Устройство для измерения смещения кромки непрозрачного объекта

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет измерения смещения второй кромки непрозрачного объекта, расположенной перпендикулярно первой кромке. Источник света 1 формирует пучок света. С помощью коллимирующего и фокусирующего объективов 2,4 теневое изображение непрозрачИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения смещения двух перпендикулярных кромок различных непрозрачных объектов. Известно устройство для измерения расстояния между кромками теневой проекции объектов, содержащее оптически связанные источники излучения, проекционную оптическую систему, анализирующую шкалу, блоки обработки сигналов и устройства индикации. ного объекта 3 проецируется на линейный прибор 5 с зарядовой связью. Синхрогенератор 6 формирует сигналы управления линейным прибором 5 с зарядовой связью. Формирователь 7 видеосигнала формирует видеосигнал. С помощью источника 8 опорного напряжения, компаратора 9, генератора 10, элемента И 11 формируются две пачки импульсов. Количество импульсов в каждой пачке пропорционально смещению одной из кромок непрозрачного объекта 3. Ко ячество импульсов в первой пачке импульсов подсчитывается первым счетчиком 15, запоминается в первом регистре 17 и индидируется первым индикатором 19. Количество импульсов во второй пачке импульсов подсчитывается вторым счетчиком 16, запоминается во втором регистре 18 и индицируется вторым индикатором 20, Селекция пачек импульсов осуществляется блоком 12 переключения, управляемым синхрогенератором 6. Блоки 13, 14. 21, 22, 23, 24 осуществляют масштабирование измерений и привязку результатов измерений к начальным значениям. 4 ил. Недостатками известных устройств является ограниченная область применения и низкая производительность измерений. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения смещения кромки непрозрачного объекта, содержащее оптически связанные источник света, оптическую систему , фотоприемник, выполненный в виде линейного прибора с зарядовой связью, синхрогенератор. первый выход которого соединен с управляющим входом линейного Ј СО о ел со 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (ll) (я)э G 01 В 21/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 4 (лЭ

О (Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ8У (21) 4783023/28 (22) 19 12.89 (46) 30.04.92. Бюл. М 16 (71) Самарский политехнической институт им. В. В. Куйбышева и Самарское моторостроительное производственное объединение им. М. В. Фрунзе (72) А;М..Абакумов, В.А. Арефьев, С.Б. Бакулев, В.Ю. Мишин и В.В. Николаев .(53) 531.717(088.8) (56) Заявка Японии ЬЬ 5925442, кл. G 01 В 11/02, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СМЕ фЕНИЯ КРОМКИ НЕПРОЗРАЧНОГО ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет измерения смещения второй кромки непрозрачного объекта, расположенной перпендикулярно первой кромке. Источник света 1 формирует пучок света, С помощью коллимирующего и фокусирующего объективов 2, 4 теневое изображение непрозрачИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения смещения двух перпендикулярных кромок различных не- прозрачных объектов.

Известно устройство для измерения расстояния между кромками теневой проекции объектов, содержащее оптически связанные источники излучения, проекционную оптическую систему, анализирующую шкалу, блоки обработки сигналов и устройства индикации. ного объекта 3 проецируется на линейный прибор 5 с зарядовой связью. Синхрогенератор 6 формирует сигналы управления линейным прибором 5 с зарядовой связью.

Формирователь 7 видеосигнала формирует видеосигнал. С помощью источника 8 опорного напряжения, компаратора 9, генератора 10, элемента И 11 формируются две пачки импульсов. Количество импульсов в каждой .пачке пропорционально смещению одной иэ кромок непрозрачного объекта 3. Ко.1ичество импульсов в первой пачке импульсов подсчитывается первым счетчиком 15, запоминается в первом регистре 17 и инди 4ируется первым индикатором 19. Количество импульсов во второй пачке импульсов подсчитывается вторым счетчиком 16, запоми- Б нается во втором регистре 18 и индицируется вторым индикатором 20, Селекция пачек импульсов осуществляется блоком 12 переключения, управляемым синхрогенератором 6. Блоки 13, 14, 21, 22, 23.

24 осуществляют масштабирование измерений и привязку результатов измерений к начальным значениям. 4 ил.

Недостатками известных устройств является ограниченная область применения и низкая производительность измерений, Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения смещения кромки непроз. рачного объекта,. содержащее оптически связанные источник света, оптическую систему, фотоприемник, выполненный в виде линейного прибора с зарядовой связью. синхрогенератор. первый выход которого соединен с управляющим входом линейного

1730538 прибора с зарядовой связью, формирователь видеосигнала, вход которого подключен к выходу линейного прибора с зарядовой связью, источник опорного напряжения, компаратор, входы которого подключены к выходу формирователя видеосигнала и источнику опорного напряжения, генератор. элемент И, входы которого подключены к выходу компаратора и выходу генератора, последовательно соединенные первый счетчик, первый регистр и первый индикатор, информационный вход первого счетчика связан с выходом элемента И.

Недостатком устройства является воэможность измерения смещения кромки непрозрачного объекта только в одном из направлений, Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей за счет измерения смещения второй кромки непрозрачного объекта, расположенной перпендикулярно первой кромке, Это достигается тем, что предлагаемое устройство для измерения смещения кромки непрозрачного объекта снабжено последовательно соединенными вторыми счетчиком, регистром и индикатором, информационный вход второго счетчика связан с выходом элемента И, блоком переключения, выходы которого соединены с установочными входами первого и второго счетчиков, первого и второго регистров, синхрогенератор снабжен вторым и третьим выходами, соединенными с входами бло,ка переключения, теневое изображение непрозрачного объекта спроецировано на линейный прибор с зарядовой связью таким образом, что его перпендикулярные кромки спроецированы на различные участки светочувствительной площадки линейного прибора с зарядовой связью.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства: на фиг, 2 — функциональная схема блока переключения;на фиг.3расположение кромок непрозрачного объекта относительно линейного прибора с зарядовой связью; на фиг. 4 — временные диаграммы сигналов, формируемых нэ выходах отдельных блоков устройства.

Устройство содержит оптически связанные источник 1 света, коллимирующий объектив 2, непрозрачный объект З,фокусирующий объектив 4,. линейный прибор 5 с зарядовой связью (ПЗС), синхрогенератор

6, первый выход которого соединен с управляющим входом ПЗС 5, формирователь 7 видеосигнала, вход которого подключен к выходу ПЗС 5, источник 8 опорного напряжения, компаратор 9, входы которого од10

Г6 ключены к выходу формирователя 7 видеосигнала и источнику 8 опорного.напряжения, генератор 10, элемент И 11, входы которого подключены к выходу компарэтора

9 и генератора 10, блок 12 переключения, входы которого подключены к второму и третьему выходам синхрогенераторэ 6, блоки 13, 14 масштабирования, входы которых подключены к выходу элемента И 11, первый и второй счетчики 15, 16, входы которых подключены к выходам блоков 13, 14 масштабирования, первый и второй регистры

17, 18, входы которых подключены к выходам первого и второго счетчиков 15, 16, первый и второй индикаторы 19, 20, входы которых подключены к выходам первого и второго регистров 17, 18, блоки 21, 22 установки коэффициента преобразования, выходы которых связаны с первым и вторым блоками 13, 14 масштабирования, первый и второй блоки 23, 24 ввода начальных данных, выходы которых связаны с первым и вторым счетчиками 15, 16, выходы блока

12 переключения соединены с установочными входами первого и второго счетчиков 15.

16, первого и второго регистров 17. 18.

Блок 12 переключения выполнен в виде счетчика 25, дешифраторов 26, 27, подключенных к выходу счетчика 25, одновибраторов 28, 29, входы которых подключены к выходам дешифраторов 26, 27, инвертора

30, выход которого соединен с установочным входом счетчика 25.

Устройство работает следующим образом.

Источник 1 света формирует пучки света, преобразуемые коллимирующим обьективом 2 в параллельные.

Теневое изображение непрозрачного объекта 3 строится фокусирующим объекти.вом 4 в плоскости расположения светочувствительных площадок ПЗС 5. Синхрогенератор

6 формирует сигналы управления ПЗС 5, по которым осуществляется накопление и считывание зарядов с ПЗС 5, На выходе ПЗС 5 периодически формируется сигнал, амплитуда которого пропорциональна распределению освещенности вдоль фоточувствительных площадок ПЗС 5.

Сигнал с ПЗС 5 поступает на формирователь 7 видеосигнала, на выходе которого формируется нормированный видеосигнал.

Нормированный видеосигнал поступает на первый вход компаратора 9, на второй вход которого поступает опорное напряжение с источника 8 опорного напряжения.

Нэ выходе компаратора 9 формируются импульсы при превышении видеосигналом опорного уровня. Импульсы, сформированные на выходе компаратора 9, поступают на

1730538 первый вход элемента И 11, на второй вход которого поступают импульсы более высокой частоты с генератора 10. На выходе элемента

И 11 формируются две пачки импульсов, которые поступают в блоки 13, 14 масшта- 5. бирования, где они нормируются по коэффициенту преобразования. Величины коэффициентов и реобразования устанавливаются с помощью блоков 21, 22 установки коэффициента преобразования. 10

Количество импульсов, сформированных на выходах блоков 13, 14 масштабирования, подсчитываемся первым и вторым счетчиками 15, 16 запоминается в первом и втором регистрах 17, 18 и индицируется 15 первым и вторым индикаторами 19, 20.

В начале формирования сигнала на выходе ПЗС 5 синхрогенератор 6 формирует сигнал, поступающий на вход блока 12 переключения. На выходе инвертора 30 фор- 20 мируется сигнал, устанавливающий первый счетчик 15 в нулевое состояние. Первая пачка импульсов, количество импульсов в которой связано с расстоянием от края фоточувствительных площадок ПЗС 5 до 25 первой кромки непрозрачного объекта 3, подсчитывается первым счетчиком 15.

После окончания эоны, в которой может находиться первая кромка непрозрачного объекта 3, счетчик 25 формирует первый 30 код, который дешифрируется дешифратором 26. На выходе дешифратора 26 формируется сигнал, запускающий одновибратор

28, по выходному сигналу которого содержимое первого счетчика 15 переписывается 35 в первый. регистр 17. Начальное значение первого счетчика i5 устанавливается первым блоком 23 ввода начальных данных.

В первом индикаторе 19 фиксируется результат, связанный с положением первой 40 кромки непрозрачного объекта 3, т. е. расстоянием АВ (фиг. 3). При этом также происходит обнуление второго счетчика 16.

Вторая пачка импульсов, количество импульсов в которой связано с расстоянием от 45 второй кромки непрозрачного объекта 3 до края фоточувствительных площадок ПЗС 5, подсчитывается вторым счетчиком 16. После окончания опроса ПЗ С 5 счетчик 25 формирует второй код, который дешифрируется 50 дешифратором 29. На выходе дешифратора

29 формируется сигнал, запускающий одновибратор 29, по выходному сигналу которого содержимое второго счетчика 16 переписывается во второй регистр 18. На- 55 чальное значение второго счетчика 16 устаиавливается вторым блоком 24 ввода начальных данных.

Во втором индикаторе 20 фиксируется результат, связанный с положением второй кромки непрозрачного объекта 3, т, е. расстоянием СД (фиг. 3).

Использование устройства позволяет расширить его функциональные возможности за счет одновременного измерения пространственного положения двух кромок непрозрачного объекта 3.

Формула изобретения

Устройство для измерения смещения кромки неп розрачного объекта, содержащее оптически связанные источник света, оптическую систему, фотоприемник, выполненный в виде линейного прибора с зарядовой связью, синхрогенератор, первый выход которого соединен с управляющим входом линейного прибора с зарядовой связью, формирователь видеосигнала, вход которого подключен к выходу линейного прибора с зарядовой связью, источник опорного напряжения, компаратор, входы которого подключены к выходу формирователя видеосигнала и источнику опорного напряжения, генератор, элемента И, входы которого подключены к выходу компаратора и выходу генератора, последовательно соединенные первый счетчик, первый регистр и первый индикатор, информационный вход первого счетчика связан с выходом компаратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения смещения второй кромки непрозрачного объекта, расположенной перпендикулярно первой кромке, оно снабжено последовательно соединенными вторым счетчиком., вторым регистром и вторым индикатором, информационный вход второго счетчика связан с выходом элемента И, блоком переключения, выходы которого соединены с установочными входами первого и второго счетчиков, первого и второго регистров, синхрогенератор снабжен вторым и третьим выходами, соединенными с входами блока переключения, теневое изображение непрозрачного объекта спроецировано на линейный прибор с зарядовой связью таким образом, что его перлендикуля рные кромки сл роецированы иа различные участки светочувствительной площадки линейного лрибооа зарядовой связью, 1730538

° Вlllif

1730538

ШО

040

Редактор Л. Народная

Заказ 1508 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

07

V8

Составитель В. Мишин

Техред М.Моргентал Корректор И. Ванюшкина