Фотоэлектрическое устройство для определения площадей

 

Союз Советских

Соцнапистическнх

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ («)855685

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 121179 (2!) 2838233/18-24 с присоединением заявки ¹â€” (23) ПриоритетОпубликовано 150881. Бюллетень №30

Дата опубликования описания 150881 (5!)М. Кл

G 06 G 9/00

G 01 В 11/28

Государственный комитет

СССР но делам изобретении и открытий (53) УДК 681. 332 (088. 8) (72) Автор изобретения

И.Е,Ионвиж-Монтвид (7! ) Заявитель (54 ) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОЩАДЕЙ

Изобретение относится к устройствам, позволяющим определять функции, представляеьые в виде интегралов по площади фигуры, в частности к устройствам, позволяющим определять площади фигур, моменты инерции относительно оси и моменты инерции относительно полюса.

Известны устройства, позволяющие определять площади фигур и их моменты инерции. Эти устройства имеют, как правило, сложную конструкцию с электроприводом, генератором и счетчиком импульсов. Они содержат электродвигатель, редуктор, мальтийский механизм, !з через который периодически поворачивается винт, на котором расположена каретка с фотоэлементом, прозрачный барабан, источник света, перфоленту, генератор импульсов, делитель часто- 20 ты, счетчик импульсов, усилитель мощности, схемы сравнения. При работе такого устройства зачерненная на кальке фигура помещается на прозрачный. барабан. Подвижный фотоэлемент

"пробегает" фигуру и там, где калька затемнена, он открывает ключ, после чего импульсы с генератора попадают на счетчики импульсов. По числу импульсов судят о геометрическом пара- 30 метре. Для определения моментов инерции относительно оси и объемов тел вращения, используется закодированная перфолента, которая перемещается вмес— те с барабаном и командует датчиками, дающими сигналы на схему сравнения(1), Однако это устройство отличается большой сложностью, тратится время на "считывание" объекта, устройство не позволяет определить момент инерции фигуры относительно полюса.

Наиболее близким техническим решением к изобретению являетоя фотоэлектрическое устройство для определения площадей, содержащее транспарант с изображением непрозрачной фигуры, площаць которой определяется, светопоглощающий элемент, который с одной стороны освещается источником света, а с другой стороны которого установлен транспарант. Свет, проходящий через светопоглощающий элемент, попадает на фотоэлемент. Фототок, пропорциональный освещенности фотоэлемента, через переменное сопротивление, с помощью которого регулируется чувствительность устройства, направляется на стрелочный индикатор (2) .

Недостатком такого известного уст ройства является сложность получения

855685 переменной яркости от центра к периферии для исключения влияния положения фигуры на показания индикатора.

Цель изобретения — упрощение уст,ройства.

Поставленная цель достигается тем, что в фотоэлектрическое устройство для определения площадей, содержащее источник света, светопоглощающий элемент, входной транспарант и фотоэлемент, подключенный к последовательно соединенным источнику питания и отсчетному прибору, введены коллиматор и собирательная линза, а светопоглощающий элемент выполнен из оптически нейтрального материала в виде многоступенчатого нелинейного конуса, осно-15 ванне которого снабжено двумя игольчаты-,, ми фиксаторами., на которых закреплен входной транспарант, оптически связанный через коллиматор с выходом. источника света, а вход фотоэлемента Щ через собирающую линзу связан с выходом светопоглощающего элемента.

На чертеже представлена схема устройства, выполненная согласно данному изобретению.

2S

Устройство содержит источник 1 света, коллиматор 2, светопоглощающий элемент 3, входной транспарант

4. с записью изображения измеряемой непрозрачной фигуры, игольчатые фиксаторы 5 и б, собирательную линзу 7, фотоэлемент 8, отсчетный прибор 9 и источник 10 питания.

Устройство работает следующим образом.

Транспарант 4 с зачерненной фигурой накалывают на игольчатый фиксаторполюс 5 и вспомогательный фиксатор 6 и накладывают на светопоглощающий элемент 3. Линза 7 фокусирует свет, поступающий со светопоглощающего эле- 40 мента на фотоэлемент 8 с включенным в его цепь отсчетным прибором, например, амперметром 9. От источника 1 света лучи попадают на коллиматор 2.

Далее свет проходя через транспарант 4

4 в тех местах, где последний не зачернен, попадает на светопоглощающий элемент 3, где часть световой энергии, поглощается,в зависимости от того, каким светопоглощением обладают данные участ- о ки элемента 3. Затем, проходя через собирающую линзу 7 свет попадает на фотоэлемент 8, а включенный последовательно с фотоэлементом амперметр 9 фиксирует величину фототока. Светопо« глощающий элемент 3 выполнен таким образом, чтобы фототок, возбуждаемый в фотоэлементе 8 от светового потока, проходящего через каждый из элементарных участков светопоглощающего элемента, был прямопропорционален значе- g) нию вычисляемой функции на этом участке. При этих условиях величина фототока, на который уменьшается суммар-, ный фототок при неэатемненном транспаранте 4, прямопропорциональна вычис.ляемой функции для данной фигуры.

В частности для определения момента инерции относительно полюса необхо,цимо, чтобы фототок, возбуждаемый от светового потока, проходящего через участок элемента 3, расположенного на расстоянии f от угла фиксатора полюса 5, был прямопропорционален величине ; . Данного условия .добиваются за счет того, что светопоглощающий элемент изготавливается из оптически нейтрального материала, на каждом участке имеет свое светопоглощение, что достигается либо за счет переменности сечения элемента 3 (в этом случае профиль должен быть ступенчатым), либо эа счет различного коэффициента светопоглощения для различных участков элемента 3 (например, неравномерно засвеченная фотопластинка). При расчете элемента 3 необходимо учитывать помимо характера самой функции светопоглощение коллиматора 2 и линзы 7, угол наклона лучей, падающих на фотоэлемент .8 и расстояние от мнимого места сбора лучей до фотоэлемента 8. Для каждой вычисляемой функции используется свой светопоглощающий элемент 3.

Положительный эффект данного тЕхнического решения заключается в упрощении устройства и повышении скорости определения площадей при наличии достаточного набора светопоглощающих элементов 3.

Формула изобретения

Фотоэлектрическое устройство для определения площадей, содержащее источник света, светопоглощающий элемент, . входной транспарант и фотоэлемент, подключенный- к последовательно соединенным источнику питания и отсчетному прибору, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены коллиматор и собирательная линза, а светопоглощающий элемент выполнен из оптически нейтрального материала в виде многоступенчатого нелинейного к )нуса, основание которого снабжено двумя игольчатыми фиксаторами, на которых закреплен входной транспарант, оптически связанный через коллиматор с выходом источника света, а вход фотоэлемента через собирающую линзу связан с выходом светопоглощающего элемента..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 268677, кл. G 01 В 11/28, 1968, 2. Литвак В.И. Фотоэлектрические датчики в системах контроля, управления и регулирования. М., "Наука", 1966, с. 236-237, рис. 5.38 (прототип).

Составитель Ю. Козлов

Техред С. Мигунова Корректор B. Синнцкая

Заказ 6916/70 Тираж 245 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4