CS240266B1 - Zapojení pro diskrétní bezkontaktní měření vnějších rozměrů předmětů - Google Patents

Abstract

Zapojení pro diskrétní měření vnějších rozměrů předmětů, zejména trubek, tyčí, kabelů apod. a vyhodnocení výsledků mikropočítačem. Vynález spadá do oboru diskrétního bezkontaktního měření, zejména průměrů trubek, kabelů apod. a řeší problém spočívající v nepřesnosti známých zapojení pro diskrétní měření tím, že na výstup fotoelektronického bloku umístěného v ohnisku optické soustavy jsou zapojeny dvě děličky dvěma, z nichž jedna přes invertor a na jejich výstupy je paralelně zapojen obvod logického součinu a obvod logického součtu, jejichž impulsní signály hradlují impulsní signál z vysokofrekvenčního oscilátoru, zaváděný na pár čítačů zapojených na vstup mikropočítače. Vynález je vhodný zejména pro výroby trubek, tyčí, kabelů apod. řízenou mikropočítačem;

Description

Vynález se týká zapojení pro· diskrétní, bezkontaktní měření vnějších rozměrů předmětů, zejména průměru trubek, tyčí, kabelů apod., a vyhodnocení výsledků mikropočítačem, opatřené zdrojem úzkého optického svazku rozmítaného ; v rovině. procházející fotoelekLronicikýini prvky, v níž je měřený předmět. umístěn v optické soustavě, v jejímž ohnisku je měřicí fotoelektronický blok s vysokofrekven;čním oscilátorem.

Dosud používané metody měření mají bud charakter analogových kontaktních metod, které lze aplikovat v mnoha případech teprve po ochlazení a i po stabilizaci rozměrů výrobku, případně bezkontaktních intenzitních metod. Oba způsoby měření mají omezenou přesnost a všechny nevýhodné vlastnosti analogových metod.

Jsou známá i zapojení pro diskrétní bezkontaktní měření rozměrů předmětů snímaných - řádkovými- snímači. Jejich nevýhody spočívají v závislosti na spektru referenčního zdroje světla a na intenzitě osvětlení, současně i v předem dané dosažitelnosti přesnosti v závislosti na počtu fotoelektrických elementů v integrovaném řádku.

Jsou známy i způsoby bezkontaktního měření využívající rozmítaného optického paprsku. Nositelem informace je přitom časový interval, který paprsek potřebuje k překonání stínu způsobeného měřeným objektem, čímž však vzniká·požadavek přesné stabilizace otáček rozmítače. Jiné metody založené na tomto principu provádějí porovnávání s normálem, který musí být také vložen v zorném poli optické soustavy.

Uvedené nevýhody v podstatě odstraňuje vynález zapojení pro· diskrétní bezkontaktní měřeni vnějších rozměrů předmětů, jehož podstata spočívá v tom, že na výstup měřicího fotoelektronického bloku jsou paralelně zapojeny děličky dvěma, z nichž první dělička dvěma přes invertor. Na jejich výstupy jsou paralelně zapojeny obvod logického součinu a obvod logického součtu. Na jejich výstupy je přes dvojici hradel, jejichž druhé vstupy jsou spojeny s výstupem vysokofrekvenčního oscilátoru, zapojena dvojice čítačů, k jejichž výstupům je připojen mikropočítač. Nulovací fotoelektronický prvek je spojen s nulovacím! vstupy čítačů a přerušovací fotoelektronický prvek je spojen s nulováními vstupy děliček dvěma a s přerušovacím vstupem mikropočítače/

Výhodou vynálezu je podstatně zvýšená přesnost měření materiálu za chodu bez nutnosti nastavit výrobní proces. Měřený předmět může kmitat k optické ose soustavy.

Rozlišovací schopnost je volitelná podle otáček rozmítače paprsku pomocí vysokofrekvenčního oscilátoru. Při okamžitých otáčkách rozmítače měření nejen dobu potřebnou na překonání stínu způsobeného měřeným objektem, ale i celou dobu průchodu paprsku přes celé zorné pole měřicí optické soustavy.

Případné zakolísání otáček se při vhodně zvolené ohniskové; vzdálenosti čoček optické soustavy projeví na obou výsledcích měření stejně intenzívně. · · :Platí, že nerovnoměrnost otáček rozmítače se na výsledcích měření projeví tím méně, .čím je ohnisková, vzdálenost první čočky optické soustavy, a tedy vzdálenost této čočky od bodu rozmítání, větší. Připojený mikropočítač provedením dělení obou. výsledků měření, vliv zakolísání; otáček rozmítače odstraní nebo alespoň podstatně'.potlačí. .

Příklad zapojení podle vynálezu je dále popsán a jeho činnost vysvětlena s pomocí výkresů, na němž je zapojení znázorněno blokově na Obr. 1 a na obr. 2 pulsy na vstupech a výstupech některých bloků vyznačených na obr. 1

Úzký optický svazek vycházející ze zdroje 17 je rozmítán rozmítačem 15 do roviny. Periodicky dopadá na nulovací a přerušovací fotoelektronické prvky 1 a 3 při vstupu a výstupu do a z optické soustavy 16 s měřeným předmětem 18 a na měřicí fotoelektronický blok 2 s fotoelektronickýpi prvkem umístěným- v ohnisku optické soustavy ;16.

•Na výstup měřicího fotoelektronického bloku 2 je paralelně zapojena dvojice děliček 5, 6 dvěma, a to první dělička 5 dvěma přes invertor 4 a druhá dělička 6 dvěma přímo. Obě děličky 5 a 6 dvěma jsou v příkladu provedení vytvořeny bistabilními klopnými obvody., ' . · *

Na výstupy obou děliček 5 a 6 dvěma je paralelně zapojen obvod 7 logického součinu a obvod 8 logického součtu. Na jejich výstupy je paralelně zapojena dvojice hradel 10, 11, na jejichž druhé vstupy je zapojen výstup; vysokofrekvenčního oscilátoru 9. Na výstupy obou hradel 10 a 11 je zapojena opět paralelně dvojíce čítačů 12 a 13, na jejichž výstupy je zapojen mikropočítač 14.

Z fotoelektronických prvků 1 a 3 ohraničujících rovinu, v níž je umístěna nsa optické soustavy 16 je nulovacího fotoelektronického prvku 1 použito pro· nulování čítačů 12 a 13 a přerušovacího fotoelektronického prvku 3 jako zdroje přerušovacích signálů mikropočítače 14 a k nulování obou děliček 5 a 6 dvěma.

íNia obr. 2 jsou znázorněny výstupy bloků, ve kterých jsou zpracovávány údaje měřicího fotoelektronického'bloku 2 v čase t. Signál A je výstup měřicího fotoelektronickěho bloku 2. Signál B je výstup invertoru

4. Signál C je výstup druhé děličky 6 dvěma a-D výstup první děličky 5 dvěma. Signál Έ je- výstup obvodu 7 logického součinu a F obvodu 8 logického součtu.

Signály E a F jsou využity pro· hradlování impulsního signálu z vysokofrekvenčního oscilátoru 9. Po dobu, kdy je první (bradlo 10 propustné, se počet prošlých impulsů počítá v prvním čítači 12, po dobu, kdy je propustné druhé hradlo 11, se jejich počet počítá v druhém čítači 13.

V každé otáčce rozmítače 15 se čítače 12

6 a 13 nulují vždy těsně před započetím nového cyklu měření z nulo-vacího fotoelektronického prvku 1, klopné obvody, které tvoří děličky 5 a 6, se nulují vždy po ukončeném cyklu měření signálem z přerušovacího fotoelektronického prvku 3, kterého se rovněž používá jako přerušovacího- signálu pro mikropočítač 14, který nato přečte obsah čítačů 12 a 13 a provede operace dané programem.

Měřicí paprsek ze zdroje 17 je rozmítán do roviny rozmítačem 15. Při přechodu paprsku přes nulovací fotoelektronický prvek 1 se elektronické obvody uvedou do referenčního stavu. Po průchodu rozmítaného paprsku přes optiku s měřeným objektem se na výstupu měřicího fotoelektronického bloku 2 objeví signál A, k němuž je v invertoru 4 vytvořena jeho -negace B.

Z -obou těchto signálů A, B jsou v děličkách 5, S dvěma generovány posunuté impulsy C a D. Z těchto impulsů C, D se vytvoří v obvodu 7 logický součin E a' v obvodu 6 logický součet F.

Vzniklé impulsy E, F jsou užity v hradlech 10 -a 11 k hradlování vysokofrekvenčních impulsů z vysokofrekvenčního oscilátoru 9. V- prvním čítači 12 se nahromadí počet pulsů úměrný příčnému rozměru měřeného předmětu 18. V druhém čítači 13 je pak načten počet pulsů odpovídající rozměrům optické soustavy 16.

Obsah obou čítačů 12, 13 je přečten mikropočítačem 14 vždy po obdržení signálu z přerušovacího- fotoelektronického prvku 3. Mikropočítač 14 přečtená data v ^souladu s vloženým programem zpracuje a' vypočítá rozměr měřeného předmětu 18.

Vynález je vhodný zejména pro měření při výrobě trubek, tyčí, kabelů apod. řízené mikropočítačem.

Claims (1)

1. pRedmEt

   Zapojení pro- diskrétní bezkontaktní měření vnějších rozměrů předmětů, zejména průměrů trubek, tyčí, kabelů -apod. a vyhodnocení výsledků mikropočítačeim, opatřené zdrojem optického svazku rozmítaného v rovině procházející fotoelektronickými prvky, v- níž je měřený předmět umístěn v optické soustavě, v jejímž ohnisku je měřicí fotoeléktronidký blok s vysokofrekvenčním oscilátorem, vyznačené tím, že na výstup měřicího fotoelektronického bloku (2) jsou paralelně zapojeny děličky (5 a -6) dvěma, z ni-chiž první dělička (5) dvěma přes invertor (4), na jejichž výstupy jsou paralelně vynalezu zapojeny obvod (7) logického součinu a obvod (8) logického součtu, na. jejichž výstupy je přes dvojici hradel (10 a 11), jejichž druhé vstupy jsou spojeny s -výstupem vysokofrekvenčního oscilátoru (9), zapojena dvojice čítačů (12 a 13), k jejichž výstupům je připojen mikropočítač (14), přičemž nulovací fotoelektronický prvek (1) je spojen s nulovacími vstupy čítačů (12 a 13) a přerušovací fotoelektronický prvek (3) je spojen s nulovacími vstupy děliček (5, 6) dvěma a s přerušcjvacím vstupem mikropočítače (14).