SU1259112A1 - Устройство дл измерени смещени объекта - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в бесконтактных датчиках измерени  линейных и угловых перемещений различных объектов. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей за счет измерени  смещени  объекта от первоначального положени . При перемещении объекта светова  марка перемещаетс  по светочувствительным площадкам фотоприемника, преобразующего распределение освещенности с помощью блока выборки в видеосигнал. В исходном положении объекта опорный видеосигнал запоминаетс  блоком пам ти . При перемещении объекта относительно исходного положени  разностный видеосигнал выдел етс  дифференциальным усилителем и поступает на блок измерени  временного интервала между разнопол рными импульсами , выдел ющий временной интервал, пропорциональный смещению объекта относительно первоначального положени . Временной интервал заполн етс  имп ульсами, поступающими из блока управлени , и подсчитываетс  счетчиком . Величина перемещени  объекта и знак перемещени  индицируетс  регистратором . 4 ил. с в Л

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  смещени  объектов от первоначального положени .

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей за счет измерени  смещени  объекта от первоначального положени .

Иа фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства , на фиг. 2- функциональна  схема блока управлени ; на фиг. 3 - принципиальна  схема блока пам ти} на фиг. 4 - временные диаграммы сигналов, форми- руемых на выходах отдельньк блоков и узлов устройства.

Устройство содержит оптически св занные источник 1 света, состо щий из излучател  2 и диафрагмы 3, фотоприемник 4, вьшолненньй на основе прибора с зар довой св зью, блок 5 управлени , выходы которого соединены с синхронизирующими входами фотоприемника 4, состо щий (фигь 2) из генератора 6, кольцевого счетчика 7, счетчика 8, формировател  9 импульсов фазы сброса, формирователи 10 импульсов фазы разрешени , формировател  11 импульсов фазы фото- затвора и формировател  12 импульсов начала и конца строки, блок 13 выборки вход которого подключен к выходу фотоприемника 4, синхронизирующий вход подключен к вькоду блока 5 управлени , блок 14 пам ти, вход которого подключен к выходу блока 13 выборлси, синхронизирующие входы подключены к выходам блока 5, состо щий из аналого-цифрового преобразовател  15, синхронизированного переключател  16, оперативного запоминающего устройства 17 и цифроанало- гового преобразовател  18, дифференциальный усилитель 19, входы которого подключены соответственно к выходу блока 13 выборки и блока 14 пам ти , блок 20 измерени  временного интервала между разнопол рными импульсами , вход которого подключен к выходу дифференциального усилител  19, состо щий из компараторов 21-24, .элементов И 25 и 26, D -триггеров 27 и 28 элемента ИЛИ 29 и двух ЙЗ-триггеров 30 и 31, счетчик 32, i разрешающий и синхронизирующий входы Которого подключены соответственно к выходу блока 20 измерени  временного интервала между разнопол рными

импульсами и блока 5 управлени , регистратор 33, входы которого подключены к выходу счетчика 32, выходам блока 20 измерени  временного

интервала между разнопол рными импульсами и выходу блока 5 управлени , состо щий из регистра 34 пам ти, цифрового индикатора 35 и индикатора 36 знака смещени . Измер етс  смещение объекта 37, св занного с источником 1 света.

Устройство работает следующим образом.

Излучатель 2 источника 1 света

освещает диафрагму 3, котора  формирует узкий световой поток на поверх- Iнрсть фотоприемника 4. Источник 1 света механически св зан с .объектом

--,

37, поэтому при смещении его проис- ходит перемещение светового п тна, . сформированного излучателем 2 и диафрагмой 3, по поверхности фотоприемника 4. Блок 5 периодически формирует сигналы q 1, и (3 кольцевым счетчиком 7, cpR формирователем 9 фазы сброса, Sf сформирова- телем 10 фазы разрешени , ФЗ формирователем t1 фазы фотозатвора дл  опроса фотоприемника 4, на вы- ходе которого формируютс  видеоимпульсы , огибающа  которых пропорциональна распределению интенсивности освещенности от источника 1 света.

Сигналы, снимаемые с фотоприемника 4, поступают ни вход блока 13 выборки. Поступление сигналов синхронизировано импульсами с блока 5 управлени  дл  получени  непрерывного , ступенчато измен нщегос  напр жени , которое необходимо дл  нормального функционировани  анало- То-цифрового преобразовател  15, на вход которого поступает сигнал от

выборки.

С выхода преобразовател  15 сигнал в цифровом виде при замкнутом переключателе 16 поступает в опера - тивное запоминающее устройство 17,

где и хранитс  на прот жении всего времени измерени  без перезаписи.

После запоминани  строки изобра- жени  фотоприемника 4 переключатель 16 отключает устройство 17 от

преобразовател  15 и устройство из режима Установка на контроль переводитс  в режим контроль, в котором происходит .сравнение видеосигна

,

лов из преобразовател  18 и блока 13.

Сигналы с выхода блока 13 выборки и оперативного запоминающего устройства 17 через цифроаналоговьй пре образователь 18 синхронизированно поступают на дифференциальный усилитель 19. Синхронизаци  осуществл етс  блоком 5 управлени , в результата которой происходит последователь- вое поступление сигналов с этих блоков.

При смещении объекта 37 с источником 1 света на выходе дифференциального усилител  19 по вл етс  разно- пол рный сигнал, характер которого зависит от направлени  смещени  объекта 37 и не зависит от темнового тока фотоприемника 4 и фона. При отсутствии смещени  объекта 37 сиг- нал на выходе дифференциального усилител  19 отсутствует.

При Смещении объекта 37 влево (фиг. 211,,,) ) с выхода .дифференциального усилител  19 снимаетс  сиг- нал 0,д,|, по положительному импульсу которого срабатывают компараторы 21 и 24.Компаратор 2Г устанавливает через элемент И 25 D -триггер 27 и RS -триггер 31 в единичное состо - ние на пр мом выходе, которое через элемент ИЛИ 29 разрешает счет импульсов заполнени  U тактового генератора 6 счетчику 32. Компаратор 24 не измен ет состо ние D -триггера 28, так как в начальном состо нии на пр мом выходе D -триггеров 28 присутствует логический О. По отрицательному импульсу срабатывают компараторы 22 и 23. Компаратор 23 ус- танавливает Ifj -триггер 27 в нулевое состо ние, которое через элемент РШИ 29 запрещает счет счетчику 32. S -триггер 28 не измен ет состо ни , так как импульс от компарато- pa 22 не проходит через элемент И 26, установленный в состо ние Запрет RS триггером 31 при срабатывании компаратора 21.

По импульсу окончани  строки к (2) цифровой код счетчика 32 и состо ни  RS -триггеров 30 и 31 записываютс  в регистр 34 пам ти. Информаци , записанна  в регистре 34 пам ти, высвечиваетс  ка цифровом индикаторе 35 и на индикаторе 36 знака смещени  до следующего импуль- са окончани  строки U , (7) по кото

5 10

15 20

5 О Q j

0 5

5

1124

рому происходит перезапись информации в регистре 34 пам ти. Знак смещени  сигнала соответствует логическим состо ни м R5 -триггеров 30 и 31. Например, при смещении объекта влево на выходе триггера 31 формируетс  логическа  1, котора  через регистр 34 отображаетс  на индикаторе 36 знака смещени .

При смещении объекта 37 с источником 1 света вправо ( и ,(2)) срабатывают компараторы 22 и 23, при этом на пр мом выходе D -триггера 28 устанавливаетс  логическа  1, котора  через элемент ИЛИ 29 разреща- ет счет импульсов заполнени  счетчику 32. На пр мом выходе R3 -триггера 30 также устанавливаетс  единичное состо ние О о(, а инверсный вы- ход RS -триггера 30 запрещает прохождение импульсов с компаратора 21 на 5 -вход D -триггера 27 через элемент И 25. При поступлении положительного импульса (l.,9jjj)c выхода дифференциального усилител  19 срабатьшают компараторы 21 и 24, при этом D -триггер 28 устанавливаетс  в нулевое состо ние и запрещает через элемент ИЛИ 29 за счет импульсов заполнени  ((;, счетчику 32. D -триггер 27 при смещении 37 с . источником 1 света вправо не сработает , так как поступление импульсов на 5 -вход запрещено инверсным выходом R9 -триггера 20 через элемент И 25. По окончанию опроса фотоприемника 4 формирователем 12 вырабатываетс  импульс, по которому происходит перезапись цифрового кода счетчика 32 и состо ний R5 -триггеров 30 и 31 в регистр 34 пам ти. - Информаци , записанна  в регистр 34 пам ти, отображаетс  на цифровом индикаторе 35 и на индикаторе 36 знака смещени .

Таким образом, код и выходе счетчика 32 пропорционален смещению объекта 37 от первоначального положени , а состо ни  пр мых выходов ; RS -триггеров 30 и 31 определ ют знак смещени , что и отражаетс  регистратором 33.

Блок 14 пам ти работает следу о- щим образом,

С выхода счетчика 7 поступают фазные.импульсы на устройство 17, которое формирует импульсы дл  запуска аналого-цифрового преобразрва51

тел . Видеосигнал, поступающий на вход аналого-цифрового преобразовател  15 от блока 13 выборки, преобразуетс  в цифровой эквивалент, который по импульсу Конец преобра- зовани  блока 15 записываетс  в микросхемы пам ти устройства 17. Запись цифрового эквивалента осуществл етс  при наличии импульса разрешени  от переключател  16. Фор- мирование Импульса разделени  с переключател  16 осуществл етс  нажатием кнопки Установка на контроль и синхронизируетс  импульсом начала строки от формировател  12. Таким образом, переключатель 16 дает разрешение записи всей строки фотоприемника 4 в устройство 17 и при приходе второго импульса начала строки переключатель 16 запрещает запись информации в устройство 17. После записи информации в устройство 17 синхронно с опросом фотоприемника 4 осуществл етс  считывание записанной информации из устройства 17. Синхронизаци  осуществл етс  за счет сброса счетчиков устройства 17 по окончанию строки импульсом от формировател  12 и тактированием этих счетчиков импульсами фазных сигналов фотрприемника 4, которые поступают из счетчика 7, Цифровой эквивалент видеосигнала поступает с выхода уст- ройства 17 на цифроаналоговьй преобразователь 18, где преобразуетс  в аналоговый сигнал, который поступает на вход дифференциального усилител  19.

12Ь

Использование предлагаемого устройства позвол ет измер ть величину смещени  положени  объекта от первоначального положени  и определ ть знак смещени  независимо от первоначального положени  объекта относительно фотоприемника.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  смещени  объекта, содержащее оптически св занные источник света, фртоприем- ник, вьтолненньй на основе прибора с зар довой св зью, блок выборки, вход которого подключен к выходу фотоприемника , блок измерени  временного интервала , счетчик, регистратор, вход которого подключен к выходу счетчика блок управлени , выходы которого соединены с синхронизирунлцими входами. фотоприемника,, блока выборки, блока измерени  временного интервала и счетчика, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет измерени  смещени  объекта от первоначального положени , оно снабжено блоком пам ти, вход которого подключен к выходу блока выборки, дифференциальным усилителем, входы которого подключены соответственно к выходу блока .выборки и блока пам ти, блок измерени  временного интервала выполнен в виде блока измерени  вре- менного интервала между разнопол р- ными импульсами, вход которого подключен к выходу дифференциального усилител .

   fMa SnoKJ2

   Фиг.1

   На усгроОст- ffl/7

   На ЬлокиЮ .

   ОлонЗЗ

   0m {лола 7

   От 5«(жа И

   -(Л

   -ГК 1 HaSmna

   ФигЗ

   От Z

   fl пП

   Л

   Г

   Редактор И.Шулла

   Составитель Т.Айсин Техред H.rionOBvni

   Заказ 5112/39 Тираж 670Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

   и

   П. 8 Я

   л

   Фиг-Ч

   Корректор М.Максимишинец