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности за счет увеличения крутизны преобразования и расширение диапазона измерений за счет применения маски с отверстиями, ширина которых монотонно нелинейно изменяется во всем диапазоне измерений. Устройство состоит из оптически связанных осветителя 1, маски 3 фотоприемников 7, 8 и 9 и электронного блока 10. Ширина отверстий маски 3 изменяется вдоль измерительного направления по законам V=H/2(1 ± 2/KX ± √U/K 2X 2 +1), где H - сумма ширины отверстий, K - крутизна преобразования, X - координата вдоль измерительного направления. Электронный блок 10 обрабатывает сигналы с фотоприемников 7, 8 и 9 J 7, J 8 и J 9 в соответствии с выражением J 7 - J 9/J 8-J 9-J 8-J 9/J 7-J 9. Тогда на выходе блока 10 будет присутствовать напряжение, пропорциональное величине K4, где U - измеряемая координата. 3 ил.

(51)5 G 01 В 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОЬРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИДМ

П И ГКНТ СССР (21) 4403972/24-28 . (22) 15. 0-2. 88 (46) 15.08.90. Бюл. Р 30 (71) Одесский государственньп университет им. И.И.Мечникова (72) Ю.В.Ковалев, A.Â.Òàðàêåíêî и Г,Г.Веревкин (53) 531.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1211603, кл. It 01 В 21/ОЭ, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООР-

ДИНАТ ДЛИННОМЕРНЫХ ОБЪЕКТОВ В ПРОЦГССЕ ПРОИЗВОДСТВА (57) Изобретение относится к конт-.рольно-измерительной технике. Цель изобретения — повьппение точности за счет увеличения крутизны преобразователя и расширение диапазона измерений за счет применения маски с отИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля положения длинномерных объектов.

Цель изобретения — повышение точности за счет увеличения крутизны преобразования и расширение диапазона измерений за счет применения мас- . ки с отверстиями, ширина которых монотонно нелинейно изменяется во всем диапазоне измерений.

На фиг. 1 представлена оптическая схема устройства; на фиг. 2 представлен вид маски со стороны осветители; на фиг. 3 представлена блок- хема электронного блока.

2 верстиями, ширина которых монотонно нелинейно изменяется во всем диапазоне измерений. ° Устройство состоит из оптически связанных осветителя маски 3 фотоприемников 7, 8 и 9 и злеткронного блока 10. Ширина отверстий маски 3 изменяется вдоль измерительного направления по законам V -=

--- H/2/ 1 2/KX + U/К""Х + 1, где Н сумма ширины отверстий, К вЂ” крутизна преобразования, Х вЂ .координата вдоль измерительного напранления. Электронный блок 10 обрабатывает сигналы с фотоприемников 7, 8 и 9 (I I > и I >) в соответствии с выражением I 1 — I9 /

7 9 / 7 на выходе блока 10 будет присутствовать напряжение, пропорциональное величине КП, где U — - измеряемая координата. 3 ил.

Устройство состоит из оптически связанных источника параллельного пучка (осветителя), коллиматора 2, маски 3, выполненной из непрозрачного материала, с отнерстиями 4, 5 и

6 равной площади, размер отверстий

4 и 5 вдоль оси, перпендикулярной измеригельному направлению, описывается выражениями

Н 2 4 Т (1 1. + 1 ) В КгД

Н 2 Г 4 (1 + — — ---- + 1)

1 К Х: где Н вЂ” сумма ширин отверстий;

15856 77

К - задаваемая крутизна преобразования

Х вЂ” координата вдоль оси лежащей в плоскости маски, и фотоприемников 7-9, причем фотоприемники 7, 8 и 9 оптически связаны с отверстиями 4, 5 и 6 соответственно, и электронного блока 10, выполненного, в виде последовательно соединенных 10 операционного усилителя 11, вход которого подключен к выходу фотоприемника 9, дифференциального усилителя

12, второй вход которого подключен к выходу фотоприемника 8, делителя

13 и дифференциалвного усилителя 14, а также последовательно соединенных дифференциального усилителя 15, входы которого подключены к выходам усилителя 11 и фотоприемника 7 соответственно, а выход подключен к второму входу делителя 13, и делитель 16, второй вход .которого подключен к выходу усилителя 12, а выход подключен к входу усилителя 14. 25

Устройство работает следующим образом.

Теневое изображение объекта 17 .проецируется на отверстия 4 и 5 мас:ки 3. Сигналы с фотоприемников 7 и 8 пропорциональны площади отверстий 4 и 5, не перекрытых теневым изображением. Сигнал с фотоприемника 9 зависит только от освещенности маски 3 и является опорным. Электронный блок

10 обрабатывает сигналы с фотоприем35 ников 7, 8 и 9 I Iб и Ig в соответствии с алгоритмом

2 Й .3 Й

Ig Т9 Т т где I — - выходной сигнал блока 10.

Тогда сигнал на выходе блока 10 пропорционален величине KU где U— измеряемая координата.

Формула изобретения

Устройство для определения координат длинномерных объектов в процессе производства, содержащее оптически связанные источник параллельного пучка, маску с двумя отверстиями переменной ширины и три фотоприемника, первый и второй фотоприемники оптически связаны с первым и вторым отверстиями маски соответственно, усилитель, вход которого подключен к выходу третьего фотоприемника, и дифференциальный усилитель, выход которого является выходом устройства, о т л и ч а ю ц е е с я тем, что, с. целью повышения точности и расширения диапазона измерений, оно снабжено вторым и третьим дифференциальными усилителями, первые входы которых объединены и подключены к выходу усилителя, а вторые входы подключены к выходам первого и второго фотоприемников соответственно, и двумя делителями, первые входы которых подключены к выходам второго и третьего диф-. ференциальных усилителей соответственно, вторые входы подключены.к выходам третьего и второго дифференциальных усилителей соответственно, а выходы подключены к входам первого дифференциального усилителя, маска выполнена с третьим отверстием, оптически связанным с третьим фотоприемником, площади всех отверстий маски равны, а первое и второе отверстия выполнены с ширинами 71 и V изменяющимися вдоль оси, лежащей в плоскости маски, по законам

Н 2 4

V = — (1 — -- + — — + 1)3

2 КХ К Х

Н 2 4

V = — (1 + -- + ---- + 1)

2 КХ К Х сумма ширин отве

К вЂ” крутизна преобразования;

Х - координата вдоль оси, лежащей в плоскости маски.

1585677

С ос тави тель М. Куз нецов

ТехРед Л.Сердюкова Корректор М.Поко

Редактор Л.Пчолинская

Заказ 2321 Тираж 485 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СЧСР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101