Бесконтактный измеритель геометрических размеров или перемещений изделий

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюз Советских

Сециапистичесиих

Распаляя

»»938018 (Bl ) Дополнительное к авт. с вид-ву (22) Заявлеио09.07.80 (21) 2996176/18-28 (51)N. К.й. с присоединением заявки МG 01 В 21/00

1Ьеуйерстхсхай квинтет

CCCP ае далем изобретений и ютнрнтнв (23) П риоритет

Опубликовано 23.06,82. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 23.06.82 (53) УДК 531.71 (088.8) П. И. Госьков, P. М. Гапиулин, A. В. Цедик, (72) Авторы (54) БЕСКОНТАКТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ

РАЗМЕРОВ И ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ИЗДЕЛИЙ

Измеритель относится к измерительной технике и может быть использовано для измерений геометрических размеров протяженных иэделий, например стекловолокна.

Известно устройство, содержащее ска- нистор, блок выделения и обработки видеосигнала, регистрирующий прибор, и качест.

se которого используется измеритень интервала времени. Это устройство являет- 10 ся измерителем перемещения световой зоны на мишени сканистора (1 ).

Однако устройство не позволяет измерить ширину световой (темновой) эоны и обладает пониженной точностью измере-д ния, обусловленной неоднородностью характеристики отклонения сканистора.

Наиболее бпизким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату,является бесконтактный иэмери- 20 тель геометрических размеров и линейных перемещений изделий, содержащий ,оптически связанные объектив и сканистор, блок выделения н обработки ннфор2 мационного сигнала, подключенный K сканистору, и индикатор (2), Недостатком известного бесконтакт.ного измерителя на основе сканистора яв ляется невысокая точность, обусловленная неоднородностью депи ельной шины сканистора и влиянием шумов, помех и наводок.

Цепь изобретения - повышение точности измерения геометрических размеров и линейных перемещений объектов.

Зта цель достигается тем, что измеритель снабжен блоком качания иэображения, блоком синхронизации и блоком усреднения, блок вьц епения и обработки информационного сигнала, блок усреднения и индикатор соединены последовательно, а выход блока синхронизации соединен с выходами блока качения изображения, бпо ка выделения и обработки информационного сигнала и блока усреднения.

На чертеже представлена блок-схема измерителя.

6 = „„ - Ы1, (1) где „ - значение интервала, точно соответствующее размеру (координате) изделия;

Ь „- значение разброса измерений вследствие неоднородности датчика ло длине (ht„ и10 — А ).

3$,Бля нормального закона распределения неоднородности вдоль оптоэлектронного датчика (сканистора 3) плотность распределения погрешности измерения в зависимости от положения изображения на датчике запишется как бО

В(ш,) -, ехр(- — "), б$ где — средняя квадратическая погрешность измерений.

Следовательно, погрешность измерения размера (координаты): иэделия при неподвижном изображении определяется величиной )$,t„.. При качании иэображения (и измерении) при каждом опросе сканистора 3 имеется И независимых значений выборок за время периода качания на выходе блока 4 выделения обработки видеоскан на"а 4 „. Ф и + дф,,т.е. получим

1 ряд Н 1

3 9380

Бесконтактный измеритель геометри -, ческих размеров и линейных перемещений состоит иэ объектива 1, блока 2 качания иэображения, скэнистора 3, блока 4 выделения и обработки информационного $ с»гнапа, блока 5 синхронизации, блока

6 усреднения, выход которого подключен к блоку 7 индикации, причем к блоку 4 выделения и обработки видеосигнала,бло- ку 2 качания изображения и блоку 6 ус- М реднения подсоединен выход блока 5 синхронизации.

Работа измерителя заключается в следующем.

На мишень сканистора 3 проектирует- 1$ ся изображение измеряемого изделия. Но иэображение подвижное. Качание изображения может производиться колебаниями объектива 1, самого сканистора 3, изме ряемого объекта, соответствующими устройствами н. т. д.

При измерении геометрических размеров и перемещений (координат) изделий, в случае неподвижного изображения, получают временной интервал, пропорциональ $ ный размеру (координате) 1S 4

При яакоплении эа Й Опросов IY зна чений 4 „ получим результат измерений на выходе блока 6 усреднения как

Й ) н ф\

Ф

М

3 6ti (3)

Й где 1 - среднее значение. ,Бля симметричного закона качания изображения, например синусоилального треугольного и др, выполняются равен ства

=)) t„„; В в ;= )" „(4)

get МС б

Поставив выражения (4) в (3) получим

Следует отметить, что амплитуда качания изображения А должна быть максимапьно возможной и определяться как д= ).-е1, где, - длина фоточувствительной поверхности сканнстора 3;

- измеряемый размер, йричем для симметричного закона качания оптимальное положение изображения изделия - s центре мишени датчика (сканистора 3).

При сопоставлении выражений (1) и (5) випно, что при качании изображения изделия и проведении Я измерений эа период качания погрешность измерений уменьшается в N раз.

Иыбор М значений результатов измерений эа пер»оа качания изображения, усреднение их эа это время блоком 6 усреднения, управляется блоком 5 синхронизации. Блок 5 синхронизации может отсутствовать, если его функция осущест-. вляется соответствующим выбором периодов качания изображения и cmpoca(N7r —

t т т.е. осуществляется заранее определен- Ð ный выбор математической завнсимост» между ел»чинами ТксиЧ и Товр.

Индикатор в цифровой нпи аналоговой форме индицирует и регистрирует результат измерения за И опросов за период качания иэображения иэделия.

Таким образом, применение предлагаемого ибмеритепя позволяет существенно снизить цогрепяости измерений, вызванные влиянием неоднородности характеристики отклонения датчика -ъсканистора, воздейств»ем иа уэпы и блоки измерителя сцучайных помех, шумов и паводок, Составитепь Е, Гпаэкова

Редактор А. Шишкина Техред < N.Òåéåð

Корректор у яда»

Заказ 4441/60 Тираж 614 Подписное

° ВНИИПИ Государственного комитета ССХ.Р по делам изобретений и открытий

1 1 3035 э Москва, Ж35е Paymcaaa иаб., д. 4/5

Фнлиап ППП Патвит, г. Ужгород(, уи. Проектная, 4

5 9380 так как они подчиняются нормапьному закону распределения вероятности и тем„ самым, поиысичь точность измерения, снизив погрешности измерений до 0,05-1%.

Экономический эффект от внедрения одно-5 го измеритепя составит 50-100 тыс.руб.

Формула изобретения

Бесконтактный измеритепь геометри- 30 ческих размеров и пикейных перемещений падений, содержащий оптически связанные объектив и сканистор, бпок выдепення и обработки информационного снгнапа, подкшоченный к сканистору, и индикатор, н отничаюшнйся тем,что,с целЬю повышения точности измерений, он

18 d снабжен блоком качания иэображения,бю ком синхронизации и бпоком усреднения, блок выделения и обработки информаииои ного снгнапа, бпок усреднения и индикатор соединены последовательно, а: выход блока синхронизации соединен с выходами блока качания иэображения)(блока выделения и обработки информационного сигнапа и бпока усреднения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе ю

1. Госьков П, И. Метроцогия и техноnorms полупровмннковых сканисторов.

Томск. Иэд-во томского roc. ун-та, 1977, с. 118.

2. Там же, с. 107 (прототип).