Фотоимпульсный измеритель диаметра

 

Союз Советскнн

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (»I842393 с (61) Дополнительное к авт. свил-ву (51)М. Кл. (22) За Явлено 06. 09. 77 (21) 2520626/18-28 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

G 01 В 7/12

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 30. 06. 81. Бюллетень,% 24 (53) УДК531.7 (088.8) Дата опубликования описания 10. 07. 81

В.А.Тюмкин, А.А.Абросимов, А.M,ÈèëoBанов, В.Е.Вохрьпнев и К.Д.Колесников (72) Авторы изобретения

Куйбышевский политехнический инстйтут им. В.В.Куйбьппева (71) Заявитель

Изобретение относится к измериI тельной технике и может быть использовано в кабельной, химической металлургической и других отраслях промьппленности для контроля диаметров изделий.

Известны приборы для измерения геометрических размеров, принцип действия которых основан на фотоимпульсном методе измерения 11.

f0

Недостатком этих приборов является наличие значительной погрешности при вертикальных колебаниях измеряемого изделия.

Наиболее близким к предлагаемому.

15 по технической сущности является измеритель, содержащий источник света, объектив, диск с отверстием, диафрагму, соединенные последовательно фотоприемник, формирователь импульсов, блок формирования импульса размера и индикатор Г21.

Недостатком известного измерителя является невысокая точность, обусло (54) ФОТОИМПУЛЬСНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ДИАМЕТРА,, 11А Е „,,,"E èèæêäÿ 1"

I

2 вленная дополнительной погрешностью, связанной с перемещением измеряемой проволоки в световом потоке. Пересечение теневого изображения измеряемого профиля осуществляется движущейся световой точкой в диске, которая образуется при прохождении параллельного пучка лучей через отверстие в нем. Траектория движения этой точки — окружность..Такая развертка эквивалентна развертке по прямой траектории с переменной скоростью.

Вследствие нелинейности развертки возникает погрешность преобразования диаметра проволоки в световой импульс при перемещении ее в вертикальной плоскости. Закон изменения скорости определяется выражением с н„=н0.1Т:ф где Ч вЂ” линейная скорость световоО

ro пятна.

Причем

Ча =2тт1п >

42393 4

ИЛИ 10, выход которого подключен к индикатору 11.

Устройство работает следующим образом.

При движении отверстия диска в поле зрения объектива на выходе фотоприемника 7 периодически появляются рабочие импульсы фототока (выход а).

Формирователь 8 импульсов, который

1О содержит усилитель, диААеренцирувщие устройства, пороговые устройства на своем выходе обеспечивает по-! явление прямоугольных импульсов (выход б). При этом импульсы, обоз1s наченные на диаграмме втриховыми .линиями, соответствуют моментам до и после пересечения отверстием диска тени от измеряемой проволоки. Выходные импульсы Аормирователя 8 по20 ступают на вход блока 9 Аормирователя импульса размера и одновременно в блок 12 формирования поправки. Блок 9 обеспечивает выделение измерительного импульса t -t g (вы25 ход в), а в блоке 12 при появлении переднего Аронта импульса (выход б) формируется напряжение поправки (вы ход r), закон изменения которого пропорционален Vy.

30 В момент появления импульса размера включается ключ 13, и напряжение с выхода блока 12 подключается ко входу интегратора !4, В момент времени t (выход B) интегрирование прекращается, и на выходе интегратора 14 Аормируется линейно изменяющийся до нуля сигнал (выход д).

50 где и — число оборотов диска", R — - расстояние от центра диска до отверстия; х — смещение измеряемой проволоки относительно, например, центра объектива в вертикальной плоскости.

Длительность измерительного импульса равна

Хз фх

x„„ 1x где (х -х )=d — измеряемый диаметр.

Д -1

Цель изобретения — повьппение точности»

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель введены блок формирования поправки, интегратор, элемент ИЛИ, нуль-орган и ключ, причем выход Аормирователя импульсов соединен со входом блока Аормирования поправки„ выход которого через ключ соединен со входом интегратора, выход последнего подключен ко входу нульоргана, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом блока формирования импульса размера и управляющим входом ключа, а выход элемента ИЛИ подключен ко входу индикатора.

На фиг. 1 представлена блок-схема измерителя; на фиг. 2 — временная диаграмма его работы.

Предлагаемый измеритель содержит источник 1 света, осветительную систему 2, измеряемую проволоку 3, вращающийся диск 4 с отверстием, фото» объектив 5, диайрагму 6, фотоприем. ник 7, формирователь 8 импульсов, блок 9 формирования импульса размера, элемент ИЛИ 10, индикатор ll, блок 12 Аормирования импульса поправки, ключ 13, интегратор 14 и нульорган 15.

Свет от источника 1 света, проходя через осветйтельную систему 2, преобразующую световой поток в параллельный, падает иа измеряемую проволоку 3, отверстие во вращающемся диске 4, Аотообъектив 5 и диаАрагму 6 и затем на Аотоприемник 7.

Выход фотоприемника 7 соединен с формирователем 8 импульсов,. выход которого подключен ко входам блока

9 и блока 12. Выход блока 9 соеди, нен с первым входом элемента ИЛИ 1О и управляющим входом ключа 13 выход которого через интегратор 14, йульорган 15 — со вторым входом элемента1

Блок. 12 формирования поправки при

» практической реализации содержит генератор импульсов, счетчик, преобразователь код-аналог. При этом каждому импульсу генератора ставится в соответствие приращение напряжения поправки на выходе. блока 12. Выход интегратора подается на вход нуль-органа 15 дискретный выходной сигнал которого поступает на первый вход элемента ИЛИ 10 и далее в индикатор )I Сигнал .на выходе нульоргана формируется практически одновременно с измерительным импульсом, а его длительность зависит от момента появления импульса размера, т.е. от положения измеряемой проволоки в поле зрения объектива. Таким образом, длительность измерительного импульса корректируется в каждом цикле измерения (выход е), т.е.

3 6 . рователь импульсов, блок формирова.ния импульса размера и индикатор, . отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены блок формирования поправки, интегратор, элемент ИЛИ, нуль-орган и ключ, причем выход формирователя импульсов соединен со входом блока формирователя поправки, выход которого через ключ соединен со входом интегратора, выход последнего подключен ко входу нуль-органа, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом блока формирования импульса размера и управляющим вхо« дом ключа, а выход элемента ИЛИ подключен ко входу индикатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 345348, кл. С 01 В 7/12, 1969.

2. Богачев А.M., Лямбах О.В.

Приборы автоматического контроля размеров проката. М.-Л., "Машиностроение", 1962, с. 76-78 (прототип).

Формула изобретения

Фотоимпульсный измеритель диаметра, например, проволоки, содержащий источник света, объектив, диск с отверстием, диафрагму, соединенные последовательно фотоприемник, форми25

5 84239 ,к измерительному импульсу „- добавляется поправка и -t, что и обеспечивает высокую точность на выходе измерителя.

Введение корректирующего устрой5 ства позволяет существенно снизить погрешность от перемещения проволоки в вертикальной плоскости. Так, для испытанного прибора при диаметре провода 3 мм и при перемещении его в в диапазоне 12 мм от центра объектива в скорректированном приборе длительность импульса во всем диапазоне отличается от идеальной не более, чем на 0,37., в то время как при 15 отключении коррекции эта погрешность достигает 2,6Х.

7/39 ное .Филиал ППП "Патент", r,Ужгород,ул.Проектная,4