SU1429083A1 - Устройство дл фотографировани высокоскоростных моделей - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области измерительной техники и может быть использовано дл  автоматизации аэробаллистических экспериментов в системах исследовани  движущихс  моделей. Ца-D лью изобретени   вл етс  повышение ка-, чества фотоснимков за счет повышени  точности определени  момента запуска импульсного источника излучени  относительно момента пролета исследуемого сечени  моделью, движущейс  с ускорением или торможением, и упрощение устройства. В основу работы устройства положен принцип посто нства ускорени  на исследуемом участке траектории . Устройство содержит три датчика 1-3 положени  движущейс  модели, фотоаппарат 4 с механизмом покадровой перемотки пленки, импульсный источник излучени  5, клавишный регистр 6, реверсивный врем -импульсный преобразо-«о И

Description

ратель 7, триггер 8, двухразр дный чвоичный счетчик 9, логические эле- ченты ЗИЛИ 10, 2ИЛИ 11, ЗИ 12, допаа- нительный И 13, основной И 14, эле- |vieHT задержки .15, генератор тактовых |импульсов 16, шину 17 начальной установки , вход 18 синхронизации механизма покадровой перемотки пленки фотоаппарата 4, вход 19 запуска им- 1ульсного источника излучени  5, раз1429083

р дные входы 20 загрузки преобразовател  7, вход 21 пр мого счета преобразовател  7, вход 22 обратного счета преобразовател  7, вход 23 записи в преобразователь 7, вход 2А записи в триггер 8, вход 25 нулевой установки счетчика 9, выход 26 преобразовател  7, вход 27 загрузки триггера 8, синхровход 28 триггера 8, синхро- вход 29 счетчика 9. 1 ил.

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использова-  о дл  автоматизации аэробаллистичес- их экспериментов в системах исследовани  движущихс  объектов.

Цель изобретени  - повышение качества фотоснимков за .счет повышени  точности определени  момента запуска | 1мпульсного источника излучени  отно- г-.ительно момента пролета исследуемого 1 течени  моделью, движущейс  с ускоре- isneM или торможением, и упрощение Устройства,

; На чертеже приведена функциональна  структурна  схема устройства. j Устройство содержит три датчика 1-3 положени  движущейс  модели, фотоаппарат 4 с механизмом покадровой перемотки пленки, импульсный источник 5 излучени , клавишный регистр 6 реверсивный врём импульсный преобра-- Ьователь 7, триггер 8, двухразр дный двоичный счетчик 9, логические элементы ЗИЛИ 1D, 2шт 11, ЗИ 12, дрпол- нительный И 13, основной И 14, элемент 15 задержки., генератор 16 тактовых импульсов, шину 17 начальной установки, вход 18 синхронизации механизма покадровой перемотки пленки фотоаппарата 4, вход 19 запуска импульсного источника излучени , разр дные входы 20 загрузки преобразовател  7„ вход 21 пр мого счета преобразовател  7, вход 22 обратного счета преобразовател  7, В5сод 23 запи- си в преобразователь 7, вход 24 записи в триггер 8, вход 25 нулевой установки счетчика 9, выход 26 заема преобразовател  7, вход 27 загрузки триггера 8, си1гхровход 28 триггера 8 и синхровход 29 счетчика 9.

0

5

0

5 Q

Выходы датчиков 1-3 положени  движущейс  модели подключены к входам элемента ЗИЛИ 10, выход которого соединен с синхровходом 29 счетчика 9, пр мой выход младшего (0-го) разр да счетчика 9 подключен к второму входу дополнительного элемента И 13 и к второму входу основного элемента И 14, Первый вход основного элемента И 14 соединен с третьим входом элемента ЗИ 12 и подключен к входу генератора 16 тактовых импульсов, выход основного элемента И 14 подключен к синхровходу 28 триггера 8, Инверсный выход триггера 8 соединен с первым входом дополнительного элемента И 13, вькод которого соединен с входом 22 обратного счета преобразовател  7. Пр мой выход старшего (1- го) разр да счетчика 9 подключен к первому входу элемента ЗИ 12, и нвер- сньй выход младшего (0-го) разр да счетчика 9 подключен к второму входу элемента 2И 12, выход которого соединен с входом 21 пр мого счета преобразовател  7. Разр дные выходы клавишного регистра 6 соединены с соответствующими разр дными входами 20 загрузки преобразовател  7.Выход 26 заема преобразовател  7 подключен к входу 19 запуска импульсного источника 5, к второму входу элемента 2Ш1И 11 и к входу элемента 15 задержки, выход которого подключен к входу 18 синхронизации механизма покадровой перемотки пленки фотоаппарата 4. Младший разр д гславишного регистра соединен с входом 27 загрузки триггера 8, шина 17 начальной установки подключена к первому входу элемента 2ЙЛИ 11, выход которого соединен с входом

25 нулевой установки счетчика 9, с входом 23 записи в прео бразователь 7 и с входом 24 записи в триггер 8.

Датчики 13 положени  движущейс  модели располагаютс  вдоль траектории движени  на рассто ни х 1 и Ij . Фотографирующа  система, содержаща  фотоаппарат 4 с механизмом покадровой перемотки пленки и импульсньвЧ источ- ник 5 излучени , находитс  Б исследуемом сечении, расположенном на рассто нии Ij за датчиком 3, причем все отрезки рассто ний равны между собой

Устройство работает следующим образом .

Принцип работы устройства основан на предположении посто нства ускорени  модели на исследуемом участке 1 + 20 ютавишном регистре 6, При подаче +1,+1, траектории движени . При лиимпульса по шине 17 начальной установки в преобразователь 7 и триггер 8 записываетс  код Т коде, т.е. .

нейном изменении скорости модели на участке 1 с посто нным ускорением А значение скорости V в момент времени t определ етс  как V А-t + Vo, где Vo - начальное значение скорости, а врем  tj, пролета участков 1, 1 и Ij определ ютс  из выражени 

14

2U Vi +Vi ,

на

где V;,, V| - значени  скорости границах участка.

В предположении равенства участков -1 и определении времени их пролета как tj, и t,i или в случае торможени  tj, и tj t +fltj. можно положить, что врем  пролета соседних участков отличаетс  на одно и то же врем , т.е. ut ut. Таким образом, выража  разность ut пролета участков 1„ и 1(2. как ut (или дл  торможени  At,) ,,) и подставл   At вместо 4 tj., можно задать момент времени tj tj-ut

35

Затем, после регистрации модели датчиком 1 в преобразователе 7, до- полненном триггером 8, вычисл етс  значение -t, T.e. определ етс  величина -t -tjciA При зтом на вход 22 -обратного счета поступают и 0тyльc с инверсного выхода триггера 8. Далее , после регистрации модели датчиком 2 только в преобразоватепе 7 осу ществл етс  пр мой счет импульсов, т.е. вычисление 2tf. К моменту переt +/jt ,

Ч +

(или дл  торможени  tj , т.е. независимо от -знака ускорени ) пролета моделью сечени  фотографированн .

Учитыва , что импульсный источник излучени  имеет фиксированную задержку- tjaft - врем  от подачи управл юсечени  моделью датчика 3 в пре.обра- зователе будет сфориирован код, рав- «ый Ьзц„ -t,, .

После регистрации модели датчиком

4Q 3j преобразователь 7, дополненный триггером 8, вновь переключаетс  на режим обратного счета. В момент, когда значение преобразовател  7 прижимает нулевое значение и триггер 8 рвключаетс  из единичного в нулевое состо ние, на выходе 26 заема вырабатываетс  импульс, который поступает на вход 19 запуска импульсного источника 5. Этот импульс вырабатываетс 

gQ через врем  t3tin после пересечени  плоскости датчика 3 (фиг. 2).

При пересечении моделью плоскости датчика 1 через злемент ЗИЛИ 10 на

синхровход 29 счетчика 9 поступает щего импульса на запуск лампы излуча- gg импульс, переключающий его младший тел  до .момента начала собственно i(0-й) разр д в единичное состо ние,

излучени , т.е. врем  накачки, пос- При этом разрешаетс  прохождение им- ле которого можно производить фото-пульсов ГИ через элемент И 14 на

графирование, необходимо определитьсинхровход 28 триггера 8 и импульсов

момент ирег- опи t ;ап на включен1ге импульсного сеточника излучени , которое можно опредепить, как tj - ioA относительно момента пролета I датчика 3. Тогдй момент запуска источника через времена пролета участка 1 и Ij можно определить как tjf,n -ti + (f

Вычисление момента времеш tjQr запуска источника можно выполнить на одном реверсивном врем импульсном преобразователе 7, дополненном од- . ним младшим разр дом на триггере 8,

Перед начатом эксперимента определ ют задержку tj3ft срабатывани  источника 5, выражают измеренное СдадВ единицах ТПР (периода тактовых и myль- сов) и в двоичном коде устанавливают

20 ютавишном регистре 6, При подаче

аад

в обратном

25

30

35

импульса по шине 17 начальной установки в преобразователь 7 и триггер 8 записываетс  код Т коде, т.е. .

Затем, после регистрации модели датчиком 1 в преобразователе 7, до- полненном триггером 8, вычисл етс  значение -t, T.e. определ етс  величина -t -tjciA При зтом на вход 22 -обратного счета поступают и 0тyльcы с инверсного выхода триггера 8. Далее , после регистрации модели датчиком 2 только в преобразоватепе 7 осуществл етс  пр мой счет импульсов, т.е. вычисление 2tf. К моменту пере

сечени  моделью датчика 3 в пре.обра- зователе будет сфориирован код, рав- «ый Ьзц„ -t,, .

После регистрации модели датчиком

4Q 3j преобразователь 7, дополненный триггером 8, вновь переключаетс  на режим обратного счета. В момент, когда значение преобразовател  7 прижимает нулевое значение и триггер 8 рвключаетс  из единичного в нулевое состо ние, на выходе 26 заема вырабатываетс  импульс, который поступает на вход 19 запуска импульсного источника 5. Этот импульс вырабатываетс 

gQ через врем  t3tin после пересечени  плоскости датчика 3 (фиг. 2).

При пересечении моделью плоскости датчика 1 через злемент ЗИЛИ 10 на

с инверсного выхода триггера 8 через элемент И 13 на вход 22 преобразовател  7. Таким образом,, на преобразователе 7 организуетс  обратный счет импульсов с периодом 2Tf,p а на преобразователе 7, дополненном триггером 8, организуетс  счет с периодом

ТПР .

При пересечении моделью плоскости

ступает на вход элемента 15 задержки, на выходе которого через врем , не- обзодимое на процесс накачки и собственно фотографирование в исследуе- 5 мои сечении, вырабатываетс  импульс, поступаюБлий на вход 18 синхронизации механизма покадровой перемотки пленки фотоаппарата 4. При этом фотоаппарат Д подготавливаетс  к съемке следующей модели.

Кроме того, импульс с выхода 26 преобразовател  7 поступает на второй вход элемента 2ШШ 11, с выхода которого он поступает на счетчик 9 и вхоШ

датчика 2 через элемент ЗИЛИ 10 поступает импульс, переключающий счетчик 9 в следующее состо ние (0-й разр д в нулевое состо ние, 1-и разр д - в единичное). При этом запрещаетс  прохождение импульсов га через элементы 5 ды 23 и 24. При этом счетчик 9 уста- И 14 и 13 и разрешаетс  прохождениенавливаетс  в нулевое состо ние, а в

импульсов ГИ через элемент ЗИ 12 напреобразователь 7 и триггер В заносит

вход 21 пр мого счета, К этому моменту времени в преобразователе -7, до20

с  обратный код - Т,цд , Таким образом , устройство подготовлено дл  выполненном триггером 8, сформирован двоичный код, характеризующий врем  ()пролета участка 1 с учерйботки управл ющих сигналов дл  регистрации следующей модели. Однако модель все еще находитс  до исследуемого сечени . Поэтому при проведении экспериментов необходимо учитывать , что интервал времени между модел ми должен быть больше времени пролета исследуемого участка 1j плюс врем  на подготовку импульсного источника 5 и фотоаппарата 4 к еле- . дующему кадру.

том 1

iOA

Далее только в преобразователе 7 организуетс -пр мой счет импульсов с периодом ТПР .. Таким образом в преобразователе 7 организуетс  преобразование времени t пролета участка 1р с частотой fr , вдвое большей, чем времени t пролета участка 1 (с частотой fГЦ /2),

При. пересечении моделью плоскости датчика 3 счетчик 9 переключаетс  в следующее состо ние; 0-й разр д - в единичное, 1-й разр д остаетс  в еди25

30

рйботки управл ющих сигналов дл  регистрации следующей модели. Однако модель все еще находитс  до исследуемого сечени . Поэтому при проведении экспериментов необходимо учитывать , что интервал времени между модел ми должен быть больше времени пролета исследуемого участка 1j плюс врем  на подготовку импульсного источника 5 и фотоаппарата 4 к еле- дующему кадру.

В момент времени tj -t + 2t tictn + Ь ддПосле пересечени  плос кости датчика 3 модель находитс  в .исследуемом сечении и происходит -осничном . При этом прекращаетс  поступ- 35 вещение модели импульсом излучени .

лени.е импульсов ГИ на вход 21 пр мого счета и разрешаетс  поступление импульсов ГИ на вход 28 триггера 8, а также с его инверсного выхода на вход 22 обратного счета. К этому моменту в преобразователе 7, дополн.ен- ном триггером 8, сформирован двоичный код, характеризующий врем 

( -t, +2t ,j) , равное моменту за-ми, чтобы врем  tj пролета участка

пуска источника. Далее в преобразова- 1з с учетом исследуемых диапазонов

скоростей и ускорений (торможений) было достаточным дл  накачки лампы излучател  (). Разр дность врем импульсного преобразовател  7 50 выбирают такой, чтобы быпо возможно измер ть времена пролета участков с учетом tJQд в исследуемых диапазонах

теле 7 организуетс  режим обратного счета тактовых импульсов ГИ при измерении интервала времени tj.

В режиме обратного счета в момент нулевого состо ни  врем импульсного преобразовател  7 и триггера 8 на выходе 26 заема вырабатьшаетс  импульс , поступающий на вход 19 запуска импульсного источника, иницииру  процё сс накачки. Этот момент харак теризуетс  временем относительно пересечени  моделью плоскости датчика 3, Одновременно этот импульс по

ступает на вход элемента 15 задержки, на выходе которого через врем , не- обзодимое на процесс накачки и собственно фотографирование в исследуе- 5 мои сечении, вырабатываетс  импульс, поступаюБлий на вход 18 синхронизации механизма покадровой перемотки пленки фотоаппарата 4. При этом фотоаппарат Д подготавливаетс  к съемке следующей модели.

Кроме того, импульс с выхода 26 преобразовател  7 поступает на второй вход элемента 2ШШ 11, с выхода которого он поступает на счетчик 9 и вхо

5 ды 23 и 24. При этом счетчик 9 уста- навливаетс  в нулевое состо ние, а в

преобразователь 7 и триггер В заносит

с  обратный код - Т,цд , Таким образом , устройство подготовлено дл  вы

рйботки управл ющих сигналов дл  регистрации следующей модели. Однако модель все еще находитс  до исследуемого сечени . Поэтому при проведении экспериментов необходимо учитывать , что интервал времени между модел ми должен быть больше времени пролета исследуемого участка 1j плюс врем  на подготовку импульсного источника 5 и фотоаппарата 4 к еле- . дующему кадру.

В момент времени tj -t + 2t tictn + Ь ддПосле пересечени  плос кости датчика 3 модель находитс  в .исследуемом сечении и происходит -ос

собственно фотографирование. Дополнительного импульса на фотографирова-t кие не требуетс , так как считаетс , что источник срабатывает через фиксированное врем  tздд после его запуска .

При проведении экспериментов размеры участков l, выбирают такискоростей и ускорений (торможений) было достаточным дл  накачки лам пы излучател  (). Разр дность врем импульсного преобразовател  7 50 выбирают такой, чтобы быпо возможно измер ть времена пролета участков с учетом tJQд в исследуемых диапазонах.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   55

   Устройство дл  фотографировани  высокоскоростных моделей, содержащее три датчика положени  движущейс  модели , импульсный источник излучени , фотоаппарат с механизмом покадровой перемотки пленки, реверсивный врем - и fflyльcный преобразователь, клавишный регистр, триггер, элемент задержки и логический элемент И, отличающеес  тем, что, с целью повышени  качества фотоснимков за счет повышени  точности определени  момента запуска импульсного источника излучени  относительно момента пропета исследуемого сечени  моделью, движущейс  с ускорением или торможением, и упроще1ш  устройства, в- него допол- нительно введены двухразр дный двоичный счетчик и логические элементы И, ЗИ, 2ИЛИ, ЗИЛИ, причем выходы трех - датчиков положени  подключены к входам элемента ЗИЛИ, выход которого подключен к синхровходу счетчика, пр мой выход младшего разр да счетчика подключен к вторым входам основного и дополнительного элементов И, первый вход.основного элемента И соединен с третьим входом элемента ЗИ и выходом введенного в устройство генератора тактовых импульсов, выход основного элемента И подключен к синхровходу триггера, инверсный выход которого

   соединен с первым входом дополнительного элемента И, выход которого соединен с входом обратного счета преобразовател ,, пр мой выход старшего разр да счетчика подключен к первому входу элемента ЗИ,  нверсный выход мпадшего разр да счетчика подключен к второму входу элемента ЗИ, выход которого соединен с входом пр мого счета преобразовател , разр дные выходы клавишного регистра соединены с соответствующими разр дными входами загрузки преобразовател , выход заема которого соединен с входом запуска импульсного источника излучени , с вторым входом элемента 2ИЛИ и с входом элемента задержки, выход которого подкпючен к входу синхронизации механизма покадровой перемотки пленки фотоаппарата, мпад- ший разр д клавишного регистра соединен с вх.одом загрузки триггера, шина начальной установки, введенна  в устройство , подключена к первому входу элемента 2ИЛИ, выход которого соединен с входом нулевой установки счетчика , входом записи в преобразователь и входом записи в триггер.