SU1441200A1 - Устройство дл измерени положени и диаметра объекта - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике. Цель изобретени  - повышение точности и информативности измерени  за счет введени  одноканальной оптической системы и измерени  диаметра объекта по двум направлени м. Устройство дп  измерени  положени  и диаметра объекта содержит последовательно расположенные и оптически св занные лазер I, блок 2 сканировани , оптическую систему, состо щую из объектива 3, оборачивающего зеркала 4, установленного под углом 45° к оптической оси фокусирующей линзы 5, объект 6 измерени , фотоприемник 7, усилитель-фор-§ мирователь 8. Вышедший из лазера 1 пучок света попадает на блок 2 сканировани , излучение попадает на

Description

4

4

taaol.

Ю

объектив 3, которьй установлен от сканирующего многогранного зеркала блока 2 на рассто нии, равном его рабочему отрезку. Объектив 3 осуществл ет ггреобразование развертки из угловой Р пикейную. Зеркало 4, установленное под углом 45° к оптической оси, осуществл ет поворот светового потока на ЭО . Объект 6 должен быть располЬжен в точках пересечени  пр мого светового потока, при этом обеспечиваетг  измерение параметром об7,- екта по координате X, и светового потока, повернутого на 90 зеркалом 4, что обеспечивает измерение смещени  и диаметра объекта 6 по координате У. Затем свет попадает на фокусирующую линзу 5, котора  собирает его на фотоприемник 7. Последний вырабатывает информационные сигналы, попадающие на усилитель-формирователь 8. 3 ил.

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  нарз жного диаметра и контрол  положени  прот жных изделий при производстве Стекловолокна , проволоки, кабел .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и информативнос.ти измерени  за счет введени  однока- нальной оптической системы и измерени  диаметра по двум направлени м.

На фиг. 1 представлена блок-схема предложенного устройства; на фиг.2 - .временные диаграммы информационных .импульсов; на фиг. 3 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит последовательно расположенные и оптически св занные лазер I, блок 2 сканировани , представл ющий собой многогранное- зеркало, установленное с возможностью вращени .с заданной частотой, оптический блок, состо щий из объектива 3, оборачивающего зеркала 4, установленного под углом 45° к оптической оси и фокусирующей линзы 5, объектив 6 измерени  и фотоприемник 7. К выходу фотоприемника 7 через усилитель- формирователь 8 подключены перва  схема 9 задержки и блок 10 временной селекции, состо щий из инвертора 11, одновибратора 12, четырех В-тригге- ров 13-16, включенных по схеме делени  на два, и четырех.трехвкодовых схем И 17-20. Счетный вход D-триггера 5, а также входы инвертора П, од- новибраторп 12, третьи входы-схем И 17 и 18, пход схемы 9 задержки под0

0

5

0

5

ключены к выходу усилител -формировател  8, счетный вход D-триггера 13 и первые входы схем И 19 и 20 подключены к выходу инвертора 11; вы/ход одновибратора 12 св зан с R-входами всех D-триггеров, пр мой выход D-триггера 13 соединен со счетным входом D-триггера 14, пр мой выход D-триггера 15 подключен к счетному входу D-триггера 16 и к вторым входам схем, И 17, 18 и 19, а обратный - к третьему входу схемы И 20, пр мой выход D- триггера 14 св зан с первым входом схемы, И 18 и с вторым входом схемы. И 20, пр мой выход D-триггера 16 подключен к первому входу схемы И 17 и к третьему входу схемы И 19, выходы схем И 17-20 подсоединены к первым входам схем 21 совпадени  соответствующих измерительных каналов 22-25, каждый из которых состоит из последовательно соединенных схемы 21 сов- . падени , счетчика 26 и буферного регистра 27. К вторым входам схем 21 совпадени  всех измерительных каналов 22-25 подключен генератор 28 тактовой частоты. Выход первой схемы 9 задержки св зан непосредственно со счетным входом буферного регистра 27 всех измерительных каналов 22-25 и через вторую схему 29 задержки - с R-входом счетчика 26 также всех измерительных каналов 22-25.

Устройство работает следующим образом . .

Вьщгедший из лазера 1 пучок света попадает на блок 2 сканировани . Далее излучение попадает на объектив

3, который установлен от сканирующего многогранного зеркала блока 2 на рассто нии, равном его рабочему отрезку .

Объектив 3 осуществл ет преобразование развертки из угловой в линейную . Зеркало 4, установленное под углом к оптической оси, осуществл ет поворот светового потока на 90 . Объект 6 должен быть расположен в точках пересечени  пр мого светового потока, при этом обеспечиваетс  измерение параметров объектов по коор динате X и светового потока, повернутого на 90° зеркалом 4, что обеспечивает измерение смещени  и диаметра объекта 6 по координате У.

Затем свет попадает на фокусирующую линзу 5, котора  собирает его на фотоприемник 7. Последний вырабатьгоа- ет информационные сигналы, попадающие на усилитель-формирователь 8. Информационные сигналы с выхода фотоприемника представл ют собой импульс засветки и теневые импульсы (фиг, 2).

В отсутствие объекта измерени  сигнал представл ет собой импульс засветки (фиг. 2а), длительность которо го ( 1) равна времени сканировани . В случае наличи  объекта в зоне сканировани  на импульсе засветки по вл ютс  теневые импульсы (фиг. 2в), длительность которых ( 1Я ) определ ютс  частотой вращени  многогранного зеркала блока 2, фокусным рассто нием объектива 3 и равна времени прохождени  светового сфокусированного луча через объект, т.е. пропорциональна размеру объекта измерени .

Врем  D,(фиг. 2в) между начальным фронтом светового импульса и началь ным фронтом первого теневого импульса ( 2/2.) несет информацию о положении объекта по координате У, так как эта часть информационного импульса получаетс  от пересечени  объекта 6 повернутым на 90° световым потоком, соответственно теневой импульс длительностью llj несет информацию о диаметре объекта по координате У,

Врем  (фиг. 2в) между последним фронтом светового импульса и вторым фронтом второго теневого импульса ((ij) несет информацию о положении объекта по координате X, так как эта часть информационного импульса получаетс  от пересечени  объекта пр мым световым потоком, который затем через

200. 4

зеркало 4 попадает на фотоприемник, соответственно, теневой импульс длительностью -С,, несет информацию о диаметре по координате X, Единственным ограничением в предложенном устройстве  вл етс  невозможность измерени  параметров объекта, когда он находитс  в точке а (фиг.О. В этом

0 случае информационный импульс имеет вид, показанный на фиг. 2с, и схема 29 будет выдавать ложную информацию .

Усиленные информационные сигналы

5 с усилител -формировател  8 (фиг.За) поступают на блок 10 временной селекции , вьщел ющий импульсы, несу- щие информацию о координатах X и У (соответственно фиг. 3k и L) и ди0 аметре по координатам X и У (соответственно фиг. 3т и 1). На выходе инвертора 11 сигнал имеет вид, показанный на фиг. Зв, на пр мых выходах D-триггеров 13-16 формируютс 

5 сигналы, изображенные соответственно на фиг. 3f-g, а на обратномвыходе D-триггера 15 - сигнал, показанный на фиг. Зе. Сигнал с одновибратора 12 (фиг. 3с), длительность

0 которого выбираетс  больше длительности импульса засветки, используетс  дл  обнулени  D-триггероп 13-16,

Сигналы с блока 10 временной селекции поступают в соответствующие каналы измерени  смещени  по X (блок 24), смещени  по У (блок 25), диаметра по координате X (блок 22) и диаметра по координате У (блок 23) на

Q схему 21, где заполн ютс  импульсами генератора 28 тактовой частоты. Счетчик 26 подсчитьшает число импульсов , пропорциональное измер емым параметрам объекта. Выходной сигнал

с счетчика 26 в параллельном коде поступает на информационные входы буферного р.егистра 27. Запись информации в регистр 27 осуществл етс  по переднему фронту импульса, формируQ емого схемой 9 задержки (фиг. Зп), а сброс счетчика 26 происходит после записи информации в регистр 27 коротким нулевым импульсом, формируемым второй схемой 29 задержки (фиг. Зр).

g Следует отметить, что дпительность импульса, формируемого схемой 9 задержки (фиг, Зп), должна быть больше длительности импульса засветки С, но меньше длительности импульса, формируемого одновибратором 12 (фиг. 3с), обнул ющим D-триггеры блока ГО.Выходна  информаци  с буферного регистра 27 может подаватьс  на ий- дикацию в устройство управлени  положением измер емого объекта на цифро- аналоговый преобразователь и т.д.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   стройство дл  измерени  положени  и диаметра объекта, содержащее оптически св занные лазер, блок сканировани , оптический блок, последо- вательно соединенные фотоприемник и усилитель-формирователь, блок временной селекции, св занный с выходом усилител -формировател , генератор тактовой частоты, схему задержки,два измерительных канала положени , каж- дьй из которых состоит из схемь совпадени , буферного регистра и счетчика , выход которого св зан с ршформа ционным входом буферного регистра, при этом выход генератора тактовой частоты подключен к первому входу схемы совпадени , а выход фотоприемника св зан через усилитель-формирователь и схему задержки со счетным входом бу ферного регистра, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и информативности измерений оно снабжено двум  каналами измерени  диаметра объекта, идентичными из- 35 ключены к вторым входам схем совпа- мерительным каналам положени , второй схемой задержки, вход которой

   дени  соответствующих измерительных каналов,

   г. .

   с

   Фие. Z

   но дключен к выходу первой схемы задержки , а выход - к R-входам счетчиков , причем выход схемы совпадени  в измерительном канале св зан непосредственно со счетным входом счетчика, а блок временной селекции выполнен в виде инвертора, одновибратора, четырех D-триггеров, включенных по схеме делени  на два, и четьфех трехвходо- вых схем И, при зтом счетный вход третьего D-триггера, а также входы инвертора, одновибратора и третьи входы первой и второй схем И подключены к выходу усилител -формиров ате- л , выход инвертора подключен к счетному входу первого D-триггера и первым входам третьей и четвертой схем И, выход одновибратора св зан с D- входами всех D-триггеров, пр мой выход первого D-триггера соединен со счетным входом второго D-триггера, пр мой выход третьего D-триггера подключен к счетному входу четвертого D-триггера и к вторым входам первой, второй и третьей схем И, а обратный - к третьему входу четвертой схемы И, пр мой вход второго D-триггера св зан с первым входом второй схемы И и с вторым входом четвертой схемы И, а пр мой выход четвертого D-триггера- с первым входом первой схемы И и с третьим входом третьей схемы И, причем выходы всех четырех схем И подключены к вторым входам схем совпа-

   дени  соответствующих измерительных каналов,

   Фиг.з