Устройство для измерения скорости движения объекта

 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для бесконтактного измерения скорости движения длинномерных объектоа. Цель изобретения - повышение быстродействия . Измерение скорости длинномерного объекта производится при помощи прибора с зарядовой связью (ПЗС), объектива, фокусирующего часть поверхности объекта на ПЗС, маркировочного устройства, наносящего метки на объект, и электронных блоков, производящих обработку сигнала от ПЗС при появлении в поле изображения объектива метки и вычислении скорости ее движения за время, равное 1 с, 2 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<зц э 6 01 Р 3/36

ГОСУДАРСТВЕН-Ы Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 аваева ()

Ql 4

С) (21) 4637348/10 (22) 12,01,89 (46) 07.09.91, Бюл. М 33 (72) А.И.Козяков, А,С.Ханжиев и Н.Д.ЗИновьев (53) 531.621.317.39(088,8) (56) Felngeratetechnik, 1985, Q 3, с.103-104. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ОЬЪЕКтД (57) Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для бесконтактного измерения

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения скорости движения длинномерных объектов.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2— эпюры сигналов на выходе отдельных элементов устройства.

Устройство содержит линейный прибор с зарядовой связью (ПЗС) 1, объектив 2, через который иэображение участка дви.жущегося объекта проецируется на светоприемную площадку ПЗС. генератора 3 тактовых импульсов, выход которого соединен с управляемым входом ПЗС, последовательно соединенные датчик 4 временного интервала и детектор 5 фронтов, первый

RS-триггер 6, S-вход которого подключен к выходу детектора фронтов, а выход- к входу генератора 3 тактовых импульсов, усилитель 7 выходных сигналов ПЗС, подключенЯХ„, 167578Î А1 скорости движения длинномерных объектов. Цель изобретения — повышение быстродейс гвия. Измерение скорости длинномерного объекта производится при помощи прибора с зарядовой связью (ПЗС), объектива, фокусирующего часть поверхности объекта на ПЗС, мзркировочного устройства, наносящего метки на объект, и электронных блоков, производящих обработку сигнала от ПЗС при появлении в поле изображения объектива метки и вычислении скорости ее движения за время, равное 1 с, 2 ил. ный к выходу ПЗС, формирователь 8 импульса "Конец считывания", вход которого соединен с выходом генератора 3 тактовых импульсов, а выход — с R-входом первого

RS-триггера 6 и R-входом второго RS-триггера 9, S-вход которого подключен к выходу усилителя 7, счетный триггер 10, вход которого соединен с выходом детектора 5 фронтов, первый 11 и второй 12 элементы И, первые входы которых объединены и подключены к выходу генератора 3 тактовых импульсов, вторые входы- к выходу второго

RS-триггера 9, а третьи входы раздельно подключены соответственно к прямому и инверсному выходам счетного триггера 10.

Устройство также содержит третий элемент И 13, первый вход которого соединен с инверсным выходом счетного триггера 10, второй вход — с выходом формирователя 8 импульса "Конец считывания", реверсивный счетчик 14, суммирующий вход которого подключен к выходу первого элемента И 11, а вычитающий вход — к выходу второго эле1675780 мента И 12, регисто 15 памяти, управляющий вхо которого соединен с выходом третьего элемента И l3, а вход — с выходом реверсивного счетчика 14. вычислитель 16 скорости, подключенный своим входом к 5 выходу регистра 15 памяти, счетчики. ", 7, вход которого соединен с выхосом второго элемента И 12, блок 18 задания кгда грачиць: поля зрения, блок ", 9 сравнения, первый и второй входы которого подключены соот-,0 ветственно к выходу блока 18 задания кода и к выходу счетчика 1, блок 20 метки, у. :равляемый вход которо о;:оединен с выходом блока 19 сравнения.

Устройство работает ef- l дующим обра"::.2 зом, В исходном состоянии триггеры 6, 9 и

10, реверсивный счетчик 17 обнулены сигнал с датчика 4 временного интервала с;сутствует. При появлении на выхсде 20 датчика 4 импульса Lh! (фиг,26) длительнсстью 1 с, детектор 5 фронтов по переднему фронту (момент времени 1: } формирует,ороткий импульс U5, под дей:твием которого первый RS-триггер 6 и сче.:ный триггер 10 5 устанавливаются в единичное состояние (эпюры сигналов И», LJ o). Установка триггера 6 в единичное состояние oaзрешает .ене ратоpg 3 та ктов bl х имп /л ьсо в начать формировать тактовые импульсы U3, посгу- 30 пающие на управляемый в од ПЗС 1. Год действием этих тактовых импульсов осyueствляется последовательное выталкивание на выход ПЗС зарядо::ых лакетов, накопленных в его ячеЙках. Сдновременно.гакто- 25 вые импульсы с выхода генератора 3 поступают на первые вход;2 трехвходовых элементов И 11 и 12 и на вход формирователя 8 импульса "Конец считывания", Вслед" ствие того, что второй RS-тоиггзр 9 40 находится в зто время в нулевом состоянии, тактовые импульсы через элементы И 11 и

12 на входы реверсивного счетч гка 14 не проходят.

При выводе на выход ПЗС информации 45 ячеек, на которые проецировалось изображение поверхности Объекта без метки, на выходе усилителя 7 образуются импульсы

0т, амплитуда которых недо:таточна для переключения RS-триггера 9, Когда на выход 50 линейки ПЗС введена информация l ..-ячей- ки, на которую спроецировано изображение контрастной метки, на выходе усилителя 7 образуется импульс достаточной амплитуды. Под действием зтога им- 5:. пульса триггер 9;станавливается е единичное состояние И9, разрешая Tel ".амым прохождение тактоаьо: импульсов ()1; через rlepaûé элеме, -3т И 1 ю, 2 суммирук2щи22 вход реверсивного с 2е "чик- 14.

С приходом на вход формирователя 8 импульсо2-. "Конец считывания" . . на его выходе формируется. импульс Ua, который устанавливает первый 6 и второй 9

FS-триггеры в нулевое состояние. запрещая тем самым генератору 3 формировать Taêòoвые импульсы, «,читывание информации с линелного ПЗС за,санчивается, на выходе реверсивного счетчика 4 зафиксируется код, соответстьующий количеству ячеек линейки п-1<.

С приходом на S-вход первого RS-триггера 6 короткого импульса, сформированного детектором 5 фронтов по заднему фронту импульса, вырабатываемого датчиком 4 временного интервала (момент времени t2), работа устройства г роисходит аналогично

Описанному.;.2тли !lie cooTovT в том, чтo MMпульсом с выхода детектора 5 фронтов счетный триггер 10 из единичного состояния переключается в нулевое состояние и тем

caìüì разре22ает прохождение тактовых импульсов Игз с выхода генератора 3 через второй элемент И ",2 на вычитающий вход реверси. нога c leò÷èêa 14. Вследствие дчижения объекта в момент времени tg метка . .проецируется на гл-ячейку ПЗС. Следовательно,;:а Bbi÷èòaioùlié вход реверсивного счетчика 14 поступает пачка тактовых импульсoB, кол, .че< TBQ которы>: paBHQ n-гп, B результате на выходе реверсивного счетчи„.à образуетс, код, соо. ветствующий перемещению изображения метки вдоль светОчувстви i ельнои площадки < l3C от к ячейки до ITl-ячейки за интервал времени, равный tp-T< = 1 -.. Зтот код переписывается в регистр 15 памяти импульсом "Конец считывания „поступающим с восхода формирователя 8 импульсов на управляющий вход регистра памяти через третий элемент И 13.

C выхода регистра 15 памяти код поступает в вычислитель 16 который вычисляет скороcTb движения обьекта пс формуле гл — L l М, где (гп-k) — количество ячеек ПЗС, пройденных меткой вдоль светоприемиой площадки за время Г;

2г = 1 o — время Измерения; . А 1 — pfl_#_lda ячейки ПЗС определяется путем деления длины све1оприемной площадки ПЗС на число --чеек;

M0 — масштаб оптического переноса изображения рабочей поверхности обьекта на светоприемную площадку ПЗС.

При,достижении меткой конца границы поля зрения Объектива 2 маркировочное ус1675780 тройство 20 устанавливает новую метку в начале границы поля зрения объектива 2.

Управление блоком метки 20 осуществляется блоком 19 сравнения, на первый вход которого поступает код длины поля 5 зрения объектива с блока 18, а на второй вход код счетчика 17, соответствующий реальному положению метки в поле зрения объектива 2.

При появлении на выходе датчика 4 вре- 10 менного интервала следующего импульса процесс измерения скорости повторяется.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости движения объекта. содержащее объектив, в 15 фокальной плоскости которого вдоль направления движения установлен линейный светочувствительный прибор с зарядовой связью (ПЗС), генератор тактовых импуль сов. выход которого соединен с входом при- 20 бора с зарядовой связью, о г л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены формирователь импульсов, первый и второй RS-триггеры, счетный триггер, первый, второй и третий 25 элементы И, реверсивный счетчик, регистр памяти, вычислитель, блок задания кода, счетчик, блок сравнения, блок метки, детектор фронтов, датчик врсменного интервала, выход которого поступает на детектор 30 фронтов, а с его выхода на Т-вход счетного триггера и S-вход первого RS-триггера, Raxoq которого coepunen c выходом формирователя импульсов, а выход первого К5триггерй соединен с Входом генератора тактовых импульсо;:., выход которого соединен с входом прибора с зарядной связью первыми входами первого и второго элементов И и входом формирователя импульсоэ. выход П - C соединен с входом усилителя, выхсд которого подключен к Sвходу второго RS-триггера, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а выход второго RS-триггера соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, прямой выход счетного триггера соединен с третьим входом первого элемента И, а инверсный выход-с третьим входом второго элемента И и первым входом третьего элемента И, второй вхоД которого соединен с выходом формирователя импульсов, суммирующий вход реверсивного счетчика подключен к выходу первого элемента И, вычитающий вход — к выходу второ о элемента И, а выход реверсивного счетчика соединен с первым входом регистра памяти, второй вход которого подключен к выходу третьего элемента И, а выход — к выходу вычислителя, первый вход блоко- сравнения подключен к выходу блока задания кода, второй вход — к выходу счетчика, вход которого подключен к выходу второго элемента И, а выход блока сравнения подключен к входу блока метки.

ПИПП1И

1675780 олонецкие азобр. метки попеюп б маиенж

Й ю

3онейныц и и, и„ б (Риг.2

Составитель A. Бедное

Редактор М. Бланар Техред M.Моргентал Корректор О, Кундрик

Заказ 2998 Тираж 334 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/б

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