SU1295225A2

SU1295225A2 - Устройство дл измерени положени объекта

Info

Publication number: SU1295225A2
Application number: SU853899949A
Authority: SU
Inventors: Александр Сергеевич Авраменко; Эрнст Юрьевич Дурович; Борис Валентинович Наумов
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6681
Priority date: 1985-05-23
Filing date: 1985-05-23
Publication date: 1987-03-07

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике. Цель изобретени - повьшюние точности измерени за счет фиксации положени усредненного энергетического центра изображени диафрагмы с погреш остье, меньшей дискретности пространственного расположени фоточувствительных площадок фотоприемника . Источник 1 света освещает диафрагму 2} автоколлнмационное изображение которой строитс блоком 3 формировани изображени диафрагмы в плоскости фотоприемника 6, выполненного на ПЗС матрице. Видеосигнал с выхода фотоприемника 6 дискриминир: - етс по уровню амплитудные дискриминатором 7 и поступает в блок 8 коммутации . Блок 13 управлени и частотный формирователь 17 формируют импульсы, поступающие в блок 8 коммутации, на выходе которого формируютс импульсные последовательности, подсчитываемые счетчиком 12 и реверсивнык счетчиком 24. Дешифратор 18 строки форми (Л ND СО ел ю ю ел 14)

Description

рует сигнал по окончании опроса половины строк фотоприемника 6, по которому происходит переключение входов реверсивного счетчика 24. На выходе блока 21 нахождени разнести формируетс код, поступающий через блок 25 сравнени на цифроаналоговый преобразователь 32 и далее на двигатель 34, поворачивающий с помощью механизма

1

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени угловых перемещений раз- / личных объектов, например в автокол- , лимационных датчиках угла, и вл етс 5 усовершенствованием устройства по авт. св. № 1067352.

Цель Изобретени - повыч1ение точности измерений.

На фнг.1 представлена функциональ-tO на схема устройства; на фиг.2 - рас- оложение изображени диафрагмы относительно фоточувствительных элементов фотоприемника; на фиг.З - временные диаграммы сигналов, формируемых на выходах отдельных блоков и элементов устройства.

Устройство содержит оптически св занные источник 1 света, диафрагму 2, кромки которой симметрично повернуты 0 друг относительно другаj блок 3 формировани изображени диафрагмы 2, состо щий из светоделительного элемента 4, объектива 5, фотоприемник 6, вы- полненньй на основе прибора с зар довой св зью - матрицы ПЗС с блоком выборки (не показан), амплитудный дискриминатор 7, вход которого подключен к выходу блока выборки, блок 8 коммутации , состо щей из RS-триггера 9, R-вход которого подключен к выходу амплитудного дискриминатора 7, элемента И 10, первый вход которого подключен к выходу RS-триггера 9, элемента ИЛИ 11, входы которого подклю- 35 чены к выходу амплитудного дискриминатора 7 и выходу элемента И 10, сче- тЧик 12, счетный вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ 11, блок 13 управлени , состо пщй из синхроге-40 нератора 14, преобразовател 15 уров .25

35 поворота фотоприемник 6 до положени , при котором изображение диафрагмы становитс перпендикул рно к строкам фотоприемника 6. Блок 25 сравнени формирует сигнал переписки кода, записанного в счетчике 12, в регистраторе 29 при достижении величины кода, формируемого на выходе реверсивного счетчика 24 порогового значени . 3 ил.

/ , 5

O

0 35 40

5

н , вход и выход которого подключены соответственно к выходу синхрогенера- тора 14 и управл ющим входам фотоприемника 5 с блоком выборки, узла 16 ( согласующих усилителей, частотного формировател 17, вход и выход которого подключены соответственно к выходу блока 16 согласующих усилителей и второму входу элемента И 10, дешифратор 18 строки, состо щий из делител 19 на два, вход которого подключен к выход у блока 16 согласующих усилителей , RS-триггера 20, S-вход которого подключен к выходу делител 19 на два, блок 21 нахождени разности, состо щий из элементов И 22 и 23, первые входы которых подключены к выходам RS-триггера 20, вторые входы элементов И 22 и 23 подключены к выходу элемента ИЛИ 11, реверсивного счетчика 24, суммирз/ющий и вычитающий входы которого подключены соответственно к выходам элементов И 23 и 22, блок 25 сравнени , состо щий из ключевого элемента 26, информационный вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика 24, узла 27 срав- (нени , вход которого подключен к выходу ключевого элемента 26, элемента И 28, первый вход которого подк;вочен к выходу узла 27 сравнени , регистратор 29, состо щий из ключевого элемента 30, информационный и управл ющий входы которого подключены к выходу счетчика 12 и элемента И 28, регистра 31, вход которого подключен к выходу ключевого элемента 30, цифроаналоговый преобразователь 32, вход которого подключен к выходу ключевого элемента 26, усилитель 33, вход которого подключен к выходу цифроаналогового пре312

образовател 32, электродвигатель 34 вход которого подключен к выходу усилител 33, механизм 35 поворота, ось вращени которого совпадает с оптической осью блока 3 формировани изобра- жени диафрагмы. Фотоприемник 6 установлен на механизме поворота, кинематически св занного с электродвигателем 34, S-вход RS-триггера 9 подключен к выходу блока 13, установочные входы счетчика 12, реверсивного счетчика 24, R-вход RS-триггера 20, управл ющий вход ключевого элемента 26 и второй вход элемента И 28 подключены к тактирующему выходу блока 13.

Устройство работает следующим образом .

Источник 1 света освещает диафрагму 2, изображение которой, отраженное от объекта 36, переноситс блоком 3 формировани изображени диафрагмы с помощью светоделительного элемента 4 и объектива 5 на.поверхность фотоприемника 6.

При изменении положени объекта 36 происходит перемещение автоколлимационного изображени диафрагмы 2 по поверхности фотоприемника 6.

.Синхрогенератор 14 периодически формирует сигналы опроса, которые через преобразователь 15 уровн поступают на фотоприемник 6, выполненный

, ника 6 сигналы с частотой опроса строк фотоприемника 6 поступают на вход делител 19 на два, вход щего в

в виде ПЗС матрицы. Опрос фотоприемника 6 осуществл етс построчно. В 35 дешифратор 18 строки, процессе опроса на выходе блока, выбор- После опроса половины строк фото- ки, вход щего в фотоприемник 6, формируютс видеоимпульсы, огибающа которых пропорциональна распределению освещенности в изображении диафрагмы 40 2 по строкам фотоприемника 6. Сигналы с блока выборки поступают на амплитудный дискриминатор 7.

приемника 6 делитель 19 на два формирует сигнал, перебрасьшающий RS-триггер 20 в состо ние Лог. 1. При этом на первый вход (Логического элемента И 22 подаетс Лог.1 и сигналы, поступающие в счетчик 12, через логический элемент И 22 поступают на вычитающий вход реверсивного счетчи- 45 ка 24.

При опросе каждой строки блок 13 формирует импульс, перебрасывающий RS-триггер 9 в состо ние Лог. 1. При этом импульсы с частотой, равной удвоенной частоте опроса строки фотоприемника 6, формируемые -частотным

формирователем 17, поступают через 50 ентом повороту изображени диафрагмы элементы И 10 и ИЛИ 11 в счетчик 12. 2 относительно нормали к строкам фоПри достижении видеоимпульсов, по- топриемника 6.

ступающих на вход амплитудного диск- После опроса всех строк фотопри- риминатора 7, порогового значени на емника 6 блоком 13 формируетс сиг- выходе порогового дискриминатора 7 55 нал, открывающий ключевой элемент 26, формируетс импульс, перебрасывающий ц цифровой код, сфо1 1ированный ревер- RS-триггер 9 в состо ние Лог, О. сивньд счетчиком 24, поступает на

При этом на счетчик 12 через эле- цифроаналоговый преобразователь 32, мент ИЛИ 11 начинают поступать импуль- с выхода которого аналоговый сигнал

5 0 5

0

сы с выхода амплитудного дискр1 мина- тора 7 с частотой, равной частоте опроса строки фотоприемника 6. После опроса первой строки фотоприемника 6 аналогично осуществл етс опрос последующих строк фотоприемника.6. После опроса всех строк фотоприемника 6 в f счетчике 12 формируетс результат, пропорциональньй с определенньм масштабным коэффициентом усредненному про-- странственному положению энергетического мак, изображени диафрз - мы 2.

За-.счет того, что кромки диафрагмы 2 повернуты друг относительно друга (фиг.2), происходит усреднение результатов измерени по каждой из строк, которые не равны друг другу, что повышает разрешающуюс способность устройства , т.е. точность измерений.

Перед началом опроса первой строки фотоприемника 6 блок 13 формирует сигнал, сбрасывающий счетчик 12, реверсивный счетчик 24 и перебрасывающий RS-триггер 20 в состо ние Лог.О . При этом на первый вход элемента И 23 подаетс Лог. 1 и сигналы, поступающие в счетчик 12 через логический элемент И 23 поступают на суммирую- ий вход реверсивного счетчика 24.

В процессе опроса строк фотоприемника 6 сигналы с частотой опроса строк фотоприемника 6 поступают на вход делител 19 на два, вход щего в

дешифратор 18 строки, После опроса половины строк фото- 35 дешифратор 18 строки, После опроса половины строк фото- 40

После опроса всех строк фотоприемника 6 в реверсивном счетчике 24 формируетс результат, пропорциональный с определенным масштабным коэффици5 12952

усиливаетс усилителем 33 и поступает на электродвигатель 34, осуществл ющий через механизм 35 поворота поворот фотоприемника 6 относительно оптической оси блока 3 формировани изображени диафрагмы.

При наличии поворота изображени диафрагмы 2 относительно нормали к строкам фотоприемника 6 на выходе ре- ф Q версивного счетчика 24 периодически формируетс код, величина и знак которого св заны с углом поворота изображени диафрагмы, который после преоб- разовани цифроаналоговым преобразователем в аналоговый сигнал вл етс сигналом управлени электродвигателем 34, поворачивающим с помощью механизма 35 поворота фотоприемник 6 до поИспользование устройства позвол ет повысить точность измерени за счет фиксации положени усредненного энергетического центра изображени диафрагмы с погрешностью, меньшей дискретности пространственного расположени фоточувствительных площадок, фотоприемника при повороте изображени диафрагмы .

рмула изобретени

Устройство дл измерени положени объекта по авт.св. № 1067352, отличающеес тем, что, с целью повышени точности измерений, оно снабжено дешифратором строки, вход которого подюгаочен к выходу блока управлени , блоком нахождени разности , информационный и управл ющие вхома JJ поворота фотоприемиик. и «и чи- --, . .„„„„

20 пы кптппого подключены соответственно ложени , при котором угол рассогласо- „„,,,. „ „.„,„.,„.вани между изображением диафрагмы 2 и нормалью к строкам фотоприемника 6 становитс близким к нулю.

к выходам блока коммутации и дешифратора строки, блоком сравнени , вход которого подключен к выходу блока нахождени разности, цифроаналоговьм преобразователем, вход которого подключен к первому выходу блока сравнени , электродвигателем, вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразовател , фотоприемник установ

к выходам блока коммутации и дешифратора строки, блоком сравнени , вход которого подключен к выходу блока нахождени разности, цифроаналоговьм преобразователем, вход которого подключен к первому выходу блока сравнени , электродвигателем, вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразовател , фотоприемник установПри этом уменьшаетс погрешность из-за поворота изображени диафрагмы. При достижении сигнала рассогласовани , формируемого реверсивным счетчиком 24, заданной величины узел , .

сравнени формирует сигнал, поступаю- 30 лен на механизме поворота, ось враще щий на первый вкод элемента И 28.ни которого совпадает с оптической

После опроса последней строки фото-осью блока формировани изображени

приемника 6 на выходе элемента И 28диафрагмы, механизм поворота кинемаформируетс сигнал, открывающий клю-тически св зан с электродвигателем, чевгй элемент 30, вход щий в регистра-35 регистратор снабжен тактирующим вхотор 29, При этом информаци с выходадом, подключенным к второму выходу счетчика 12 через ключевой элемент . блока сравнени , кромки диафрагмы сим

30 записываетс в регистр 3t фикси-метрично повернуты друг относительно

рующий величину смещени объекта 36.друга.

ф Q

Использование устройства позвол ет повысить точность измерени за счет фиксации положени усредненного энергетического центра изображени диафрагмы с погрешностью, меньшей дискретности пространственного расположени фоточувствительных площадок, фотоприемника при повороте изображени диафрагмы .

ф Q

рмула изобретени

Устройство дл измерени положени объекта по авт.св. № 1067352, отличающеес тем, что, с цель повышени точности измерений, оно снабжено дешифратором строки, вход которого подюгаочен к выходу блока управлени , блоком нахождени разности , информационный и управл ющие вхо-- , . .„„„„

пы кптппого подключены соответственно „„,,,. „ „.„,„.,„.к выходам блока коммутации и дешифратора строки, блоком сравнени , вход которого подключен к выходу блока нахождени разности, цифроаналоговьм преобразователем, вход которого подключен к первому выходу блока сравнени , электродвигателем, вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразовател , фотоприемник установ- - , .

4J

-So Sv( Чо Но So -iJ

Iic I

3 : ::з

Редактор H,Тупица

Заказ 609/47Тираж 678 Подписное

ВНИШТИ 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

Составитель Т.Айсин

Техред В „Кадар. Корректор М.Пожо

Claims

Формула изобретения

Устройство для измерения положения объекта по авт.св. № 1067352, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено дешифратором строки, вход которого подключен к выходу блока управления, блоком нахождения разности, информационный и управляющие вхо ды которого подключены соответственно к выходам блока коммутации и дешифратора строки, блоком сравнения, вход которого подключен к выходу блока нахождения разности, цифроаналоговым преобразователем, вход которого под ключен к первому выходу блока сравне ния, электродвигателем, вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, фотоприемник установлен на механизме поворота, ось вращения которого совпадает с оптической осью блока формирования изображения диафрагмы, механизм поворота кинематически связан с электродвигателем, регистратор снабжен тактирующим входом, подключенным к второму выходу блока сравнения, кромки диафрагмы симметрично повернуты друг относительно ДРУГа.

Sj So