RU2209390C2

RU2209390C2 - Device for measurement of linear dimensions

Info

Publication number: RU2209390C2
Application number: RU2001117081A
Authority: RU
Inventors: А.А. Часовской
Original assignee: Часовской Александр Абрамович
Priority date: 2001-06-18
Filing date: 2001-06-18
Publication date: 2003-07-27

Abstract

FIELD: measuring equipment. SUBSTANCE: the device measures linear dimensions of the object and its sections without introduction of additional massive and complex units due to introduction of the transducer of linear marks, delay line and the second coincidence element. The transducer of linear marks is rigidly coupled to the drive and has an output connected to the second input of the first coincidence element, and the output of the amplitude selector is connected to the second input of the second coincide element, and via a delay line, to the second input of the counter, having an output connected to the first input of the second coincidence element, whose output is connected to the first input of the indicator. EFFECT: expanded store of measurement means. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения размеров объекта и его участков. The invention relates to the field of measuring equipment and can be used to determine the size of the object and its sections.

Известно устройство измерения линейных размеров, описанное в а.с. 1610269, авторы Часовской А.А., Янина Т.Д., в котором с помощью непрерывного лазерного излучателя осуществляется облучение объектов, которые могут иметь размеры, например, до 2 метров и более. В нем луч от неподвижного непрерывного лазерного излучателя проходит через отверстие отражательного зеркала с отверстием и далее отражается от облучателя, который может представлять из себя повернутое отражательное зеркало, которое расположено на подвижной платформе, двигающейся с помощью привода вдоль измеряемого объекта. В процессе движения платформы осуществляется облучение измеряемого объекта. Скорость движения платформы задается блоком управления приводом, в зависимости от величины напряжения, поступающего на вход привода. Отраженная от объекта световая энергия поступает в лазерный приемник, где преобразуется в электрические сигналы. Амплитуда этих сигналов зависит от отражательной способности объекта. A device for measuring linear dimensions is described in A.S. 1610269, authors A. Chasovskaya, T. Yanina, in which, using a continuous laser emitter, objects that can have dimensions, for example, up to 2 meters or more, are irradiated. In it, the beam from a stationary continuous laser emitter passes through the hole of the reflective mirror with the hole and is then reflected from the irradiator, which can be a rotated reflective mirror, which is located on a movable platform moving by means of a drive along the measured object. During the movement of the platform, the measured object is irradiated. The speed of the platform is set by the drive control unit, depending on the magnitude of the voltage supplied to the input of the drive. The light energy reflected from the object enters the laser receiver, where it is converted into electrical signals. The amplitude of these signals depends on the reflectivity of the object.

С выхода лазерного приемника сигнал поступает в амплитудный селектор, который выдает сигнал в момент изменения амплитуды сигнала, поступающего на его вход, что имеет место в моменты начала и конца облучения объекта или его отдельных участков. Анализатор выдает сигнал, длительность которого зависит от величины линейного размера. Длительность сигнала подсчитывается с помощью счетчика, на вход которого через элемент совпадения подаются импульсы, частота которых зависит от скорости вращения привода. Подсчитанный счетчиком размер объекта поступает в индикатор, который сбрасывается с помощью панели сброса. Однако для выдачи электрических меток на вход счетчика необходимо использовать громоздкие узлы, например, неподвижные линейки с прорезями, длина которых зависит от длины измеряемого объекта. Кроме того устройство неспособно измерять линейные размеры отдельных участков объекта. From the output of the laser receiver, the signal enters the amplitude selector, which gives the signal when the amplitude of the signal arriving at its input changes, which occurs at the beginning and end of the irradiation of the object or its individual sections. The analyzer generates a signal whose duration depends on the size of the linear size. The signal duration is calculated using a counter, to the input of which pulses are fed through the coincidence element, the frequency of which depends on the speed of rotation of the drive. The size of the object calculated by the counter goes to the indicator, which is reset using the reset panel. However, to issue electrical marks to the input of the counter, it is necessary to use bulky nodes, for example, fixed rulers with slots, the length of which depends on the length of the measured object. In addition, the device is unable to measure the linear dimensions of individual sections of the object.

Известно устройство определения линейных размеров, изложенное в патенте 2030709, 1995г., авторы Часовской А.А. и Янина Т.А. Оно может измерять размеры как малых, так и удлиненных объектов. В него входят те же узлы, что и в вышеупомянутом первом аналоге, но в отличие от него измеряются линейные размеры не только самого объекта, но и всех его участков. Однако для этого требуется введение дополнительных сложных схем и узлов (ОЗУ, счетчиков триггеров). Кроме того длина линейки с прорезями должна быть равна длине объекта, что увеличивает громоздкость устройства. A device for determining linear dimensions is described in patent 2030709, 1995, by A. Chasovskoy. and Yanina T.A. It can measure the size of both small and elongated objects. It includes the same nodes as in the aforementioned first analogue, but in contrast to it, the linear dimensions of not only the object itself, but also all its sections are measured. However, this requires the introduction of additional complex circuits and nodes (RAM, trigger counters). In addition, the length of the ruler with slots should be equal to the length of the object, which increases the bulkiness of the device.

С помощью предлагаемого устройства осуществляется измерение линейных размеров объекта и его участков без введения дополнительных громоздких и сложных узлов. Достигается это введением датчика линейных меток, линии задержки и второго элемента совпадения, при этом датчик линейных меток жестко связан с приводом и имеет выход, соединенный с вторым входом первого элемента совпадения, а выход амплитудного селектора соединен со вторым входом второго элемента совпадения и через линию задержек со вторым входом счетчика, имеющего выход, соединенный с первым входом второго элемента совпадения, выход которого соединен с первым входом индикатора. Using the proposed device, the linear dimensions of the object and its sections are measured without introducing additional bulky and complex nodes. This is achieved by introducing a linear mark sensor, a delay line and a second coincidence element, while the linear mark sensor is rigidly connected to the drive and has an output connected to the second input of the first coincidence element, and the output of the amplitude selector is connected to the second input of the second coincidence element through the delay line with the second input of the counter having an output connected to the first input of the second coincidence element, the output of which is connected to the first input of the indicator.

На чертеже и в тексте приняты следующие обозначения. The following notation is used in the drawing and in the text.

1 - линия задержки;
2 - амплитудный селектор;
3 - анализатор;
4 - элемент совпадения;
5 - счетчик;
6 - элемент совпадения;
7 - индикатор;
8 - датчик линейных меток;
9 - панель сброса;
10 - блок управления приводом;
11 - привод;
12 - подвижная платформа;
13 - облучатель;
14 - отражательное зеркало с отверстием;
15 - лазерный излучатель;
16 - лазерный приемник;
при этом оптический выход лазерного излучателя 15 через отверстие отражательного зеркала с отверстием 14 связан с оптическим входом облучателя 13, жестко связанного с подвижной платформой 12, имеющего оптический выход, связанный через отражательное зеркало с отверстием 14 с оптическим входом лазерного приемника 16, выход которого через амплитудный селектор 2 соединен: со вторым входом элемента совпадения 6, через линию задержки 1 со вторым входом счетчика 5 и через анализатор 3 с первым входом элемента совпадения 4, выход которого соединен с первым входом элемента совпадения 6, имеющего выход, соединенный с первым входом индикатора 7, второй вход которого соединен с выходом панели сброса 9, к тому же второй вход элемента совпадения 4 соединен с выходом датчика линейных меток 8, жестко связанного с приводом 11, жестко связанного с подвижной платформой 12 и имеющим вход, соединенный с выходом блока управления приводом 10.1 - delay line;
2 - amplitude selector;
3 - analyzer;
4 - element of coincidence;
5 - counter;
6 - element of coincidence;
7 - indicator;
8 - line mark sensor;
9 - reset panel;
10 - drive control unit;
11 - drive;
12 - movable platform;
13 - irradiator;
14 - reflective mirror with a hole;
15 - laser emitter;
16 - laser receiver;
wherein the optical output of the laser emitter 15 through the hole of the reflective mirror with the hole 14 is connected to the optical input of the irradiator 13, rigidly connected with the movable platform 12, having an optical output connected through the reflective mirror with the hole 14 with the optical input of the laser receiver 16, the output of which is through the amplitude selector 2 is connected: to the second input of coincidence element 6, through a delay line 1 with the second input of counter 5 and through the analyzer 3 with the first input of coincidence element 4, the output of which is connected to the input input of coincidence element 6, having an output connected to the first input of indicator 7, the second input of which is connected to the output of the reset panel 9, moreover, the second input of coincidence element 4 is connected to the output of the linear mark sensor 8, rigidly connected to the drive 11, rigidly connected with a movable platform 12 and having an input connected to the output of the control unit of the drive 10.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Луч от лазерного излучателя 15, который может работать в непрерывном или квазенепрерывном режиме, проходит через отверстие отражательного зеркала с отверстием 14 и далее отражается от облучателя 13, который может представлять из себя повернутое отражательное зеркало, которое расположено на подвижной платформе 12, движущейся с помощью привода 11 вдоль измеряемого объекта. В процессе движения платформы осуществляется облучение измеряемого объекта. Скорость движения платформы задается блоком управления приводом 10 в зависимости от величины напряжения, поступающего на вход привода с этого блока. Отраженная от объекта световая энергия поступает в лазерный приемник 16, где преобразуется в электрические сигналы. Амплитуда этих сигналов зависит от отражательной способности объекта. С выхода лазерного приемника 15 сигнал поступает в амплитудный селектор 2, который выдает сигнал в момент изменения амплитуды сигнала, поступающего на его вход, что имеет место в моменты начала и конца облучения объекта или отдельных его участков, на границах которых изменяется амплитуда. Анализатор 3 выдает сигнал, длительность которого зависит от величины линейного размера измеряемого объекта и от скорости движения платформы 12. Этот сигнал выдает разрешение элементу совпадения 4 на прохождение электрических меток с датчика линейных меток 8, жестко связанного с приводом 11. Пример исполнения датчика линейных меток 8, аналогичного датчику азимутальных меток, представлен, например, в книге "Радиотехнические системы" Ю. М. Казаринов, М. : Высшая школа, 1990, стр. 413-414. Частота следования этих моток зависит от скорости движения платформы 12 с облучателем 13, и они могут следовать с частотой, например, 100 мГц. Счетчик 5 считает количество следующих друг за другом меток в периоды между следующими друг за другом импульсами с амплитудного селектора 2, которые устанавливают счетчик 5 в исходное состояние, проходя через линию задержки 1. Величина линии задержки должна превышать время считывания информации со счетчика 5 при наличии разрешения на это считывание с амплитудного селектора 2 элементу совпадения 6. Таким образом, информация о линейных размерах объекта, а так же линейных размерах участков объекта поступает в индикатор 7, где - отображается. После окончания облучения объекта с помощью панели сброса 9 стирается информация с индикатора 7. The beam from the laser emitter 15, which can operate in a continuous or quasi-continuous mode, passes through the hole of the reflective mirror with the hole 14 and is then reflected from the irradiator 13, which may be a rotated reflective mirror, which is located on a movable platform 12, moving by means of a drive 11 along the measured object. During the movement of the platform, the measured object is irradiated. The speed of the platform is set by the drive control unit 10 depending on the magnitude of the voltage supplied to the input of the drive from this unit. The light energy reflected from the object enters the laser receiver 16, where it is converted into electrical signals. The amplitude of these signals depends on the reflectivity of the object. From the output of the laser receiver 15, the signal enters the amplitude selector 2, which gives the signal at the moment of changing the amplitude of the signal supplied to its input, which occurs at the beginning and end of irradiation of the object or its individual sections, at the borders of which the amplitude changes. The analyzer 3 generates a signal, the duration of which depends on the linear size of the measured object and on the speed of the platform 12. This signal gives permission to the matching element 4 for the passage of electrical marks from the linear mark sensor 8, rigidly connected to the drive 11. Example of the execution of the linear mark sensor 8 , similar to the sensor of azimuth marks, is presented, for example, in the book "Radio Engineering Systems" Yu. M. Kazarinov, M.: Higher School, 1990, pp. 413-414. The frequency of these coils depends on the speed of the platform 12 with the irradiator 13, and they can follow with a frequency of, for example, 100 MHz. Counter 5 counts the number of consecutive labels in the periods between consecutive pulses from the amplitude selector 2, which set the counter 5 to its initial state, passing through the delay line 1. The value of the delay line should exceed the time for reading information from the counter 5 if there is permission reading of the coincidence element 6 from the amplitude selector 2 to this. Thus, information about the linear dimensions of the object, as well as the linear sizes of the sections of the object, goes to indicator 7, where it is displayed. After the exposure of the object using the reset panel 9, the information from the indicator 7 is erased.

Предлагаемое устройство может быть использовано для измерения размеров объектов и его участков, в том числе и удлиненных, имеющих сложную конфигурацию. Устройство может быть использовано в ОТК на конвеерах, где детали движутся, а так же в строительстве, геодезии, навигации и в других областях. The proposed device can be used to measure the size of objects and its sections, including elongated, having a complex configuration. The device can be used in the quality control department on conveyors, where the parts move, as well as in construction, surveying, navigation and in other areas.

При крупносерийном производстве сначала измеряется обычными неконтактными методами размеры первого объекта, который должен быть в допуске. Далее при автоматическом измерении остальных объектов их линейные размеры сравниваются с первым объектом. Точность измерения зависит от быстродействия интегральных схем и от погрешности установки измеряемых объектов. In large-scale production, the dimensions of the first object, which must be admitted, are first measured by conventional non-contact methods. Further, when automatically measuring the remaining objects, their linear dimensions are compared with the first object. The accuracy of the measurement depends on the speed of the integrated circuits and on the installation error of the measured objects.

Claims

A device for measuring linear dimensions, consisting of a laser emitter, a laser receiver, a reflective mirror with a hole, an irradiator, a movable platform, a drive, a drive control unit, an amplitude selector, an analyzer, a coincidence element, a counter, an indicator, and a reset panel, the output of which is connected to the indicator input , and the optical output of the laser continuous emitter through the hole of the reflective mirror with the hole is connected to the optical input of the irradiator, rigidly connected to the movable platform and having an optical output connected through a reflective mirror with holes with an optical input of a laser receiver, the output of which through an amplitude selector, through an analyzer is connected to the first input of the first coincidence element having an output connected to the first input of the counter, characterized in that a linear mark sensor is introduced, a line delays and a second coincidence element, while the linear mark sensor is rigidly connected to the drive and has an output connected to the second input of the first coincidence element, and the output of the amplitude selector is connected nen a second input coincidence and the second element via a delay line to a second input of the counter having an output coupled to a first input of the second matching element whose output is connected to the first input of the indicator.