Способ измерения отклонений линейных размеров объектов и устройство для его осуществления

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИС ГИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 В 17/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СCCP (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4904850/28 (22) 25.01,91 (46) 28.02,93. Бюл. М 8 (? 1) Московский институт теплотехники (72) С.M,Èâàíîâ, В.Д.Корзан, А.Ф.Сонин и

В,M,Òèìîôååâ (56) Горбатов А.А. и др. Акустические методы измерения расстояний и управления. М.:

Э нергоиэдат, 1981, с..114-121.

Авторское свидетельство СССР

М 1529047, кл. G 01 F 23/28, 1985. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОТКЛОНЕНИЙ

ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ ОБЪЕКТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (54) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в акустических локационных измерителях отклонений линейных размеров объектов, размещенных на плоскости. Целью изобретения является повышение точности и расширение области применения, При

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерительным системам; отличающимся использованием акустических колебаний, и может быть использовано преимущественно в акустических локационных измерителях отклонений линейных размеров объектов, размещенных на плоскости.

Целью изобретения является повышение точности и расширение области применения.

Сущность изобретения поясняется чертежами . фиг. 1 — схема измерения;

„„. Ж ÄÄ 1798623 А1 измерении акустические центры излучателя и приемника располагают на прямой, отстоящей на заданном расстоянии от плоскости размещения объекта, а их максимумы диаграммы направленности пересекаются в точке, отстоящей на расстоянии, соответствующем номинальному размеру контролируемого объекта. Коррекция погрешности измеренного временного интервала осуществляется изменением частоты счетных импульсов до совпадения их числа с заданным, Устройство для осуществления способа содержит ряд блоков, реализующих заданный алгоритм, а блок коррекции содержит цифровой компаратор, в котором результат измерения сравнивается с кодом, соответствующим эталонному расстоянию, и по результату сравнения выдается сигнал для изменения коэффициента умножения частоты, Область применения расширяется за счет обеспечения возможности контроля наличия объекта в зоне контроля. 3 ил. фиг. 2 — функциональная схема устройства измерения отклонений линейных размеров объектов; фиг. 3 — функциональная схема блока коррекции.

Устройство измерения отклонений линейных. размеров объектов содержит (см. фиг, 2) генератор 1, первый выход которого соединен с ИАП 2, ПАП 3, соединенный с входом усилителя 4, блок 5 формирования счетных импульсов (БФСИ), декадный счетчик 6 и блок 7 цифровой индикации (БЦИ), а также первый и второй нуль-органы 8 и 9, первый и второй компараторы 10 и 11, первый и второй согласующие блоки. 12 и 13, блок 14 коррекции, умножитель 15 частоты, 1798623 блок 16 синхронизации, буферный регистр

17 и индикатор 18, причем второй выход генератора 1 соединен с входом первого нуль-органа 8, выход которого соединен со вторым входом несущей частоты умножите.ля 15 частоты, с входом блока синхронизации 16 и четвертым входом БФСИ 5, второй вход которого соединен с выходом умножителя 15 частоты, входы установки коэффициента которого (первый вход) соединены с выходами блока 14 коррекции, тактовый вход которого (третий вход) соединен с выходом второго нуль-органа 9, соединенным также с третьим входом БФСИ 5 и вторым входом второго согласующего блока 13, первый вход которого соединен с выходом второго компараторз 11, вход которого соединен с выходом усилителя 4, соединенным также с входами второго нуль-органа 9 и первого компаратора 10, выход которого соединен с входом первого согласующего блока 12, выход которого соединен с входом индикатора 18 и входом разрешения (первым входом) блока 14 коррекции, информационные входы (второй вход) которого соединены с информационными выходами декадного счетчика 6, счетный вход(первый вход) которого соединен с выходом БФСИ

5, вход выбора модуля счета (второй вход)с выходом БЦИ 7, з вход установки нуля (третий. вход) — с выходом начальной уста-, новки счетчика блока 16 синхронизации, выход разрешения счета (второй выход) которого соединен с третьим входом БФСИ

5, а выход записи (первый выход) — со счет. ным входом (первым входом) буферного регистра 17, выходы которого соединены с информационными входами (первым входом) БЦИ 7, вход разрешения (второй вход) которого соединен с выходом второго согласующего блока 13, соединенным также с .входом разрешения (третьим входом) записи буферного регистра 17, информационные входы (второй вход) которого соединены с информационными выходами декадного счетчика 6.

Блок 14 коррекции содержит(см. фиг. 3) цифровой компаратор 19, элемент 2ИЛИНЕ 20, элемент ЗИЛИ-HE 21, блок 22 задержки, двоичный реверсивный счетчик (ДРС)

23, два блока задания уставки (БЗУ) 24 и 25, блок 26 начальной установки, причем вто. рой вход цифрового компаратора 19 соединен с информационными выходами декадного счетчика 6, выходы первого БЗУ

24 соединены с первым входом цифрового компаратора 19, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами элемента 2ИЛИ вЂ” WE 20, выход которого соединен с первым входом элемента

10 тановки, а информационный выход — с вхо15 дами установки коэффициента умножителя

15 частоты.

Способ измерения отклонений линейных размеров объектов осуществляется сле20 дующим обрззом, Измеряемое расстояние h< между отражающей поверхностью объекта и прямой, соединяющей акустические центры излучателя и приемника, будет определяться через

25 длину пути 2tH, проходимого акустической волновой по трассе ее распространения, как р пи= j !и — 4

35 между прямой, соединяющей акустические центры преобразователей, и плоскостью, на которой размещается контролируемый объект (ПРО). При этом обеспечивается парал40

Ч 2

2 э о о (2) 50

ЗИЛИ-НЕ 21, третий вход которого соединен с выходом первого согласующего блока

12, второй вход соединен с выходом второго нуль-органа 9, а выход — с первым входом блока 22 задержки, второй вход которого соединен с третьим выходом цифрового компаратора 19, а выход — со счетным входом ДРС 23, вход выбора направления счета которого соединен с вторым выходом цифрового компаратора 19, выходы второго БЗУ

25 соединены с входами параллельной записи ДРС 23, вход разрешения установки которого соединен блоком 26 начальной усДля повышения точности измерения в качестве эталонного расстояния h3, по измерению которого производится коррекция погрешностей, принимается расстояние лельность этих прямой и плоскости

Повышение точности достигается эа счет большей величины эталонного расстояния по отношению к измеряемому.

При выборе величины эталонного расстояния-для обеспечения однозначности измерения необходимо добиться соблюдения условия т.е. максимальная ошибка при измерении эталонного расстояния не должна превышать.. половины длины волны излучаемого колебания при нормзльных условиях. Здесь отношение 24/ Ао — число длин волн, укладывающихся по трассе распространения излучаемого акустического колебания при измерении эталонного расстояния.

Учитывая, что

1798623

)la = 1э !

4 % преобразуя условие (2), можно получить неравенство (3) Пэ (16 ЛА определяющее верхний предел эталонного расстояния. Нижний предел эталонного расстояния определяется необходимостью расположения отражающей поверхности объекта на расстоянии от прямой, соединяющей акустические. центры преобразователей., не менее половины длины волны излучаемого акустического колебания.

Основными составляющими погрешности при измерении линейных размеров акустическими измерителями являются: изменение длины волны излучаемого колебания под действием дестабилизирующих факторов, изменения температуры, влажности, химического состава среды, изменение параметров электронных элементов измерительной системы из-за старения или теплового режима, помехи, вызванные многократным отражением излучаемого колебания от окружающих предметов, методические погрешности определения числа счетных импульсов на измерительном интервале и формирования этого интервала.

Уменьшить влияние окружающей среды можно, используя методы автоматической коррекции по эталонному расстоянию, которое измеряют и сравнивают результат измерения с его известным- истинным значением. Результат сравнения характеризует величину изменения длины волны под влиянием изменений, происходящих в окру. жающей среде. Для повышения точности коррекции по эталонному расстоянию требуется возможно более точное совпадение трасс распространения акустических колебаний при измерении эталонного и измеряемого расстояний, а также снижение влияния отражений от посторонних предметов. Так, например, можно при измерении эталонного расстояния исключить попадаwe объекта в зону контроля, а при измерении расстояния до объекта исключить возможность. попадания в принимающий акустический преобразователь (ПАП) волн, отраженных от flPG, Для этого в способе максимумы диаграмм направленностей излучателя и приемника (ИАП) и (ПАП) направляют так, чтобы они пересекались в точке, отстоящей от flPO на расстоянии, равном номинальному значению контролируемого сигналов, отраженных от ПРО, ЯПА находит10 ся в области "акустической тени". В реэульта25

30 акустического колебания и описанного вы35 ше расположения ИАП и ПАП в пространстве. Такое расположение ИАП и ПАП

45 величину возможной максимальной помехи, . которая зависит от уровня вибрации и шума

20 линейного размера объекта и расположенной на его отражающей поверхности. Это позволяет значительно увеличить амплитуду принимаемого ПАП сигнала, отраженного от поверхности объекта, по сравнению с сигналом, отраженным от ПРО, при отсутствии контролируемого объекта. При нахождении объекта в зоне контроля для те, анализируя амплитуду принимаемого акустического колебания, можно определять факт нахождения объекта в зоне контроля (даже для объектов с небольшой площадью отражающей поверхности), соответствие контролируемого линейного размера установленному допуску, наличие посторонних предметов в зоне контроля.

Проведение коррекции погрешностей на каждом цикле измерения нецелесообразно, так как постоянная времени, характеризующая изменение. условий среды, на несколько порядков превосходит время измерения. Поэтому для повышения точности измерения большее значение имеет не увеличение частоты коррекции, а пОвышение точности и помехоэащищенности измерения эталонного расстояния, Этого добиваются, обеспечивая отсутствие любого постороннего предмета (в том числе объекта контроля) в зоне контроля во время измерения эталонного расстояния, с помощью амплитудной селекции принимаемого позволяет получить принимаемый сигнал, отраженный от ПРО, меньший по амплитуде, чем сигнал, отраженный от объекта или любого посторон него и редмета, размещенного в зоне контроля. Поэтому для проведения амплитудной селекции выбирают первое пороговое значение, большим амплитуды сигнала, отраженного от ПРО, на в полосе приема, и определяется конкретными условиями эксплуатации.

Второе пороговое значение при осуществлении амплитудной селекции выбирают меньшим амплитуды сигнала, отраженного от объекта минимального допустимого размера, на величину возможной максимальной помехи. Амплитудная селекция, проводимая по этому пороговому значению; позволяет обнаружить несоответствие контролируемого линейного размера объекта установленному допуску и выявить наличие в зоне контроля посторонних предметов..

1798623

10

35

Для. обеспечения при проведении амплитудной селекции высокой долговременной стабильности амплитуды излучаемого колебания при действии дестабилизирующих факторов предлагается проводить его генерацию на частоте основного резонанса

NAIl. Под действием дестабилизирующих факторов, например, температуры, происходит изменение резонансной частоты ИАП и требуется соответствующее изменение частоты возбуждающего сигнала. С этой целью используется автоколебательный режим возбуждения ИАП. Такой режим возбуждения при использовании ИАП и АПА одного типа позволяет дополнительно обеспечивать максимальную их чувствительность и повйсить помехозащищенность, так .как электроакустический преобразователь является избирательной системой с высокой добротностью. Помехозащищенность повышается также и за счет уменьшения возбуждающего напряжения, характерного для такого режима возбуждения, что приво- .. дит к снижению возможности проникновения электрического сигнала помехи в 25 приемный тракт из передающего через паразитные емкости в электронном блоке.

Дополнительный положительный эффект от возбуждения ИАП в автоколебательном режиме получается при использовании частоты генерации получаемого колебания в качестве опорной при формировании счетных импульсов, так как при этом отпадает необходимость в дополнительном генераторе, частота которого должна быть стабильна.

В описываемом способе счетные импульсы формируются путем умножения частоты излучаемого акустического колебания на коэффициент, определяемый требуемой ценой деления измерения. Цена деления из-. мерения д определяется через длину волны излучаемого акустического колебания Аи коэффициента N умножения его частоты при формировании счетных импульсов с 45 учетом направления излучения по отношению к нормали ПРО (см. фиг. 1) по формуле

А. А. ь. д — 2 N совах = А х,. (4) 50

I» — ll» х . 2 где h>, l — соответственно номинальные . значения контролируемого линейного размера и расстояния от акустического центра

ИАП или ПАП до отражающей поверхности 55 объекта.

Эта формула позволяет выбирать коэффициент умножения частоты по требуемой цене деления измерения и известной длине волны акустического излучения. Формирование счетных импульсов по частоте излучаемого колебания позволяет с высокой точностью получать малую цену деления и достаточно эффективно корректировать изменение длины волны изменением коэффициента умножения частоты для стабилизации цены деления измерения. Результат измерения определяется количеством счетных импульсов на измерительном интервале, умноженным на цену деления измерения.

Получение малой цены деления измерения при использовании для формирования счетных импульсов независимого кварцевого генератора сложно в реализации, так как для обеспечения воэможности коррекции изменения длины волны излучения необходимо добиться выполнения неравенства

frea. тсч.N, (5) где Ргеи. — частота кварцевого генератора;

AN, — частота следования счетных импульсов, а деление высокой частоты сложно реализовать цифровыми методами из-за ограниченности элементной базы, работающей на высоких частотах. Дополнительные трудности могут возникнуть при необходимости полУчениЯ значениЯ freN, лежаЩего межДУ стандартизованными значениями частот кварцевых резонаторов. Несоблюдение же неравенства(5) не позволит обеспечить требуемое значение f«при коррекции изменения длины волны в процессе измерения.

Для обеспечения устойчивого измерения фазового сдвига принимаемого акустического колебания относительно излучаемого в диапазоне от 0 до 2 л цикл измерения выбирается равным двум периодам излучаемого колебания и состоящим иэ двух равных временных интервалов — рабочего и вспомогательного, следующих один эа другим. В этом случае, в течение рабочего интервала осу ществляется измерение фазового сдвига, а в течение. вспомогательного — обработка полученной информации и подготовка счетных устройств к следующему циклу измерения.:

8 предлагаемом способе частота счетных импульсов задается соотношением сч = И иэл, (6) где Fu» частота излучаемого акустического колебания, à N задается требуемой ценой деления и длиной волны излучения соотношением (4), т.е. для заданной цены деления д имеем

1798623

Ло

Np = cosар (7) и "о m п1o

2 1э ) (по

КЛ =1-(1

= 1 — K(p (m — m,), (12) Тогда (13) (д) 2 Is (10) 45

При измерении эталонного расстояния количество счетных импульсов m на измери- 5 тельном интервале будет определяться по формуле где 2ls — длина трассы распространения акустического излучения от ИАП до ПАП (см, фиг. 1); Л вЂ” длина волны акустического излучения; п-число целыхдлин волн,укладыва- 15. ющихся по трассе распространения 2ls, а квадратные скобки — символ операции определения целой части числа.

В случае, когда Л = il о и N = Np, имеем

21э — и Ло

ma=(Д Йо) о

Назовем величину (по значением, соответствующим приведенному эталонному 25 расстоянию.

При изменении длины волны излучения будет изменяться число m, что позволяет использовать эту информацию для изменения коэффициента N, чтобы обеспечить ста- 30 бильность цены деления измерения, Если длина волны излучения изменится в

КЛ раз, т.е, Л = КЛ Л о, то для сохранения величины цены деления измерения в соответствии с соотношением (7) в такое же ко- 35 личество раз нужно изменить коэффициент

N, чтобы обеспечить N = КЛ ..No.

Если разделить соотношение (8) на соотношение(9) и полученное равенство разрешить относительно iL получим выражение разложив которое в ряд Тейлора по степеням m - mo и отбросив члены выше первого порядка малости, будет иметь

Л =Л (1-(1 "2, ) ) . (11}

Такое преобразование выражения (10) правомочно, потому что, как отмечалось выше, изМенение длины волны излучения под действием внешних факторов — процесс инерционный, и в этих условиях приращение m- во на одном цикле коррекции есть величина малая.

Анализируя выражение (11), можно сказать, что и =КЛ No =(1 — km(m -mp)) Np =

Ло

=N, — — (m — m,), 2 Is

Учитывая, что целая часть числа

2 4/Л о равна и, а число N целое и его изменение возможно не менее, чем на 1, можно сделать вывод, что изменять коэффициент N целесообразно только тогда, когда разность

m - mo превысит по модулю число и. А поскольку величина этой разности малая, то требуемое изменение коэффициента N на цикле коррекции практически не будет превышать единицу. Таким образом, если при измерении эталонного расстояния

I m — mo I и, то коэффициент N нужно увеличить на единицу при m < mp или уменьшить на единицу при m > mp. Если же изменение коэффициента N на единицу окажется недостаточным для коррекции изменения длины волны излучения, то коррекция будет осуществлена за несколько циклов..

Для повышения точности коррекции ее производят не после каждого измерения эталонного расстояния, а с интервалом времени, достаточным для прохождения излучаемого акустического колебания по трассе его распространения между ИАП и flAll. Это позволяет, по крайней мере, исключить влияние кратковременной нестабильности частоты ИАП.

Работает устройство следующим образом.

При включении генератор 1, выполненный по автогенераторной схеме, возбуждается на частоте собственных колебаний

ИАП 2. Выходное напряжение генератора 1 нормируется первым нуль-органом 8 и подается на вход умножителя 15 частоты. Умножитель 15 частоты осуществляет умножение частоты генератора 1 на число, подаваемое на вход установки коэффициента этого блока. На выходе умножителя 15 частоты формируются счетные импульсы, частота которых равна частоте излучаемого акусти1798623

12 ческого колебания, умноженной на коэффициент умножения частоты N, Начальное значение этого коэффициента N< перед включением системы устанавливается по результатам измерения длины волны излучаемого акустического колебания при нормальных условиях и заданной цены деления измерения с учетом пространственного расположения ПАП 3, объекта контроля и ИАП

2. Излучаемый ИАП 2 сигнал, отраженный от отражающей поверхности, принимается

ПАП 3, усиливается усилителем 4, нормируется вторым нуль-органом 9 и подается на первый вход БФСИ 5, на четвертый вход которого поступают счетные импульсы.

БФСИ 5 формирует измерительный интервал кэк разность ао времени между передними фронтами сигналов с выходов первого и второго нуль-органов 8 и 9. Этот интервал заполняется счетными импульсами, число которых определяется измеряемым расстоянием. Блок 16 синхронизации, деля пополам частоту излучаемых колебаний, поступающую на его вход, формирует рабочий и вспомогательный интервалы. На рабочем интервале сигнал с выхода разрешения счета блока 16 синхронизации поступает на третий вход.БФСИ 5 и разрешает прохождение счетных импульсов на декадный счетчик 6, На вспомогательном интервале с информационных выходов декадного счетчика 6 по сигналу с выхода записи блока

16 синхронизации, поступающему на вход записи буферного регистра 17, информация переписывается в буферный регистр 17, если на его входе разрешения записи присутствует сигнал высокого уровня. Сигнал йа выходе записи блока 16 сийхронизации формируется по результату сравнения амплитуды усиленного принимаемого акустического колебания со вторым пороговым значением. Если амплитуда принимаемого сигнала больше второго порогового значения, то на выходе второго компаратора 11 формируется. сигнал разрешения записи, поступающий через второй согласующий блок 13 нэ соответствующие входы буферного регистра 17 и БЦИ 7. В случае, если . амплитуда принимаемого сигнала меньше второго порогового значения, сигнал на выходе второго компаратора не формируется.

Одновременно с выхода усилителя 4 сигнал подается на первый компаратор 10, где сравнивается с первым пороговым значением. Если амплитуда принимаемого сигнала будет превышать первое пороговое значение, на выходе первого компаратора 10 формируется сигнал высокого уровня, который через первый согласующий блок 12 подается на индикатор 18 и блок 14 коррекции, 10

30

45

55

Зажигание индикатора 18 соответствует наличию в зоне контроля какого-либо предмета. При отсутствии сигнала высокого уровня на выходе первого компаратора 10 разрешается проведение коррекции измерения по эталонному расстоя HMlo, Соответствующий сигнал поступает на вход разрешения блока 14 коррекции, в котором при несоответствии результата измерения предварительно заданному значению mo производится изменение коэффициента умножения частоты

N по описанным выше соотношениям. Полученное новое значение коэффициента N вводится в умножитель 15 частоты, в результате чего изменяется частота следования счетных импульсов, Счетные импульсы, проходя через БФСИ 5, поступают на вход декадного счетчика 6, на информационных выходах которого по окончании измерительного интервала образуется код, соответствующий числу счетных импульсов на измерительном интервале. Информация на выходе декадного счетчика 6 может выдаваться как в двоичном, так и даоично-десятичном коде. Выбор того или иного кода осуществляется по сигналу с выхода БЦИ 7, что позволяет при автономной работе системы получать информацию в удобной для считывания десятичной форме, а при работе в составе автоматизированных контрольноизмерительных и управляющих систем — в принятом двоичном коде, подаваемом на входы их ЦВМ. С информационных выходов . декадного счетчика 6 информация поступает на буферный регистр 17, что обеспечива ет ее хранение да поступления следующего . результата измерения. С информационных выходов буферного регистра 17 информация одновременно выдается в БЦИ 7 и, при необходимости, на устройство дискретного ввода ЦВМ, В БЦИ 7 информация преобразуется дешифратором в код управления семисегментными индикаторами, зажигание которых осуществляется по сигналу с второro согласующего блока 13. Таким образом, информация на цифровых индикаторах БЦИ

7 появляется при наличии объекта в зоне контроля. При несоответствии контролируемого линейного размера объекта установленному. допуску, сигнала высокого уровня на выходе второго компаратора не формируется, и высвечивания информации на цифровых индикаторах БЦИ 7 не происходит, Отметим, что несоответствие контролируемого линейного размера объекта установленному допуску фиксируется при любом знаке отклонения размера, так как максимумы диаграмм направленностей

ИАП и ПАП пересекаются в точке, соответствующей номинальному размеру объекта, 13

1798623

14 счетчика 6 поступает на цифровой компаратор 19, где сравнивается с кодом, соответст- 10

25

50 уровнем сигнала на входе выбора направле- 55 ния счета, RC-цепь блока 26, подключенная и при изменении размера объекта в любую сторону амплитуда принимаемого сигнала уменьшается.

Функциональная схема предлагаемого исполнения блока коррекции по п. 3 формулы изобретения приведена на фиг. 3. Работает эта схема следующим образом.

Результат измерения с выхода декадного вующим приведенному эталонному расстоянию. Для разрешения коррекции коэффициента N ðàçðÿäû, соответствующие значению {и - 1) в информационных выходах декадного счетчика 6, не подключаются к соответствующим входам (второму входу) цифрового компаратора 19, Аналогично поступают с выходами первому БЗУ 24, подключенными к первому входу цифрового компаратора 19. На выходах цифрового компаратора 19 формируются сигналы. высокого уровня "А > В" или "А < В" в зависимости от результата сравнения. В случае равенства измеряемой величины заданному числу формирования укаэанных сигналов не производится. При появления сигнала высокого уровня на одном из выходов цифрового компаратора 19 на входе элемента

2ИЛИ вЂ” НЕ 20 появляется уровень "лог. 0", который поступает на элемент ЗИЛИ вЂ” НЕ

21, а на другие входы которого подаются сигналы с выхода первого согласующего блока 12 и с выхода второго нуль-органа 9, На выходе второго согласующего блока 13 сигнал низкого уровня формируется при отсутствии объекта в зоне контроля, т.е. когда измеряется эталонное расстояние. При наличии низких уровней на двух входах элемента ЗИЛИ вЂ” НЕ 21 на его выходе появляется напряжение, изменяющееся с частотой принятого акустического сигнала.

Это напряжение поступает на первый вход блока 22 задержки. Этот блок осуществляет задержку принятого акустического сигнала на заданное число:периодов принятой частоты пз. Блок 22 задержки может быть реализован на двоичном счетчике с предварительной установкой. При отсутствии сигнала высокого уровня на третьем выходе цифрового компэратора 19 блок задержки 22 формирует на счетном входе ДРС 23 импульсы с частотой

F» = f an./пз. С этой частотой число, записанное в счетчик, будет увеличиваться или уменьшаться на единицу в соответствии с к входу разрешения установки ДРС 23, устанавливает на выходе счетчика код, записанный во втором БЗУ 25 при включении напряжения, т.е, осуществляет предварительную установку коэффициента умножения частоты, соответствующего его значению N<.Выходной код ДРС 23 поступает на вход установки коэффициента умножителя

15 частоты.

Использование изобретения позволяет повысить точность измерения эа счет исключения возможности многократного отражения излучаемого акустического колебания из-за специального ориентирования MAll u

ПАП в пространстве и использования амплитудной селекции. Достигается также повышеwe точности измерения за счет выбора эталонного расстояния больше измеряемого, 5 что позволяет повысить точность коррекции результата измерения за счет использования в качестве опорной частоты при формирова- . нии счетных импульсов частоты излучаемого акустического колебания при его генерации на резонансной частоте акустического преобразователя, а также за счет использования метода фазовой локации в сочетании с синхронизацией начала измерительного интервала и начала формирования счетного импульса с начальной фазой излучаемого акустического колебания, Область применения заявляемого технического решения расширяется за счет появления возможности контролировать наличие объекта в зоне контроля и возможности измерять расстояния до объектов, имеющих небольшую площадь отражающей поверхности. В качестве плоскости размещения объекта контроля может быть использована, например, лента транспортера, по которой . движутся контролируемые детали.

Формула изобретения

1, Способ измерения отклонений линейных размеров объектов, заключающийся в том, что на объект излучателем направляют акустические колебания, приемником принимают отраженные от него акустические колебания, измеряют временной интервал между излученными и принятыми сигнала5 ми, onределяют количество счетных импуль- сов, соответствующее временному интервалу, сравнивают его с количеством импульсов, соответствующим эталонному временную интервалу, и-осуществляют коррекцию измеренного временного интервала, по которому судят о контролируемом параметре, отличающийся тем,.что, с целью повышения точности и расширения, области применения, излучение акустических колебаний осуществляют на резонансной частоте излучателя, акустические центры излучателя и приемника располагают на прямой, параллельной плоскости размещения контролируемого обьекта, и ориентируют их так, чтобы максимумы их

16

1798623 диаграмм направленности пересекались в точке, отстоящей от линии размещения излу. чателя и приемнйка на расстоянии, равном номинальному значению контролируемого параметра, измеряют амплитуду отраженного сигнала, сравнивают ее с пороговыми значениями сигналов, соответствующими уровням сигналов, принятых от плоскости размещения объекта и от поверхности обьекта, коррекцию измеренного временного интервала осуществляют при соответствии амплитуды отраженного сигнала первому . пороговому уровню изменением частоты счечтных импульсов до совпадения их числа с заданным, измерением контролируемого параметра осуществляют при соответствии амплитуды отраженного сигнала второму пороговую уровню, а расстояние h» линии размещения акустических центров излучателя и приемника до плоскости размещения объекта выбирают из соотношения

10

25

50 где imp — длина волны излучаемого сигнала

s данной среде при нормальных условиях;

М- максимально возможное изменение длины BGJlHbl излучаемого сигнала оТ действия дестабилизирующих факторов;

1 — расстояние между . акустическими центрами излучателя и приемника, 2. Устройство измерения отклонений линейных размеров объектов, содержащее электроакустически последовательно соединенные генератор, излучатель, приемник и усилитель, декадный счетчик и блок цифровой индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено подключеннйми к второму выходу генератора последовательно соединенными первым нуль-органом, блоком синхронизации и буферным регистром, выходом соединенным с первым входом блока цифровой индикации, подключенными к входу усилителя последовательно соединенными .вторым нуль-оргайом и блоком формирования счетных импульсов, подключенным к первому входу декадного счетчика, последовательно соединенными первым компаратором, первым согласующим блоком, блоком коррекции и умножителем частоты, соединенным с вторым входом блока формирования счетных импульсов, подключенным к выходу первого согласующего блока индикатором и последовательно соединенными вторым компаратором и вторым согласующим блоком, выход декадного счетчика соединен с вторыми входами буферного регистра и блока коррекции, второй вход второто согласующего блока и третий вход блока коррекции соединены с выходом второго нуль-органа, входы компараторов соединены с выходом усилителя, выход второго согласующего блока соединен с вторым входом блока цифровой индикации и третьим входом буферного регистра, выход блока цифровой индикации соединен с вторым входом декадного счетчика, третьи входы блока формирования счетных импульсов и декадного счетчика соединены соответственно с вторым и третьим выходами блока синхронизации, а второй вход умножителя частоты и четвертый вход блока формирования счетных импульсов соединены с выходом первого нуль-органа.

3. Устройство по и, 2, отл и ч а ю ще ес я тем, что блок коррекции выполнен из последовательно соединенных цифрового

30 компаратора, элемента 2ИЛИ вЂ” НЕ, элемента ЗИЛИ-НЕ, блока задержки и двоичного реверсивного счетчика, первого и второго блоков установки, подключенных соответственно к первому входу цифрового компаратора, второй вход которого является вторым входом блока коррекции, и информационному входу двоичного реверсивного счетчика; блока начальной установки двоичного ре версивного счетчика, подключенного к его

40 входу разрешения установки, второй и третий входы схемы 3ИЛИ-НЕ являются соответственно первым и третьим входами блока коррекции, второй вход схемы 2ИЯИНЕ и вход выбора направления счета двоичного реверсивного счетчика соединены с вторым выходом цифрового компаратора, третий выход которого соединен .с вторым входом блока задержки, а выход двоичного реверсивного счетчика является выходом блока коррекции.

1798623

1798623

ЯШОШЗОЬ 6УЗШПЖ

-Они4 Бшиэп17лФЙеОУ тдонпшз5 чрощsp

Составитель А.Сонин

Техред M. Морге нтал

Корректор С. Юско

Редактор

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

Заказ 765 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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