SU1067352A1 - Method and device for measuring object position - Google Patents
Method and device for measuring object position Download PDFInfo
- Publication number
- SU1067352A1 SU1067352A1 SU823434266A SU3434266A SU1067352A1 SU 1067352 A1 SU1067352 A1 SU 1067352A1 SU 823434266 A SU823434266 A SU 823434266A SU 3434266 A SU3434266 A SU 3434266A SU 1067352 A1 SU1067352 A1 SU 1067352A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- time interval
- pulses
- output
- frequency
- input
- Prior art date
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
1. Способ измерени положени объекта, заключающийс в том, что получают спроецированное на фотопреобразователь изображение диафрагмы, пространственно св занное с положением объекта, преобразуют спроецированное на фотопреобразователь изображение в видеосигнал, измер ют число импульсов с частотой, равной или кратной частоте видеоимпульсов. 2 заполн ющих первый временной интервал , начало которого совпадает с началом формировани видеосигнала, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерени , формируют второй временной интервал , длительность которого пропорциональна ширине изображени диафрагмы, причем начало второго временного интервала совпадает .с окончанием первоговременного интервала, измер ют число импульсов с частотой, равной или кратной частоте видеоимпульсов , заполн ющих второй временной интервал, частота импульсов, заполн ющих первый временной -интервал, в два раза вьние частоты импульсов, заполн ющих второй временной интер вал, а ширина изображени диафрагмы не равна периоду нанесени фоточувствительных чеек фотопреобразовател , суммируют число импульсов, заполн ющих первый временной интервал, с числом импульсов, заполн ющих второй временной интервал, и по найденной сумме суд т о положении об ьекта.1. A method of measuring the position of an object, which consists in obtaining an image of a diaphragm projected onto a photoconverter, spatially related to the position of an object, converting an image projected onto a photoconverter into a video signal, measuring the number of pulses with a frequency equal to or a multiple of the frequency of the video pulses. 2 fill the first time interval, the beginning of which coincides with the beginning of the formation of the video signal, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, a second time interval is formed, the duration of which is proportional to the width of the image of the diaphragm, and the beginning of the second time interval coincides with the end of the time interval, measure the number of pulses with a frequency equal to or a multiple of the frequency of video pulses that fill the second time interval, the frequency of the pulses that fill the first time interval, twice the frequency of the pulses filling the second time interval, and the width of the diaphragm image is not equal to the period of application of the photosensitive cells of the photovoltaic converter, the number of pulses filling the first time interval is summed up with the number of pulses filling the second time interval, and by the sum found, judging the position of the object.
Description
2. УстройсЛо дл измерени положени объекта, содержащее оптически св занные источник света, диафрагму, блок формировани изображени диафрагмы , фотоприемник, выполненный на основе прибора с зар довой св зью, блок выборки, входом подключенный к выходу фотоприемника, блок управлени , первый выход которого соединен с управл ющим входом фотоприемника , счетчик и регистратор, вход которого соединен со сметчиком, отличающеес тем, что, с целью повышени точности измерени , оно снабжено амплитудным дискриминатором , вход которого подключен к выходу блока выборки, частотным формирователем, вход которого подключен к второму выходу блока управлени , блоком коммутации, первый и второй информационные входы которого подключены соответственно к выходу амплитудного дискриминатора и выходу частотного формировател , управл ющий вход блока коммутации подключен к третьему выходу блока управлени , а выход блока коммутации соединен со счетным входом счетчика.2. A device for measuring the position of an object containing an optically coupled light source, a diaphragm, an aperture imaging unit, a photodetector made on the basis of a charge-coupled device, a sampling unit, an input connected to the photodetector output, a control unit whose first output is connected with the control input of the photodetector, the counter and the recorder, the input of which is connected to the estimator, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, it is equipped with an amplitude discriminator whose input is connected to the output of the sampling unit, the frequency driver, whose input is connected to the second output of the control unit, the switching unit, the first and second information inputs of which are connected respectively to the output of the amplitude discriminator and the output of the frequency driver, the control input of the switching unit is connected to the third output of the control unit, and the output of the switching unit is connected to the counting input of the counter.
1one
Изобретение.относитс к измери .тельной технике и может быть использовано дл измерени линейных и угловых перемещений различных объектов , например в автоколлимационных датчиках угла.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure linear and angular movements of various objects, for example, in autocollimation angle sensors.
Известен способ измерени положени объекта, эаключанэдийс в том, что получают спроецированное на фотопреобразователь изображение диафрагмы , пространственно св занное с. положением объекта, преобразуют спроецированное на фотопреобразователь изображение диафрагмы в-электрический сигнал.There is a known method for measuring the position of an object, such as an image, in that a diaphragm image projected onto a phototransducer is obtained, spatially associated with. the position of the object, convert the image of the diaphragm projected onto the photoconverter into an electric signal.
Электрический сигнал преобразуют в сигнал управлени , переме1ца1рщий изображение диафрагмы в положение, при котором сигнал управлени близок к нулю, а по величине перемещени изображений диафрагмы суд т о поло- . жении объекта.The electrical signal is converted into a control signal, shifting the image of the diaphragm to a position in which the control signal is close to zero, and judging by the magnitude of the movement of the diaphragm images, it is judged polo. object.
Известно устройство дл измерени положени объекта, содержащее оптически св занные источник света, диафрагму , блок формировани изобргокени диафрагмы, фотоприемник, блок обработки информационных сигналов, вход которого подключен к фотопрИемнику ,.A device is known for measuring the position of an object, comprising an optically coupled light source, a diaphragm, an aperture isofragment block, a photodetector, an information signal processing unit, the input of which is connected to a photoconductor.
Устройство также содержит компенсаторы , св занные с выходами блока обработки информационных сигналов, а фотоприемник выполнен координатночувствительным .The device also contains compensators associated with the outputs of the information signal processing unit, and the photodetector is made coordinate-sensitive.
Недостатком способа и устройства вл етс малое быстродействие.The disadvantage of the method and device is low speed.
Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс .способ измерени положени объекта, эаключгиощийс в том, что получают спроецированное на фотопреобразователь изображение диафрагмы, простран ственно св занное с положением объекта , преобразуют проецированное на фотопреобразователь изображение вThe closest technical solution to the invention is a method for measuring the position of an object, in that it obtains an image of a diaphragm projected onto a phototransducer spatially associated with the position of an object, transform an image projected onto a phototransducer into
видеосигнал, измер ют число импульсов с частотой, равной или кратной частоте видеоимпульсов, заполн ющих первый временной интервал, начало которого совпадает с началом формировани видеосигнала 2.video signal, measure the number of pulses with a frequency equal to or a multiple of the frequency of video pulses, filling the first time interval, the beginning of which coincides with the beginning of the formation of video signal 2.
Способ осуществл етс устройством дл измерени положени объекта содержащим оптически св занные источник света, диафрагму, блок формировани изображени диафрагмы, фотоприемник , выполненный на основе прибора с зар довой св зью, блок выборки ,входом подключенный к выходу фотоприемника , блок управлени , первый выход которого соединен с управл ющим входом фотоприемника, счетчик и регистратор, вход которогосоединен со счетчиком 2.The method is implemented by a device for measuring the position of an object containing an optically coupled light source, a diaphragm, a diaphragm imaging unit, a photodetector made on a charge-coupled device, a sampling unit, an input connected to the photodetector output, a control unit whose first output is connected with the control input of the photodetector, the counter and the recorder, the input of which is connected to the counter 2.
Способу и устройству присуща недостаточна точность измерени , вызываема дискретностью пространственного расположени фоточувствительных элементов фотоприемника и вли нием величины освещенности в изображении диафрагмы.The method and device is characterized by insufficient measurement accuracy caused by the discreteness of the spatial arrangement of the photosensitive elements of the photodetector and the influence of the magnitude of the illumination in the image of the diaphragm.
Цель изобретени - повышение точности измерени .The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy.
Указанна цель достигаетс тем, ЧТОсогласно способу измерени положени объекта, заключающемус в том, что получают спроецированное на фотопреобразователь изображение диафрагмы, пространственно св занное с положением объекта, преобра357ЮТ спроецированное на фотопреобразователь изображение в видеосигнал, измер ют число импульсов с частотой, равной или кратной частоте видеоимпульсов , заполн ющих первый временной интервал, начагло которого совпадает с началом формировани видеосигнала формируют второй временной интервал, длительность которого пропорциональна ширине изображени диафрагмы , причем начало второго временного интервала совпадает с окончанием первого временного интервала, измер ют число импульсов с частотой равной или кратной частоте видеоимпульсов , заполн ющих второй временной интервал, частота импульсов, заполн ющих первьлй временной интервал в два раза вьпие частоты импульсов, заполч ющих второй временной интервал , а ширина изображени диафрагмы не равна периоду нанесени фоточувствительных чеек фотопреобразовател , суммируют число импульсов, заполн ющих первый временной интервал с числом импульсов,заполн ющих второй временной интервал, и по найденной сумме буд т о положении объекта . Цель достигаетс тем, что в устройстве дл измерени положени объ екта, содержащем оптически св занные источник света, блок формировани изображени диафрагмы, фотоприёмник , выполненный на основе прибора с зар довой св зью, блок выборки входом подключенный к выходу фотопр емника, блок управлени , первый выход которого соединен с управл ющим входом фотоприемника, счетчик и регистратор , вход которого соединен со счетчиком, оно снабжено амплитудным дискриминатором, вход которого подключен к выходу блока выборки, частотным формирователем, вход которого подключен к второму выходу .блока управлени , блоком коммутации, первый и второй информационные входы которого подключены соответствен но к выходу амплитудного дискримина тора и выходу частотного формировател , управл ющий вход блока управлени , а выход блока коммутации сое динен со счетным входом счетчика. На чертеже представлена функциональна схема устройства, осуществл ющего способ измерени положени объекта. Устройство содержит источник 1 света, диафрагму 2, блок 3 формировани изображени диафрагмы, состо щий из светоделительного элемента 4 объектива 5, фотоприемник б, выполненный на основе прибора с зар дово св зью, блок 7 управлени , блок 8 выборки, амплитудный дискриминатор состо щий из пикового детектора 10, делител 11, компаратора 12, блок 1 коммутации, состо щий из триггера 1 элемента 15 И, элемента 16 ИЛИ, сче чик 17, частотный формирователь 18, состо щий из формирователей 19, 20, элемента 21 ИЛИ, элемента 22 задерж ки, регистратор 23. Устройство работает следующим об разом.. Источник 1 света освещает диафра му 2, изображение которой, отраженное ,от объекта 24, переноситс блоком 3 формировани изображени диафрагмы с помощью светоделительного , элемента 4 и объектива 5 на поверхность фотоприемника 6. При измерении положени объекта происходит перемещение- изображени диафраг и 2 по поверхности фотоприемника 6. Блок 7 управлени периодически опрашивает фотоприемник 6, на выходе которого формируютс видеоимпульсы , огибающа которых пропорциональна распределению освещенности в изображении диафрагмы 2. Сигналы, снимаемые с фотоприемника .6, поступают на вход блока 8 выборки , осуществл ющего синхронную выборку видеоимпульсов, снимаемых с фотоприемника. Частота выборки синхронизирована с частотой опроса фотоприемника 6. Сигналы с выхода блока 8 выборки поступают на вход пикового детектора 10, вход щего в амплитудный дискриминатор 9. Пиковый детектор 10 запоминает максимальную амплитуду видеоимпульсов. Сигнал, снимаемый с выхода пикового детектора 10, делитс делителем 11 и поступает на один из входов компаратора 12, на другой вход которого поступает сигнал с выхода блока 8 выборки. При опросе фотоприемника 6 на выходе компаратора 12 формируетс пачка импульсов при превышении сигнгша,снимаемого с выхода блока 8 выборки, величины, превышающей половину ампли тудного значени видеоимпульсов. Уровень компарировани может регулироватьс делителем 11. В начале цикла опроса фотоприемника 6 блок 7 управлени формирует сигнал сброса, перебрасывакиций триггер 14, вход щий в блок 13 коммутации в состо ние единицы и сбрасывающий счетчик 17. После формировани импульса сброса блок -7 управлени формирует импульсы опроса фотоприемника 6., . I Блок 7 управлени формирует импульсы с частотой опроса фотоприемника , которые, поступают на входы формирователей 19, 20 частотного формировател 18. Импульсы с выходов формирователей 19 и 20, сформированные по переднему и заднему фронту , поступают на входы элемента 21 ИЛИ, с выхода которого через элемент 22 задержки поступают на первый вход элемента 15 и. Частота сигналов, снимаемых с выхода элемента 22 задержки, равна удвоенной частоте опроса фотоприемника 6. Элемент 22 задержки служит дл компенсации временных сдвигов в узлах устройства.This goal is achieved by the fact that, according to the method of measuring the position of an object, which consists in obtaining an image of a diaphragm projected onto a photovoltaic unit, spatially related to the position of an object, the number of pulses with a frequency equal to or a multiple of the frequency of a video equal to or a frequency of a video equal to or equal to or equal to filling the first time interval, the head of which coincides with the beginning of the formation of the video signal form the second time interval, the duration which is proportional to the width of the diaphragm image, with the beginning of the second time interval coinciding with the end of the first time interval, the number of pulses with a frequency equal to or a multiple of the frequency of video pulses filling the second time interval is measured, the frequency of the pulses filling the first time interval is twice the frequency pulses, filler the second time interval, and the width of the image of the diaphragm is not equal to the period of application of the photosensitive cells of the photoconverter, summarize the number and pulses, stuffing the first time interval with the number of pulse stuffing second time interval, and based on the detected amount of bud t object position. The goal is achieved by the fact that in a device for measuring the position of an object containing an optically coupled light source, an aperture imaging unit, a photodetector made on the basis of a device with a charge coupling, a sampling unit input connected to the output of the photodetector, the control unit, the first the output of which is connected to the control input of the photodetector, the counter and the recorder, the input of which is connected to the counter, is provided with an amplitude discriminator whose input is connected to the output of the sampling unit, frequency The input of which is connected to the second output of the control unit, the switching unit, the first and second information inputs of which are connected respectively to the amplitude discrimination discriminator output and the frequency driver output, the control input of the control unit, and the output of the switching unit are connected to the counter input of the counter . The drawing shows a functional diagram of a device implementing a method for measuring the position of an object. The device contains a source 1 of light, aperture 2, a diaphragm imaging unit 3 consisting of a beam-splitting element 4 of objective 5, a photodetector b made on the basis of a charge-coupled device, a control unit 7, a sampling unit 8, an amplitude discriminator consisting of peak detector 10, divider 11, comparator 12, switching unit 1 consisting of trigger 1 of element 15 AND, element 16 OR, counter 17, frequency driver 18, consisting of drivers 19, 20, element 21 OR, element 22 of delay the recorder 23. The device works as follows .. The light source 1 illuminates the aperture 2, the image of which, reflected from the object 24, is transferred by the aperture imaging unit 3 with the help of a beam-splitting element 4 and the lens 5 to the surface of the photodetector 6. diaphragm and 2 along the surface of the photodetector 6. The control unit 7 periodically interrogates the photodetector 6, at the output of which video pulses are formed, the envelope of which is proportional to the distribution of illumination in the image diaphragm 2. The signals taken from the photodetector .6, are input to the sampling unit 8, the guide carried synchronous sampled video pulses taken from the photodetector. The sampling rate is synchronized with the sampling frequency of the photodetector 6. The signals from the output of the sampling unit 8 are fed to the input of the peak detector 10 entering the amplitude discriminator 9. The peak detector 10 stores the maximum amplitude of the video pulses. The signal taken from the output of the peak detector 10 is divided by the divider 11 and fed to one of the inputs of the comparator 12, to another input of which a signal is output from the block 8 of the sample. When polling the photodetector 6 at the output of the comparator 12, a burst of pulses is formed when the signal taken from the output of sample block 8 is exceeded, which exceeds half the amplitude value of the video pulses. The comparing level can be controlled by the divider 11. At the beginning of the photodetector 6 polling cycle, the control unit 7 generates a reset signal, flip-flop trigger 14, entering the switching unit 13 in the unit state and resetting counter 17. After the reset pulse is generated, the control unit-7 generates polling pulses photodetector 6.,. I The control unit 7 generates pulses with a photo-receiver interrogation frequency, which arrive at the inputs of the formers 19, 20 of the frequency driver 18. The pulses from the outputs of the formers 19 and 20, formed on the leading and trailing edges, arrive at the inputs of the element 21 OR, from the output of which the delay element 22 arrives at the first input of the element 15 and. The frequency of the signals taken from the output of the delay element 22 is equal to the double sampling frequency of the photodetector 6. The delay element 22 serves to compensate for the time shifts in the nodes of the device.
На второй вход элемента 15 И поступает разрешающий потенциал с выхода триггера 14,At the second input element 15 And the resolving potential arrives from the trigger output 14,
Сигналы, снимаемые с выхода элемента 15 И/ проход т через элемент 16 ИЛИ и подсчитываютс счетчиком 17The signals taken from the output of the element 15 AND / pass through the element 16 OR and are counted by the counter 17
При формировании сигнала на выходе компаратора 12 триггер 14 перебрасываетс и запирает элемент 15 И. Импульсы с выхода компаратора 12 проход т через элемент 16 ИЛИ и подсчитызаютс счетчиком 17,When forming a signal at the output of the comparator 12, the trigger 14 is thrown and locks the element 15 I. The pulses from the output of the comparator 12 pass through the element 16 OR and are counted by the counter 17,
Результат, накопленный в счетчике 17, регистрируетс регистратором 23,The result accumulated in counter 17 is recorded by the registrar 23,
Таким образом, за один цикл опроса , в счетчике 17 накапливаетс результат равныйThus, in one polling cycle, in the counter 17 a result is accumulated equal to
N 2N1+N2, где Nj-ij - количество импульсов,N 2N1 + N2, where Nj-ij is the number of pulses,
накопленных ,в счетчике; 2N1 - количество импульсов, соответствующих незасвеченной части фотоприемника;accumulated, in the counter; 2N1 is the number of pulses corresponding to the unlighted part of the photodetector;
N2 - количество импульсов, соответствующих засвеченной части фотоприемника.N2 is the number of pulses corresponding to the exposed part of the photodetector.
Результат, накопленный в счетчике 17, соответствует с определенным масштабным коэффициентом положению энергетического максимума освещенности в изображении диафрагмы 2, положение которого св зано с положением объекта 24,The result accumulated in the counter 17 corresponds with a certain scale factor to the position of the energy maximum illumination in the image of the diaphragm 2, whose position is related to the position of the object 24,
Использование способа и устройства (л его осуществлени позвол ет определ ть геометрическую координату положени Энергетического максимума освещенности в изображении диафрагмы т,е, положение объекта при изменении величины светового потока с,погрешностью, меньшей погрешности , вызываемой дискретностью нанесени светочувствительных площадок фотопреобразовател .The use of the method and device (its implementation allows to determine the geometrical coordinate of the position of the Energy maximum of illumination in the image of the diaphragm T, e, the position of the object when the magnitude of the luminous flux is changed, with an error less than the error caused by the discontinuity of applying the photosensitive areas of the photoconverter.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU823434266A SU1067352A1 (en) | 1982-05-10 | 1982-05-10 | Method and device for measuring object position |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU823434266A SU1067352A1 (en) | 1982-05-10 | 1982-05-10 | Method and device for measuring object position |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1067352A1 true SU1067352A1 (en) | 1984-01-15 |
Family
ID=21010498
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU823434266A SU1067352A1 (en) | 1982-05-10 | 1982-05-10 | Method and device for measuring object position |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1067352A1 (en) |
-
1982
- 1982-05-10 SU SU823434266A patent/SU1067352A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР 551502, кл. G 01 В L1/26, 1975. 2. Авторское свидетельство СССР 798483, кл. G 01 В 21/00, 1979 (прототип). * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4595294A (en) | Position detecting device | |
US6429941B1 (en) | Distance measuring equipment and method | |
US5473436A (en) | Surface shape measurement device with slit plate and single photoelectric converter | |
SU1067352A1 (en) | Method and device for measuring object position | |
US3740152A (en) | Device for detecting the boundary between different brightness regions of an object | |
SU1739244A1 (en) | Device for automatic inspection of geometric dimensions of the object | |
SU1303822A2 (en) | Device for measuring object position | |
SU763881A1 (en) | Device for processing textual data | |
SU1642295A1 (en) | Device for controlling optical systems | |
SU1260684A1 (en) | Device for measuring object | |
JPS625604Y2 (en) | ||
SU881807A1 (en) | Shaft angular position-to-code converter | |
SU945646A1 (en) | Photo-pulse meter of object transverse dimensions | |
JPS6132324Y2 (en) | ||
US4798966A (en) | Optical sensor arrangement | |
SU1265476A1 (en) | Optoelectronic device for measuring linear and angular displacements | |
SU847033A1 (en) | Comparator for checking stroke measures | |
SU1552003A1 (en) | Method of measuring position of object | |
SU949810A1 (en) | Pulse amplitude to code converter | |
SU1073576A1 (en) | Photoelectric counting device | |
SU945650A1 (en) | Device for measuring object angular displacement | |
SU1153276A1 (en) | Device for measuring structure characteristic of atmospheric index of refraction | |
RU1788597C (en) | Device for measurement of distance between centers of two images of point object | |
SU1095206A1 (en) | Information readout device | |
JP2884116B2 (en) | Dimension measuring device |