SU1585675A1 - Фотоэлектрическое устройство дл измерени размеров нагретых изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Цель изобретени  - повышение точности измерени  путем учета температурной поправки цифровым методом. Вибрационный сканатор через светофильтр сканирует контролируемое изделие, при этом сигнал с выхода фотоприемника 3 поступает на вход триггера Шмитта 8. Врем -импульсный сигнал на выходе триггера Шмитта 8 содержит информацию о размере издели  при некоторой температуре, однако при остывании издели  возникает методическа  погрешность измерени  определ ема  величиной температурной деформации. Генератор 9 сигналов специальной формы совместно с компаратором 10 выполн ют функциональное преобразование значени  напр жени , пропорционального температуре, в температурную поправку размера в врем -импульсной форме. При равенстве мгновенных значений сигналов на входе компаратора 10 на выходе его по вл етс  импульс, который запускает триггер 11, длительность импульса которого меньше длительности импульса триггера Шмитта 8 на величину температурной поправки. Таким образом, результат измерени  с учетом температурной поправки представлен в врем -импульсной форме, котора  преобразуетс  довольно просто и с высокой точностью в цифровой код. 2 ил.

Description

in

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к устройствам дл  измерени  геометрических размеров нагретьйс изделий и может быть использовано при контроле проката, поковок, обечаек.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  путем зачета температурной поправки цифровым методом.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - врем - импульсна  диаграмма работы устройства .

Устройство содержит вибратор 1. (сканатор), совершающий колебани  с noMonibKf генератора 2, на свободном конце вибратора 1 закреплен фотоприемник 3„ Амплитуда колебаний ограничена упорами 4, которые кроме стабилизации амплитуды позвол ют получить линейный закон сканировани . Перед фотоприемником 3 установлен сое- тавной светофильтр 5, состо щий из двух фильтров с различной полосой пропускани  и с линией раздела, перпендикул рной направлению сканировани  , Составной светофильтр 5 лен на вибраторе 1 с помощью оси, позвол ющей светофильтру свободно перемещатьс  в направлении сканировани и в диапазоне, ограниченном упорами 6. Спектральные полосы пропускани  светофильтра подобраны таким образом чтобы при стабилизации амплитуды импульса напр жен 1  от светового потока , проход щего через один светофильтр , амплитуда импульса напр жени от светового потока, проход щего через второй .светофильтр 5не превьппала ее.

К усилителю 7 фотото а, соединенному с .фотоприемником 3 подключен триггер 8. Шмитта выход которого соединен с дифференцируюшей цепью R1C1. Выход дифференцирзпощей цепи через диод Д1 соединен с входом генератора 9 периодических сигналов специальной формы, на вход которого поступает также сигнал, пропорцио- нальный номинальному размеру издели  D, Выход генератора 9 соединен с одним из..входов компаратора 10, а второй вход компаратора - с выходом усилител  7 фототока. Выход компаратора 10 подключен к одному из входов триг гера 11, а второй вход триггера - к дифференцирующей цепи R1C1 через диод Д2, подключенный другой (противо

0

5

0

5

0

5

0

5

0

положной диоду Д1) пол рностью. Выход триггера 11 соединен с управл ющим входом коммутатора 12, включенного между генератором 13 тактовых импульсов и счетчиком 14 имп ульсов. Стабилизаци  осуществл етс  с помощью блока APyj содержащего дифференциальный усилитель 15, пик-детектор ДЗ, R2C2 и делитель R . Дифференциальный усилитель 15 выполн ет также функцию элемента сравнени .

Устройство работает следующим образом .

Вибратор 1 с фотоприемником 3 совершает возвратно-поступательное движение по линейному закону S,, преобразу  пространственное распределение освещенности в плоскости изображени  объектива во временное (диаг- рамма 16 на фиг. 2). При изменении направлени  движени  за счет сил инерции составной светофильтр 5 поворачиваетс  вокруг оси в диапазоне, ограниченном упорами 4. Таким образом происходит автоматическа  смена светофильтров перед фотопримником 3, а следовательно, и спектральной полосы пропускани  светового потока. Смена светофильтров происходит с некото- рым запаздыванием, длительность которого зависит от вешичины свободного хо- составного светофильтра. Сигнал с усилител  фототока Иф. (диаграмма 17 на фиг, 2).имеет ступенчатую форму. Сйетофильтры закреплены таким образом , чтобы -амплитуда первой половины импульса в заданном интервале температур бьта меньше амплитуды второй половины импульса. Импульсы напр жени  с усилител  7 фототока поступают на пик-детектор ДЗ, R2C2 с временем разр да, превьпаающим период развертки . С выхода пик-детектора ДЗ на один из входов дифференциального усилител  15 поступает посто нное напр жение , равное максимальному напр жению импульса Пф. На второй вход дифференциального усилител  15 поступает посто нное задающее напр жение с делител  R ,,„д, с которым сравниваетс  напр жение пик-детектора ДЗ. При изменении температуры издели  измен етс  амплитуда импульсов, поступающих на Пик-детектор ДЗ, и отклонение амплитуды.от заданной усиливаетс  дифференциальным усилителем ; 15, который, в свою очередь, измен ет напр жение питани  и соответст10

15

25

венно чувствительность фотоприемни- ка 3 так, чтобы максимальное значение импульса бьшо посто нным. Ампл - туда первой половины импульса определ етс  температурой издели . Сигнал с усилител  7 фототока поступает на вход триггера 8 Шмитта с порогом срабатывани  U , с выхода которого пр моугольные импульсы с посто нной амплитудой (диаграмма 18 на фиг. 2) и длительностью, определ емой положением границы,издели  относительно оптической оси, поступают на ди(Ьференциальную цепь R1C1 Положительный импульс Up,,, определ емый положением переднего фронта (диаграмма 19 на фиг. 2), запускает генератор 9 сигналов специальной формы, задний фронт которых определ етс  аналитической зависимостью величины поправки от температуры и номинальным размером издели . Сигнал с выхода генератора 9 сигналов совместно с сигналом с усилител  7 фототока поступает на компаратор 10 (диаграмма 20 на ф|иг. 2). При равенстве входных напр жений на выходе компаратора возникает импульс, который переводит триггер 11 в состо ние 1 (диаграмма 21 на фиг. 2), а возвращает гер в исходное состо ние О импульс с Дифференцирующей цепи R1C1, определ емый задним фронтом импульса триггера 8 Шмитта. Таким образом, при уменьщении температуры издели  увеличиваетс  уровень первой ступени импульса и уменьшаетс  величина температурной поправки, а следовательно , увеличиваетс  длительность импульса, пропорционального отклонению размера издели , приведенного к нормальным температурным услови м. Далее длительность импульса преобразуетс  в цифровой код. Коммутатор д 12 на врем  длительности импульса подключает к счетчику 14 импульсов генератор 13 тактовых импульсов-(диаграмма 22 на фиг. 2). Результат из30

20

35

40

10

д

мерени  со счетчика 14 импульсов мо- жет быть непосредственно введен в ..- ЭВМ.

При внедрении фотоэлектрического устройства дл  измерени  линейных размеров нагретых- изделий повьшаетс  точность контрол  обечаек в процессе калибровки, что исключает повторный цикл производства, который требует дополнительных трудовых и материальных затрат.

5

5

0

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Фотоэлектрическое устройство дл  измерени  размеров нагретых изделий, содержащее оптически св занные вибрационный сканатор, выполненный в виде установленного с возможностью пе- 0 ремещени  между упорами вибратора с закрепленным на нем фотоприемником и генератора, и светофильтр, блок автоматической регулировки усилени , св занный с выходом фотоприемника, последовательно соединенные усилитель фотопотока, триггер Шмитта и дифференцирующую цепь и коммутатор, вход усилител  фотопотока св зан с выходом фотоприемника, отличающее- с   тем, что, с целью повышени  точности измерени , оно снабжено последовательно соединенными генератором сигналов специальной формы, компаратором и триггером, счетчиком импульсов и генератором тактовых импульсов, перкый вход генератора сигналов спе- , циальной формы через диод соединен с диф.ференцирующей цепью, а второй вход  вл етс  входом задани  номинального размера издели , второй вход компа-п ратора соединен с выходом усилител  фотопотока, второй вход триггера через инвертирующий диод соединен с первым входом генератора сигналов- .специальной формы, первый вход ком- У- мутатора соединен с выходом триггера второй вход - с выходом генератора тактовых иьтульсов, а выход - с входом счетчика импульсс1В.

   5

   0

   Фиг г