Фотоимпульсный измеритель поперечных размеров объектов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (iii 945646 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.07.80 (21)2951171/18-28 (51)M. Кл. с присоединением заявки №вЂ”

G 01 В 11/04

9жударстынный камнтвт

СССР аю делам нэабретеннй н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23.07.82. Бюллетень № 27 (53) УД К 53 1.7 17 (088.8) Дата опубликования описания 23.07.82

В. С. Мерзляков и П. П. Королько (72) Авторы изобретения

Всесоюзный ордена Ленина научнр-исследовательский и проектноконструкторский институт.металлургического машиностроения (71) Заявитель. (54) ФОТОИМПУЛЬСНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПОПЕРЕЧНЫХ

РАЗМЕРОВ ОБЪЕКТОВ

1о

15 го

Изобретение относится к иэмеритепьной технике и может испопьзоваться дпя бесконтактногo измерения поперечных размеров объектов, например, ширины горячего проката в процессе производства.

Известен измеритель ширины объектов, содержащий оптико-электронные датчик, формироватепь измеритепьного импу пьса и бпок- обработки информации 11), : Однако такие измеритепи обпадают недостаточной точностью измерений при расфокусировании изображения кромок объекта.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности явпяется фотоимпупьсный иэмеритепь поперечных размеров объектов, содержащий оптико-эпектронный датчик с дискретным фотоэлектрическим преобразователем, генератор опроса, формирователь измеритепьного импупьса, логический эпемент И и счетчик, входы генератора опроса и форми,рователя измеритепьного импупьса под— кпючены к оптико-электронному датчику с дискретным фотоэпектрическим преобраэоватепем, а выходы соединены с входами логического элемента И, выход которого соединен с входом счетчика 12).

Недостатком измеритепя явпяется возникгговение погрешности измерений при перемещении объекта в направпении оптической оси оптико-электронного датчика с дискретным фотоэлектрическим преобраэоватепем, вызываемой изменением масштаба изображения объекта в плоскости установки дискретного фотоэлектрического преобраэоватепя.

LIemü изобретения — повышение точности измерений при перемещении объекта в направлении оптической оси оптико-эпектронного датчика с дискретным фотоэлектрическим преобразоватепем.

Указанная цель достигается тем, что измеритель снабжен блоком коррекции с двумя входами, логический эпемент И выпопнен трехвходовым, первый и второй входы блока коррекции подкпючены соот945646 ветственно к оптико-электронному датчику с дискретным фотоэпектрическим преобразователем и выходу генератора опроca, a выход соединен с третьим входом логического элемента И. 5

Кроме того, блок коррекции выполнен в виде селектора длительности фронта, двухвходового .логического элемента И, счетчика, управляемого делителя и одно-.. вибратора, выход селектора длительности 10 фронта соединен с первым входом двухвходавого логического элемента И, второй вход которого. соединен с тактирующим входом управляемого делителя, выход двухвхадового логического элемента И - g с входом счетчика, выход которого соединен с информационным входом управляемого делителя, выход которого соединен с входом одновибратора, выход которого является выходом блока коррекции, вход .селектора длительности фронта является первым входом блока коррекции,а второй вход двухвходового .логического элемен- та И вЂ” вторым входом блока коррекции.

На фиг. 1 представлена функциональная схема измерителя; на фиг. 2 — временная диаграмма работы измерителя при, малой (О ) и большой (д) расфокусировках (номера эпюр напряжений соответ-; ствуют номерам узлов, входящих в измеритель).

Измеритель содержит оптико-электронный датчик 1 с дискретным фотоэлектрическим преобразователем, генератор 2 опроса, формирователь 3 измерительного

35 импульса, трехвходовый логический элемент 4 И, счетчик 5, индикатор 6, блок

7 коррекции, состоящий иэ селектора 8 длительности фронта, двухвходового логического элемента 9 И, счетчик 10, ул4о равляемого делителя 1 1 и одновибратора 12.

/ Измеритель работает следующим образом.

Измеряемый объект 13 проецируется

45 на дискретный фотоэлектрический преобразователь оптико-электронного датчика 1.

Фотоэлектрический преобразователь периодически опрашивается генератором 2 onроса. На выходе датчика 1 периодически формируется видеосигнал, огибающая ко50 торого характеризует распределение освещенности в изображении измеряемого объекта 13 на дискретном фотоэлектрическом преобразователе.

Формирователь 3 измерительного импульса преобразует видеосигнал, снимаемый с датчика 1, в прямоугольный импульс, длительность которого равна длительности видеосигнала на уровне, близком к половине от его амплитудного значения.

Сформированный прямоугольный импульс поступает на вход логического элемента 4 И, нв второй вход которого постунают заполняющие импульсы с генератора 2 опроса. Частота заполняющих импульсов генератора 2 опроса больше частоты опроса дискретного фотоэлектрического цреобразоватепя датчика 1.

Нв выходе логического элемента 4

И периодически формируются "пачки импульсов, которые. подсчитываются счетчиком 5,и индицируются индикатором 6.

Количество имттульсов в "пачке" пропорционально ширине измеряемого объекTB 13;

При перемещении измеряемого объекта 13 в направлении оптической оси датчика 1 размер изобрежения на поверхности дискретного фотоэлектрического преобразователя увеличивается, что приводит к увеличению длительности видеосигнала.

Одновременно увеличивается длительность фронтов видеосигнала, снимаемого с датчика 1, из-за расфокусирования границы измеряемого объекта.

Длительность фронта видеосигнала измеряется селектором 8 длительности фронта, который формирует импульс, длительность .которого пропорциональна длительности фронта видеосигнала, Импульс, снимаемый с выхода селектора 8 длительности фронта, поступает на первый вход логического элемента 9 И, на второй вход которого поступают заполняющие импульсы с генератора 2 опроса. На выходе логического элемента 9 И периодически формируется пачки импульсов, чис ло импульсов в которых пропорционально длительности фронта видеосигнала, т.е. расфокусировке изображения (величине масштабной погрешности ).

Количество импульсов, формируемых на выходе логического элемента 9 И, подсчитывается счетчиком 10, который управляет управляемым делитепем 1 1, на тактирующий вход которого поступают запоминающие импульсы с генератора 2 опроса, На выходе управляемого делителя 11 формируется импульсная последовательность, причем расстояние между импульсвми пропорционально расфокусировке изображения объекта, т.е. величине масштабной погрешности.

5 94

Импульсы, снимаемые с выхода управляемого де пи те пя 1 1, периодически запускают одновибратор 12, выходные сигналы с которого поступают на дополнительный вход логического элемента 4.

Сигналы с выхода одновибратора 12 периодически блокируют прохождение заполняющих импульсов, снимаемых с генератора 2 опроса на вход счетчика 5, уменьшая величину масштабной погрешности измерений.

Коэффициент деления управпяемого делителя 11 выбирается, исходя иэ соотношения изменения длительности фронта видеосигнала и длительности самоговидеосигнапа при расфокусировании изображения объекта, т.е. при перемешении измеряемого объекта 13 вдоль оптической датчика 1, Зкономический эффект от использования изобретения, получаемый за счет повышения точности измерения в 1,5-2 раза, составляет 20-30 тыс. рублей в год в расчете на одно устройство.

Формула иэобре.тения

1, Фотоимпульсный измеритель поперечных размеров объектов, содержащий оптико-электронный датчик с дискретным фотоэлектрическим преобразовате пем, генератор опроса, формирователь измерительного импульса, логический элемент И и счетчик, входы генератора опроса и формирователя измерительного импульса подключены к оптико-электронному датчику с дискретным фотоэлектрическим преобразователем, а выходы соединены с входами логического элемента И, выход .которого соединен с входом счетчика, о т л и5646 6 ч а ю ш и и с я тем, что, с цепью повышения точности измерений при перемешении объекта в направпении оптической оси оптико-электронного датчика с дискретным фотоэлектрическим преобразователем, он снабжен блоком коррекции с двумя входами, логический эпемент И выполнен трехвходовым, первый и второй входы блока коррекции подключены соот10 ветственно к оптик электронному датчику с дискретным фотоэлектрическим преобразователем и выходу генератора опро са, а выход соединен с входом логического эпемента И.

15 2. Фотоимпупьсный измеритель по и. l, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что. блок коррекции выполнен в вийе селектора длительности фронта, двухвходового логического элемента И, счетчика, управzp ляемого делителя и одновибратора, выход селектора длительности фронта соединен с первым входом двухвходового логического элемента И, второй вход которого соединен с тактируюшим входом управля25 емого делителя, выход двухвходового логического элемента И вЂ” с входом счетчика, выход которого соединен с информационным входом управляемого делителя, выход которого соединен с входом одновиб3р ратора,выход которого является выходом блока коррекции, вход селектора длительности фронта является первым входом блока коррекции, а второй вход двухвходового логического элемента И вЂ” вторым входом блока коррекции.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1-. Авторское свидетельство СССР

N 381888, кл. G 001 1 В 2211//0066, 1971.

2. Патент Англии % 383320, кл. GlA (G 01 В 11/04), 1960 (прототип).

945646

Составитель Т, Айсин

Редактор О. Юрковепкая Техред М.Рейвес КорректорЛ, Бокшев

Заказ 5312/57 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4