SU838333A1 - Компаратор дл поверки штриховых мер - Google Patents

Description

(54) КОМПАРАТОР ДЛЯ ПОВЕРКИ ШТРИХОВЫХ МЕР

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  поверки как линейных, так и угловых штриховых мер.

Известны устройства дл  измерени  линейных размеров, имеющие два измерительных канала, каждый из которых содержит однострочную отклон ющую систему и демодул торы , выполненные по схеме пик-детектора . В состав устройства входит так же триггер, конъюнктор и генератор тока сканировани  I.

Однако, гюскольку все преобразовани  сигналов выполн ютс  аналоговыми устройствами , точностные возможности этого устройства ограничены, а необходимость введени  в него узлов автоматической регулировки , чувствительности ограничивает его быстродействие.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  компаратор дл  поверки штриховых мер, содержащий образцовую меру, канал образцовой меры, включающий последовательно соединенные передающую телевизионную трубку с однострочной отклон ющей системой, имеющей генератор . тока сканировани , усилитель, синхронный детектор, синхронизирующий вход которого соединен с выходом генератора тока сканировани , два параллельно включенных пороговых элемента, реверсивный счетный блок, суммирующий и вычитающий входы которого соединены с выходами соответствующих пороговых элементов, и преобразователь код-напр жение, выход которого подключен к отклон ющей системе телевизионной трубки, и канал повер емой меры, включающий последовательно соединенные передающую телевизионную трубку с однострочной отклон ющей системой, имеющей генератор тока сканировани , усилитель, синхронный детектор, синхронизирующий вход которого соединен с выходом генератора тока сканировани , два параллельно включенных пороговых элементов и триггер, раздельные входы которого соединены с выходами соответствующих пороговых элементов 2. Недостатком известного устройства  вл етс  использование счетного блока на малом участке его диапазона и в течение короткого времени: в момент прохождени  щтриха через анализирующую апертуру канала повер емой меры, что приводит к усложнению устройства. Цель изобретени  - упрощение устройства . Цель достигаетс  тем, что реверсивный счетный блок выполнен со входом запрета счета, а выход триггера соединен с этим входом . На чертеже приведена структурна  схема компаратора. Источниками света 1.1 и 1.2 освещены образцова  мера 2 в виде периодических прозрачных и непрозрачных участков и повер ема  щтрихова  мера 3, механически св занные между собой так, что обеспечено синхронное перемещение мер в направлении, показанном на чертеже стрелкой. Шаг меры 2 выбран равным щагу меры 3, либо в целое число раз меньщим щага последней. Изобр жени  мер 2 и 3 спроецированы по средством оптических систем 4.1 и 4.2 на фотокатоды передающих телевизионных трубок 5 и 6, снабженных однострочными отклон ющими системами с отклон ющими катущкзми 7 и 8 в канале образцовой меры и катушкой 9 канала повер емой меры. В каждом из каналов сигнальные выходы трубок 5 и 6 св заны со входами усилителей 10 и 11 соответственно. Генератор 12 тока сканировани  подключен к катущкам 7 и 9, а также к синхронизирующим входам синхронных детекторов 13 и 14, сигнальные входы которых подключены к выходам усилителей 10 и 11 соответственно. К выходам синхронных детекторов 13 и 14 подключены по два пороговых элемента 15 и 16, 17 и 18 соответственно, выполненных по схеме балансного диодно-регенеративного компаратора напр жени  на базе блокинг-генератора и имеющих импульсный выход. Выходы пороговых элементов 15 и 16 подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетного блока 19, выход которого св зан с преобразователем код-напр жение (ЦКН) 20, выход которого -подключен к катушке 8. Элементы компаратора 1.1, 2, 4.1, 5, 7, 8, 10, 13, 15, 16, 19 и 20 образуют измерительный канал образцовой меры. Выходы пороговых элементов 17 и 18 подключены к соответствующим входам триггера 21 с раздельными входами. Выход триггера 21 подключен ко входу запрета счета реверсивного счетного блока 19. Элементы компаратора 1.2, 3, 4.2, 6, 9, 11, 14, 17, 18 и 21 образуют измерительный канал повер емой меры. Компаратор работает следующим образом . В канал образцовой меры ток генератора 12, протекающий по катущке 7, вызывает сканирование изображени  меры 2 электронным лучом телевизионной трубки 5, выходной сигнал которой усиливают усилителем 10 и демодулируют синхронным детектором 13. При совпадении фазы выходного сигнала усилител  10 с фазой напр жени  генератора 12 на выходе синхронного детектора 13 возникает положительное напр жение , которое возбуждает пороговый элемент 15, генерирующий импульсное напр жение. Эти импульсы поступают на суммирующий вход счетного блока 19, где регистрируютс . С каждым зарегистрированным импульсом на выходе ПКН 20 ступенчато нарастает посто нное напр жение, возбуждающее в катущке 8 ступенчато нарастающий ток. Магнитное поле катущки 8 квантует центр сканировани  по фотокатоду телевизионной трубки 5 до того момента, когда составл юща  сигнала с частотой сканировани  на входе синхронного детектора 13 становитс  равной нулю, после чего пороговый элемент 15 прекращает генерацию импульсов, накопление которых в счетном блоке 19 прекращаетс , что приводит к прекращению квантовани  сканирующего электронного луча трубки 5. При перерегулировании (или под действием импульсной помехи), когда счетный блок 19 зарегистрировал лищние импульсы, входной сигнал синхронного детектора 13 становитс  противофазным напр жению генератора 12, а на выходе синхронного детектора 13 возникает отрицательное напр жение , возбуждающее пороговый элемент 16. Импульсы последнего, поступа  на вычитающий вход счетного блока 19, что приводит к квантованию сканирующего электронного луча трубки 5 в обратном напр жении до тех пор, пока напр жение на выходе синхронного детектора 13 вновь не станет равным нулю и не прекратит генерацию импульсов пороговый элемент 16. Перемещение меры 2 приводит к накоплению импульсов в счетном блоке 19, при котором непрерывно поддерживаетс  нулевое напр жение на выходе синхронного детектора 13. При этом текущему положению меры 2 соответствует текущее значение числа накопленных счетным блоком 19 импульсов. Емкость счетного блока 19 выбрана равной 1000 импульсов. Поступление в счетный блок каждого импульса вызывает квантование электронного луча на 0,001 щага изображени  меры на фотокатоде трубки 5, а поступление тыс чного импульса вызывает переполнение счетного блока 19 и возврат его в исходное состо ние, что происходит при перемещении меры 2 на один шаг. При этом выходное напр жение ПКН 20 скачком падает до нул , а электронный луч скачком перемещаетс  на один щаг в направлении, обратном перемещению изображени  меры 2, при сохранении выходного напр жени  синхронного детектора 13 равным нулю, и слежение за перемещением меры 2 продолжаетс  аналогично описанному. Таким образом в канале образцовой меры имеет место след щее компенсационное преобразование величины перемещени  меры 2 в цифровой код с интерполированием щага образцовой меры.

В канале повер емой меры 3 электронный луч трубки 6 сканирует под действием магнитного пол  катушки 9. Работа узлов 1, 3,4, 6, 9, 11, 14, 17 и 18 аналогична работе соответствующих узлов канала с образцовой мерой. При вхождении изображени  штриха перемещающейс  меры 3 в зону сканировани  на входе синхронного детектора 14 возникает положительное напр жение, которое при перемещении меры 3 возрастает до тех пор, пока граница штриха не совпадет с серединой зоны сканировани , после чего напр жение на выходе синхронного детектора 14 падает и переходит через нулевое значение, когда середина штриха проходит через середину зоны сканировани . При дальнейшем перемещении меры 3 возрастает отрицательное напр жение на выходе детектора 14, которое достигает максимального значени  в момент , когда втора  граница штриха совпадает с серединой зоны сканировани , после чего отрицательное напр жение падает и становитс  равным нулю после выхода изображени  штриха из зоны сканировани . При по влении на выходе синхронного детектора 14 положительного напр жени  возбуждаетс  пороговый элемент 17, выходные импульсы которого вывод т триггер 21 из исходного состо ни , сигнал с выхода триггера воздействует на вход запрета счета реверсивного счетного блока 19, и счет импульсов прекращаетс . При таком взаимодействии каналов канал образцовой меры следит за перемещением меры 2 только в тот отрезок времени, когда положение на фотокатоде изображени  штриха меры 3 обеспечивает положительное напр жение на выходе синхронного детектора 14 канала повер емой меры. Слежение за перемещением меры 2 прекращаетс  после прохождени  через центр сканировани  середины изображени  штриха меры 3. Зарегистрированное счетчиком 19 число импульсов сохран етс  до вхождени  в зону сканировани  очередного штриха меры 3. Это число, характеризующее координату положени  штриха меры 3, может быть считано визуально по цифровому индикатору счетного блока 19 или зарегистрировано на бумаге посредством ЦПУ. При шаге меры 2, равном 0,1 мм, и емкости порогового элемента 16, равной 1000 импульсов, цена импульса равна 0,1 мкм. В качестве меры 2 может быть применена интерференционна  картина когерентного источника света или растровое сопр жение, в том числе и образованное радиальными растрами при необходимости поверки угловых мер.

Предлагаемое устройство имеет более простую схему, чем прототип, что достигаетс  совмешением функций регистра и счетного блока, и позвол ет наблюдать в течение некоторого времени отсчет на цифровом табло счетного блока, что существенно упрошает контроль за процессом измерени .

Claims (2)

1.Полоник В. С. Телевизионные автоматические устройства. М., «Св зь, 1974, с. 130-137.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2060936/18-28, кл. G 01 В 19/36, 1974 (прототип).

1.1

1.1

шшшш

...

7

/ . . .

8

fO

3

15

16

19

к индикатору

к ЦПУ

.гл

п

.A.J

9

11

1

17

1д

21