Фотоэлектрическое устройство для определения площади непрозрачных плоских фигур

 

ос ела

1 !

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СВВ Советских

Социалистических

Еаадублив

268677

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Кл, 42с. 12

Заявлено 16.I I I.1966 (№ 1061192/18-10) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 10.17.1970. Бюллетень ¹ 14

Дата опубликования описания 7Л II I.1970

Комитет по делам изобретений н открытий при Совете Министров

СССР

МПК 6 Olb 11 28

G Обд 7/18

УДК 531.721 (088,8) Авторы изобретения Б. А, Генкин, И, Н. Анисимов, Ю. М. Позн11нский и В. H. Страхов

Заявитель

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПЛОЩАДИ НЕПРОЗРАЧНЫХ ПЛОСКИХ ФИГУР

Изобретение относится к устройствам для определения площади, объема, момента инерции и других геометрических параметров тел.

Известны фотоэлектрические устройсгва для определения площади непрозрачных плоских фигур, в частности сечений объемных тел, путем построчного сканирования с помощью подвижного фотоэлемента, подкл1оченного к электронному ключу, управляющему пересчетной схемой на выходе генератора постоянной частоты Мерой площади служиг, как правило, число импульсов, зарегистриоованных пересчетной схемой, когда открыт электронный ключ, управляемый фотоэлементом.

Предложенное фотоэлектрическое устройство не только позволяет повысить точность определения площади сечения, но н дает возможность одновременно вычислить объем т=ла, образованного вращения сечения относ11тельно произвольной оси, и момент инерции сечения относительно этой оси.

Это обеспечено тем, что чертеж с зачерч.иным измеряемым сечением закреплен на боковой поверхности прозрачного вращающегося барабана, приводной электродвигатель которого через мальтийский механизм соединен с ходовым винтом, перемещающим каретку с фотоэлементом по направляющим параллельно образующей барабана. Одновременно этот же винт смещает кодированную в функции расстояния фотоэлемента от начала системы координат на чертеже перфоленту, управляющую схемами деления частоты импульсов, поступающих на соответствующие счетчики пересчетной схемы.

Названные схемы деления целесообразно строить как схему считывания кода с перфоленты и подключать на вход схемы сравне1о ния, на другой вход которой через электронный ключ включен генератор постоянной частоты, управляющий одновременно синхрони ы м пр нв одным электродвигателем.

IIà фиг. 1 показана принципиально-струк15 турная схем а предлагаемого устройства; на фиг. 2 — схема измерения площади.

Чертеж Выполня!От на кальке, и измеряемое сечение зачерняют, после чего его накладывают на наружную поверхность прозрач2(} ного барабана Х

11еобход11мо, чтооы координатная ось Y была параллель:-1а оси и образующей барабана 2. В таком положении чертеж на барабане закрепляют. С одной стороны чертежа расположен осветитель 8. с другой — фотоэл .мент 4. Барабан 2 с чертежом вращается через редуктор 5 синхронным электродвигателем 6. Фотоэлемент 4 перемещается вместе с кареткой 7 по направляющим 8 оТ винта 9 и»з0 раллельно образующей oàðàáà!а 2. Направ268677 ля ощие 8 и винт 9 укреплены на неподвижной стойке 10, по выточке которой барабан 2 вращается, как на подшипнике.

Винт 9 через мальтийский крест 11 поворачивается один раз B конце каждого оборота барабана 2 дискретно на определенный угол и таким образом фотоэлемент 4 находится в неподвижном состоянии, иока барабан 2 совершает большую часть своего оборота, а затем скачком перемещается на расстояние AY вдоль образующей барабана 2 и вновь фиксируется в этом положении на время следующего оборота барабана и т. д. С винтом 9 жстко связана катушка лентопротяжного механизма 12, перемещающего перфоленту 18 Таким ооразом перфолента протягивается на определенную длину дискретно и одновременно с перемещением фотоэлемента в конце каждого оборота барабана.

Когда между осветителем 8 и фотоэлементом 4 находится залитая тушью часть черте>ка, электронный ключ 14 открыт, когда же между осветителем 3 и фотоэлементом 4 находится прозрачная часть кальки или барабана, электронный ключ 14 закрыт. В открытом состоянии ключ пропускает импульсы от генератора 15 в пересчетную схему, в закрытом состоянии не пропускает.

Напряжение на двигатель б подается от генератора 15 через делитель lб частоты, преобразователь 17 формы импульсов и усили"åëü 18 мощности. Генератор 15 вырабатывает импульсы с постоянной частотой, и электродвигатель б вращается с постоянной вкоростью, пропорциональной частоте импульсов, и синхронно с ними. Таким образом за время перемещения какой-либо точки чертежа относительно неподвижного фотоэлемента на единицу длины чертежа приходится определe!lное число импульсов, генерируемых генератором 15.

За время одного оборота барабана 2 с чертежом фотоэлемент 4 просматривает >дну строчку чертежа, соответствующую расстоянгпо Y î"о,си абсцисс Х. Перемещаясь после каждого оборота барабана на единицу длины ЛУ вдоль оси У, фотоэлемент строчка за строчкой просматривает всю площадь чертежа. При этом, поскольку он открывает ключ 14 только тогда, когда находится под зачерченной частью чертежа, в счетчик 19 пройдет число импульсов, пропорциональное суммарному времени нахождения фотоэлемента под зачерченной частью сечения, т е. пропорциональное площади зачерченной части чертежа (сечения). Исключение погрешности из-за возможного изменения частоты "енератора 15 или скорости вращения обеспечивается тем, что электродвигатель б питаегся напряжением от того же генератора, чьи импульсы подвергаются счету. Делитель 20 числа импульсов введен для учета масштаба чертежа. По индикатору 21, показывающему суммарное число импульсов, прошедших з счетчик 19, можно прочесть в определенном р

1О

25 зп

-15

5()

6)

65 масштабе площадь исследуемого сечения.

Так же, как и прн вы шслении площади (и одновременно с пим) электронный ключ пвопускает импульсы генерагора 15 к счетчику 22. При переходе фотоэлемента со строчки на строчку одновременно с ним, как было описано выше, на определенный шаг продвигается перфолента 13. На перфоленте пробиты отверстия, образующие код числа, обра .но пропорционального расстоянию фотоэлемента (вдоль оси барабана) от точки, причятой за начало отсчета координаты на чертеже. Контактные или фотоэлектрические датчикии 23 в соответствии с кодом на перфол:-ите подают напряжения в схему 24 сравнения.

Когда число импульсов, сосчитанное счетчиком 22, совпадает с закодированным на ленте, схема 24 сравнения выдаст один импульс в счетчик 25 и одновременно сбросит все разряды счетчика 22 в нулевые состояния. И так каждый раз по накоплении в счетчике 22 числа импульсов, заданного кодом перфоленты 18, в счетчик 25 будет проходить один импульс, т е. счетчик 22, схема 24 сравнения и перфолента 18 совместно осуществляют деление частоты импульсов генератора 15 по ";аданной программе в к раз.

Поскольку коэффициент деления частоты, набранный кодом на перфоленте 18, связан с перемещением фотоэлемента вдоль оси У ооратно пропорциональной зависимостью, то в счетчик 25 за время нахождения фотоэлемента под зачерченной частью чертежа на единицу длины Х будет проходить число импульсов, пропорциональное удалению фотоэлемента, от начальной точки вдоль оси У. После прохождения фотоэлементом 4 всего поля че >тежа суммарнос число импульсов сосчитанное счетчиком 25, будет в определенном масштабе выражать об.ьем тела, образованного вращением данного сечения относительно оси Х илн относительно осн с уравнением

Y — Yp, смотря по тому, с какой точкой совмещена начальная строчка перфоленты. Beëè÷èна объема тела вращения может быть прочитана по индикатору 2б.

Вычисление момента инерции сечения происходит аналогично вычислению объема тела вращения и одновременно с ннм, Импульсы от генератора 15 через ключ 14 проходят в счетчик 27, который совместно со схемой 28 сравнения и перфолентой 18 с датчиками 23 осуществляет деление частоты, обратно пропорционально квадрату удаления фотоэлемента 4 от начала координат Ур, считая вдоль оси барабана У; при этом суммарное число импульсов, которое сосчитает счетчик 29 после прохо>кдення фотоэлементом 4 всего поля чертежа, будет в определенном масштабе выражать момент инерции сечения относительно оси Х или оси с уравнением

Y= Yp, смотря по тому, с какой точкой чертежа совмещена начальная строчка перфоленты 18. Величина момента инерции сечения может быть прочигана по индикатору 80, 268677

Ус

Предмет изооретения

1. Фотоэлектрическое устройство для определения площади чепрозрачных плоских фигур, в частности сечений объемных тел, путе:;1 построчного сканирования с помощью подвижного фотоэлемента, подключенного к электронному ключу, управляющему пер»счетной схемой на выходе генератора постоянной частогы, orлича>осссееся тем, что, с целью повышения точности определения плз-! цади сечения и одновременного вычислен:-гя объема тела, ооразованного вращением этого сечения относительно произвольной оси, и момента инерции сечения относительно этой оси, чертеж с зачерчеииым измеряемым сечением закреплен на боковой поверхности прозрачного враща(ощегося барабана, приводной электродвигатель которого через мальтийский механизм соединен с ходовым винтом, иер»мещающим каретку с фотоэлементом по направляющим параллельно образующей барабана, и одновременно кодированну(о в функ1((!è расстояния фотоэлемента от начала системы координат на чертеже перфоленту, уиравляющу10 схемами деления частоз ь! 1(миульсов, поступающих иа соответствующие счетчики пересчетной схемы.

2. Устройство ио и. 1, or си са>осссееел тем, что каждая из схем деления частоты выиолнеIIB как схема считывания кода с перфолент(>1 (I подключена на вход схемы сравнения, на з другой вход которой через электронныи клкгч включен генератор постоянной частоты, уиравля(ощий одновременно синхронным приводным электродвигателем.

268677

13 8 i y 3

Уи8.2

Составитель Ферштман

Техред Л. Я. Левина Корректор Г. С. Мухина

Редактор С. И. Хейфиц

Загорская типография

Заказ 3327 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раугпская наб., д. 4/5