SU1236314A1 - Устройство дл анализа интерферограмм - Google Patents

Description

ничных импульсов через ключ 5 запуска обнул ет триггер 7, регистры 3 и 14 сдвига, счетчик-делитель 16 и счетчик 17 максимумов, подготавлива  их к работе, Включаетс  переключателем 3 генератор 2 импульсов. Сигнал, представл ющий собой им те грамму поступает на детектор 1 максимумов, При по влении на входе детектора 1 максимумов первого максимума интер- ферограммы на его выходе формируетс  импульс, формирующий разрешающий потенциал на выходе триггера 7 и за- письшающий 1 в регистр 13 сдвига. Последующие максимумы первого максимума интерферограммы записьшаютс  в регистр 13 сдвига, после чего сдвигаютс  в следующие разр ды регистра до по влени  1 на выходе 1 регистра 13 сдвига. При этом в счетчик- делитель 16 и счетчик 17 максимумов записываетс  1, При по влении следующих максимумов интерферограммы в счетчик 17 максимумов записьгоаетс 

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в измерительных приборах,, работающих на интерференционном принципе , например в приборах дл  автоматизированного дистанционного контрол  толщины нефт ной пленки на водной поверхности.

Цель изобретени  - повышение точности измерений за счет адаптивного слежени  за длительностью периода интерферограмм и соответствующего изменени  режима работы счетчика, а также за счет исключени  ложных максимумов-выбросов в област х интерференционных максимумов.

На фиг, 1 представлена блок-схема устройства; на фиг, 2 - временна  диаграмма работы устройства

Устройство (фиг,1) содержит детектор I максимумов, генератор 2 импульсов , переключатель 3, формирователь 4 одиночных импульсов, ключ 5 запуска, первый элемент ИЛИ 6, триггер 7, элементы 8 и 9 задержки, элемент И 10, второй II и третий 12 элементы И.ПИ, первый 13 и второй 14 п-разр дчисло , равное числу по вившихс  максимумов интерферограммы. Ложные максимумы , присутствующие в периоде каждого максимума интерферограммы, не записьгааютс  в счетчик 17 максимумов благодар  блокированию генератора 2 импульсов триггером 7 и обнулению .регистра 13 сдвига каждый раз по по влении I на группы 15 из п элементов 2И-ИЛИ. Обнуление триггера 7 и регистра 13 сдвига происходит через элементы ИЛИ 6 и 11 соответственно . Увеличение периода интерферограммы по мере уменьшени  толщины пленки учитьтаетс  с помощью второго регистра 14 сдвига, записьшающего 1 в следующий разр д по сигналу переполнени  со счетчика-делител  16 и открьшающего следующий элемент 2И-ШШ из группы 15 элементов. Переполнение счетчика-делител  16 происг ходит каждый раз после под - счета m периодов интерферогра - ммы. 2 ил.

ные регистры сдвига, группа I5 из п элементов 2И-ИЛИ, счетчик-делитель 16 и счетчик 17 максимумов.

Выход детектора 1 максимумов соединен с информационным входом триггера 7 и через первый элемент 8 задержки соединен с информационным входом первого регистра 13 сдвига, Формирователь 4 одиночных импульсов через ключ 5 запуска св зан с вторыми входстгии первого 6 и второго I 1 элементен ШИ, входами начальной устант)вки второго регистра 14 сдвига и счетчика-делнтел  16, через второй элемент 9 задержки - с информационным входом второго регистра 14 сдвига и через первый вход третьего элемента 12 ИЛИ- с тактовым входом второго регистра 14

Сдвига. Второй вход третьего элемента 12 ИЛИ подключен к выходу переполнени  счетчика-делител  16, каждый i-й разр д второго регистра 14 сдвига соединен с первым входом i-ro

элемента группы 15 из п элементов 2И- 1ЛИ, второй вход каждого i-ro элемен г а группы 5 из п элементов

31

2И-ИЛИ подключен к i-му выходу первого регистра 13 сдвига.

Выход группы 15 элементов 2И-ИЛИ подключен к тактовым входам счетчика делител  16,-счетчика 17 максимумов и через первый 6 и второй 11 элементы ШШ соединен соответственно с входами начальной установки триггера 7 и первого регистра 13 сдвига.

Измерительное устройство работает следующим образом.

В исходном состо нии (фиг. 1) переключатель 3 разомкнут, формирователь 4 одиночных импульсов (например вьтолненный в виде интегрирующей КС-цепи) подключен к источнику напр жени  (не показан),а в счетчике-делителе 16 установлен требуемый коэффициент делени  т. В регистре 13 сдвига выходы 1, 2, ..., п выполнены че- рез различное количество разр дов, например, вьшоды сделаны с А, 8, 16, 32 разр дов регистра сдвига, причем отношение количеств разр дов от входа до (k-bl)-ro выхода первого регист ра 13 сдвига равно отношению периодов интерферограммы дл  (k+l)-ro и km-ro максимумов, где m - коэффициент делени  счетчика-делител  6,

Нефт ную плёнку на воде облучают лазерным лучом с помощью редуктора (например мощным световым лучом), измен ют толщину пленки от измер емой до нулевой толщины и при имают отраженный лазерный луч с помов1ью фотоприемника (не показано), Сигнал с выхода фотоприемника представл ет собой интерферограмму 18 (фиг, 2), котора  поступает на вход детектора 1 максимума измерительного устройства .

Измерени  начинаютс  с однократного нажати  ключа 5 запуска Пуск. При этом с выхода формировател  А одиночных Импульсов через кратковременно замкнутый ключ 5 импульс поступает через элемент ИЛИ 6 на установочный вход R триггера 7, через элемент ИЛИ 11 - на вход обнулени  регистра 13 сдвига и непосредственно на входы обнулени  счетчика-делител  6 и счетчика 17 максимумов, а через элемент 9 задержки - на информационный вход S, и через элемент 12 ИЛИ - на тактовый вход С регистра IA сдвига, записав в первый раз- ,р д 1 регистра 1А сдвига.

Потенциал с первого выхода регисра IA сдвига открывает вход первого

,

Q

0 5

..

0

5

0

5

1А ,4

элемента группы 15 элементов 2И-ШШ. После этого переключатель 3 устанавливаетс  в замкнутое состо ние, подключа  генератор 2 импульсов к элементу И 10, закрытому потенциалом с выхода триггера 7,

При по влении на входе детектора I максимумов первого максимума интерферограммы 18 (фиг, 2) на его выходе формируетс  первый импульс S , который поступает на вход S триггера 7. Триггер 7 срабатывает, сформировав на выходе разрешающий потенциал дл  элемента И 10, через который проходит тактовьм импульс на тактовый вход С регистра 13 сдвига, в который через вход Sj записьшаетс  импульс St , поступивший от детектора 1 максимумов . Этот импульс при помощи тактовых импульсов продвигаетс  в следующие разр ды 1, 2, 3, ... и т.д. регистра 13 сдвига и если на его вход S, по- . ступают импульсы 5, ( } ° тоже последовательно записьшаютс  в первый разр д, после чего сдвигаютс  в следующие разр ды до первого выхода 1 (фиг. 2; 19) в пачке импульсов во врем  первого максимума интерферограммы .

При сдвиге импульса S,, в разр д 1,  вл ющийс  первым выходом регист ра 13 сдвига, его передний фронт через открытый первый элемент группы 15 элементов 2И-ИЛИ воздействует на счетные входы счетчика-делител  16 и счетчика 17 максимумов, через элемент 6 1-ШИ опрокидьшает триггер 7, закрью элемент И 10, а через элемент ИЛИ 11 устанавливает регистр 13 сдвига в нулевое cocтo ниeJ обнулив его содержимое. Следовательно, до начала следующего периода интерферограммы на регистр 13 сдвига не поступают тактовые импульсы сдвига и ок находитс  в обнуленном состо нии.

При пост ттлении с выхода импульсного детектора 1 максимумов пачки импульсов 05,( сформированной в области второго максимума интерферограммы , первый импульс S опрокидывает триггер 7, который разрешает запись этой пачки импульсов в регистр 13 сдвига и их сдвиг до второго выхода (выход 2)j после чего первый импульс 5„ второй пачки импульсов возвращает триггер 7 в исходное состо ние , обнул ет регистр 13 сдвига, а содержимое счетчиков 16 и 17 увели

чиваетс  на единицу. Так как сигнал на входе детектора I максимумов за один измерительный цикл имеет вид квазигармонической функции с увеличивающимс  в 50-70 раз периодом (фиг. 2; 18)j вблизи последних в цикле интерференционных экстремумов увеличиваетс  длительность пачки и количество импульсов в ней (фиг 2; 19).

Дл  правильной работы устройства необходимо, чтобы выполн лось соотношение (, Т; в любой момент времени t; при свойстве сигнала (фиг. 2; 19 и 20), где Т - период, Г - длительность пачки. Следовател1 но, необходимо соответственно измен ть емкость регистра 13 сдвигаS т.е. количество разр дов от его входа до выхода. Это достигаетс  тем, что через m максимумов в счетчике-делителе 16 Наступает переполнение и импульс с выхода Р подаетс  через злемент ИЛИ 12 на тактовый вход регистра 14 сдвига, в котором 1 сдвигаетс  в следующий разр д, открыва  соответствующий вход в группе 15 элементов 2И-ИЛИ..

Благодар  этому в течение га максимумов в регистре 13 сдвига открыт первый выход , затем в течение следующих m макс1-1мумов - второй вы- ход 2 и так далее до выхода п, пр котором в регистр 13 сдвига может быть записана пачка импульсов максимальной ожидаемой длительности (например 64 такта),

Таким образом, на счетный вход счетчика i 7 максимумов поступает токо один первый импульс S , от каждой пачки импульсов, т.е. от каждого i-ro максимума при любой длтельности i (фиг. 2| 20), Благодар  этому достигаетс  высока  точность измерений количества максимумов ин- терферограммы, так как исключаетс  счет ложных максимумов выбросов и не пропускаютс  при счете интерфереционные максимумы, причем высока  точность достигаетс  практически во всем диапазоне изменени  толщин пленок .

,. 5 ,

5

0

5

Ф о, р у л а изобретени 

Устройство дл  анализа интерферо- грамм, содержащее детектор максимумов ,, генератор импульсов, переключатель , элемент И, счетчик максимумов, элемент ШШ, триггер, ключ запуска, формирователь одиночных импульсов, соединенный через ключ запуска с установочным входом счетчика максимумов ,, вход детектора максимумов  вл етс  входом устройства, о т л и ч а- ю щ е е с   тем, что, с целью повышени  точности измерений, оно снабжено первым регистром сдвига с п выходами , счетчиком-делителем, вторым и третьим элементами ИЛИ, первым и вторым элементами задержки, группой из п элементов 2И-ИЛИ, вторым п-разр д- кым регистром сдвига, каждый i-й разр д которого соединен с первым входом i-ro элемента группы элементов 2И-ИШИ,, второй вход каждого i-ro элемента группы элементов 2И-ШШ подключен к i-му выходу первого регистра сдвксга, выход группы из п элементов 2И-ИЛИ подключен к тактовым входам счетчика-делител , счетчика максимумов и через первый и второй элементы ИЛИ соединен соответственно с входами начальной установки триггера и первого регистра с,двига5 выход детектора максимумов соединен с информационным: входом триггера и через первый элемент задержки - с информационным входом первого регистра сдвига, выход ключа запуска подключен к вторым входам первого и второго элементов ИЛИ, входам начальной установки второго регистра сдвига и счетчика- делител , через второй элемент задержки - к информационному входу второго регистра сдвига и через первый вход третьего элемента ИЛИ - к тактовому входу второго регистра сдвига, второй вход третьего элемента ILTIi соединен с выходом переполнени  счетчика-делител , выход генератора импульсов через переключатель и первый вход элемента И подключен к тактовому входу первого регистра сдвига, второй вход элемента И подключен к выходу триг ера, а выход счетчика максимумов  БЛ етс  выходом устройства.

fnUH

Редактор А. Козориз

Составитель Ю. Петраковский Техред О.Сопке

Заказ 3078/АЗТираж 670Подписное

ВНИИПИ Государственного комитет СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г, Ужгород, ул. Проектна , 4

фиг. г

Корректор Е, Сирохман

Claims (1)

1. Ф о.р м у л а изобретения

   Устройство для анализа интерферограмм, содержащее детектор максимумов,, генератор импульсов, переключатель, элемент И, счетчик максимумов, элемент ИЛИ, триггер, ключ запуска, формирователь одиночных импульсов, соединенный через ключ запуска с установочным входом счетчика максимумов,, вход детектора максимумов является входом устройства, о т л и ч βίο щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено первым регистром сдвига с η выходами, счетчиком-делителем, вторым и третьим элементами ИЛИ, первым и вторым элементами задержки, группой из η элементов 2И-ИЛИ, вторым п-разрядным регистром сдвига, каждый i-й разряд которого соединен с первым входом i-ro элемента группы элементов 2И-ИЛИ, второй вход каждого i-ro элемента группы элементов 2И-ИЛИ подключен к i-му выходу первого регистра сдвига, выход группы из η элементов 2И-ИЛИ подключен к тактовым входам счетчика-делителя, счетчика максимумов и через первый и второй элементы ИЛИ соединен соответственно с входами начальной установки триггера и первого регистра сдвига, выход детектора максимумов соединен с информационным: входом триггера и через первый элемент задержки - с информационным входом первого регистра сдвига, выход ключа запуска подключен к вторым входам первого и второго элементов ИЛИ, входам начальной установки второго регистра сдвига и счетчикаделителя, через второй элемент задержки - к информационному входу второго регистра сдвига и через первый вход третьего элемента ИЛИ - к тактовому входу второго регистра сдвига, · второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом переполнения счетчика-делителя, выход генератора импульсов через переключатель и первый вход элемента И подключен к тактовому входу первого регистра сдвига, второй · вход элемента И подключен к выходу триггера, а выход счетчика максимумов является выходом устройства.