Устройство для измерения размеров го-рячего проката

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii@42392

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) За я влено 06. 08. 79 (21) 2808 293/18-28 (Sl)N. Кл.

6 01 В 7/04 с присоединением заявки №

Гесударстееккик ккиктет

СССР аа делам кзюбретвикк к кткркткк (23 } П риоритет (53) УДК531,717. .! 1 (088. 8) Опубликовано 30.06 ° 81. Бюллетень ¹ 24 с

Дата опубликования описания 10. 07 ° 81

Н.Н.Дружинин, П.П.Королько, В.С.Мерзляков, М.А.Сонькин и В. С..1Цумилин

4 (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться, например, для бесконтактного измерения линейных размеров горячего проката.

Известно устройство для бесконтакт5 ного измерения размеров, содержащее генератор импульсов, задатчик базы, счетчик импульсов, блок индикации, осветитель, матрицу из фото точувствительных элементов, счетчики выбора столбца и элемента в столбце матрицы фоточувствительных элементов т элементы И и ИЛИ Щ.

Недостатком известного устройст;:. 15 ва является низкая точность измерения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения размеров горячего проката, содержащее телевизионный датчик с дискретным фотоэлек"трическим преобразователем, счетный и тактовый генераторы, подключенные к .входам дискретного фотоэлектрического преобразователя, и подключенные к его выходу соединенные последовательно амплитудньпт дискриминатор, формирователь импульсов и. измерительную схему. В этом устройстве по количеству засвеченных измеряемым изделием фоточувствительных элементов определяют искомый размер. При этом засвеченным элементом считается тот, амплитуда сигнала с которого превышает уровень определяемый с учетом шумового и полезного сигналов Г2) .

Недостатком подобных устройств является значительное влияние шумово- го сигнала, амплитуда которого может составлять значительную часть полезного. Причем, из-за различной чувствительности фотоэлементов и переменной мощности фонового излучения, амплитуда шума может сильно колебаться в течение цикла измерения (периода сканирования), и простое вы30

3 8423 читание из полезного сигнала амплиту . ды шума, измеренного и усредненного за время его действия, может привести к погрешности измерения — пропусканию ложного сигнала и задержке

5 полезного.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено одновибра- !о тором, подключенным к второму входу амплитудного дискриминатора, командным блоком, выполненным в виде соединенных последовательно триггера, прямой вход которого подключен к 15 выходу тактового генератора, а инверсный - к выходу формирователя импульсов, элемента И, второй вход которого соединен с выходом счетного генератора, делителя и схемы слежения, выход которой подключен к одновибратору, Кроме того, схема -слежения выполнена в виде последовательно соединенных счетчика, вход которого подключен к делителю, регистра, первого сумматора, второй информационный

О вход которого предназначен для подачи постоянного числа в двоичном коде, второго сумматора и элемента

И, выход которого подключен к одновибратору.

На фиг. 1 дана блок-схема устройства; на фиг. 2 — эпюры напряжений.

Устройство содержит телевизионный датчик 1 с дискретным фотоэлектрическим преобразователем, тактовый генератор 2, счетный генератор 3, амплитудный дискриминатор 4, формирователь 5 импульсов, измерительную схе- 40 му 6, одновибратор 7, командный блок

8, состоящий .из триггера 9, элемента

И 10 делителя 11 и следящей схемы

12, содержащей, в свою очередь, счето чик 13, регистр 1 4, первый сумматор !

5, второй сумматор 16 и элемент

И 17.

Устройство работает следующим образом.

Счетный генератор 3 периодичес50 ки по команде тактового генератора

2 опрашивает дискретный фотоэлектрический преобразователь:(не показан), входящий в телевизионный датчик I.

5S

Формируемая при этом последовательность импульсов, наряду с полезным сигналом в виде рабочих импульсов содержит и шумовые, амплитуда кото92 4 рых колеблется, что связано с нерав. номерной мощностью фонового излучения и различной чувствительностью фотопреобразователя.

В

Граница изображения, измеряемого изделия 18 отображается в виде нарастающей по амплитуде последовательности импульсов и характеризуется временем и крутизной нарастания.

Дальнейшая обработка этих импульсов имеет целью определить, какое их количество соответствует измеряемому размеру. При этом на результате не должен сказываться ни характер измерения амплитуд шумовых им пульсов, ни время и крутизна нарастания амплитуд самих рабочих импульсов. Наиболее точный результат получен, если формирование рабочих импульсов проводят по уровню U g величина которого имеет относительное значение, жестко связанное с амплитудой рабочих и шумовых импульссов, например

I =

) Vc tax — им

К где U — максимальное значение рабос ах чих импульсов;

О,„ — амплитуда шума, К вЂ” коэффициент, определяющий относительный уровень формирования.

Причем 0 „ определяется в момент, предшествующий появлению рабочих импульсов, а U — в момент времес щах ни, непосредственно следуюший за . окончанием нарастания амплитуды рабочих импульсов.

-Ф

Наиболее важной при этом является задача фиксации момента времени

Э предшествующего появлению рабочих импульсов; и определения именно в этот момент U

Ш

Для решения этой задачи служит командный блок 8.

Его работа начинается по сигналу тактового генератора 2, устанавливающего триггер 9 в нулевое состоя.ние.

В результате с его выхода на ин- версный вход элемента И 10 подается разрешающая команда, и импульсы счетного генератора 3 через делитель 11 поступают в счетчик 13 следящей схемы 12. Назначение делителя II — уменьшить емкость счетчика

l3 и последующих узлов и сократить, 30 В=п + — n +n

1 3. г 3 где п.1 — количество импульсов, поступающее с фотопреобразователя за ввемя необходимое для формирования дискрими35 натора порогового уровня;

n — количество нарастающих по

2 амплитуде импульсов, соответствующих границе изображения измеряемого изделия;

n — наибольшее изменение коорди- . ъ в наты границы изображения измеряемого изделия мвжду двумя соседними циклами измерения.

С выхода сумматора 15 снимается инвертированное значение В.-аВ, кото1 рое подается на второй сумматор 16, на второй вход которого в следующем цикле измерения со счетчика 13 качнет поступать информация о координате кромки измеряемого изделия (В, ). Причем с выхода счетчика 13 (+ 1 поступает нарастающее значение В1+1 (начиная с 0) и в момент й1, когда это значение станет равным В„ -дВ, на всех выходах сумматора 16 появля"ется "1", а на выходе элемента И 17 формируется команда, которая запустит

Формула изобретения

5 84239 тем самым, количество оборудования без снижения точности определения.

Подсчет импульсов-генератора 3 происходит до момента, соответствующего появлению рабочих импульсов, амплитуда которых превышает уровень формирования. При этом первый же рабочий импульс, прошедший через амплитудный дискриминатор 4, сформированный формирователем 5 по длительности и амплитуде и поступивший на инверсный вход триггера 9, установит его в положение "1", прекратив, тем самым, дальнейший подсчет счетчиком 1,3 импульсов гене- 15 ратора 3. Записанная в счетчик 13 информация соответствует координате В кромки измеряемого изделия

18 в данном цикле измерения. Эта информация переписывается в регистр

14, а счетчик 13 после этого обнуляется для подсчета импульсов с генератора 3 в следующем цикле измерения.. Информация с регистра 14 поступает в первый сумматор 15, на вто- 25 рой вход которого подается постоянная уставка А — отрицательное. число, записанное в двоичном коде. Абсолютное значение b. равно

2 6 одновибратор 7 с длительностью генерируемого импульса ь„ . Этот импульс, поступив на второй вход дискриминатора 4, разрешает формирование порогового уровня Uù именно в период времени, непосредственно предшествующий приходу нарастающих импульсов с фотопреобразователя и соответствующих границе изображения измеряемого изделия 18. С выхода амплитудного дискриминатора 4 снимаются толь

iso те импульсы, амплитуда которых превышает значение 0

Последующее преобразование этих импульсов производится формирователем 5, где по предыдущему циклу .изме" рения определяется максимальное зна- . чение сигнала U „,„и формируется величина порога U с которым и сравнивается амплитуда импульсов с дискриминатора 4. В результате происходит точная фиксация импульса с фотопреобразователя, в наибольшей степени соответствующего границе изображения измеряемого иэделия 18, т.е. точное измерение его координаты или размера. Этот первый импульс, как уже говорилось, перебрасывает триггер 9, останавливая прохождение импульсов с генератора 3 на счетчик 13..

Последовательность же рабочих импульсов, соответствующих размеру измеряемого изделия, приходит в измерительную схему 6, формирующую результат измерения в требуемом виде.

Предлагаемое устройство позволят повысить точность измерения за чет исключения влияния шумов, вызыаемых неоднородной чувствительностью элементов дискретного фотоэлектрического преобразователя, и переменной мощности фонового излучения.

Экономический эффект от использования предлагаемого устройства в условиях значительной фоновой засветки, например от поверхностей транспортирующих прокат роликов рольганга, получают за счет улучшения параметров выпускаемой продукции.

1. Устройство для измерения размеров горячего проката, содержащее телевизионный датчик с дискретным

2392 8 теля и схемы слежения, выход которой подключен к одновибратору.

2. Устройство по п. 1 о т л ич а ю щ е е с я тем, что схема

5 слежения выполнена в виде последовательно соединенных счетчика, вход ,которого подключен к делителю, ре- гистра, первого сумматора, второй информационный вход которого предназ1О начен для подачи постоянного числа в двоичном коде, второго сумматора и элемента И, выход которого подключен к одновибратору.

7 84 фотоэлектрическим преобразователем, счетный и тактовый генераторы, подключенные к входам дискретного фотоэлектрического преобразователя, и подключенные к его выходу соединенные последовательно амплитудный дискриминатор, формирователь импульсов и измерительную схему, о т л иФ ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено одновибратором, подключенным ко второму входу амплитудного дискриминатора, командным блоком, выполненным в виде соединенных последовательно тривгера, прямой вход которого подключен к выходу тактового генератора, а инверсный — к выходу формирователя импульсов, элемента И, второй вход которого соединен с выходом счетного гецератора, дели- 2

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1 . Авторское свидетельство СССР

N- 343381 кл. Н 03 К 17/28, 1972.

2. Патент США Ф 2882302, кл, G 06 m 3/14, 1975 (прототип).

S42392

Составитель Е ..Глазкова

Редактор Ю. Ковач . Техред Н. Бабурка. Ф.

Корректор С.Щомак

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, Заказ 50 7 39 Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета GCCP по делам изобретений и открытий

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