SU945646A1 - Фотоимпульсный измеритель поперечных размеров объектов - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для бесконтактного измерения поперечных размеров объектов, например, ширины горячего проката в процессе производства. ⁵

Известен измеритель ширины объектов, содержащий оптико-электронные датчик, формирователь измерительного импульса и блок- обработки информации CiJ 10 . Однако такие измерители обладают недостаточной точностью измерений при расфокусировании изображения кромок объекта.

Наиболее близким к изобретению по ,5 технической сущности является фотоим— пупьсный измеритель поперечных размеров объектов, содержащий оптико—электронный датчик с Дискретным фотоэлектрическим преобразователем, генератор 20 опроса, формирователь измерительного импульса, логический элемент И и счетчик, входы генератора опроса и формирователя измерительного импульса под — ключены к оптико-электронному датчику с дискретным фотоэлектрическим преобразователем, а выходы соединены с входами логического элемента И, выход которого соединен с входом счетчика [2J.

Недостатком измерителя является возникновение погрешности измерений при перемещении объекта в направлении оптической оси оптико-электронного датчи— , ка с дискретным фотоэлектрическим преобразователем, вызываемой изменением масштаба изображения 'объекта в плоскости установки дискретного фотоэлектрического преобразователя.

Цепь изобретения — повышение точности измерений при перемещении объекта в направлении оптической оси оптико-электронного датчика с дискретным фотоэлектрическим преобразователем.

Указанная цепь достигается тем, что измеритель снабжен блоком коррекции с двумя входами, логический элемент И выполнен трёхвходовым, первый и второй входы блока коррекции подключены соот— ветственно к оптико-электронному датчику с дискретным фотоэлектрическим преобразователем и выходу генератора опроса, а выход соединен с третьим входом логического элемента И. 5

Кроме того, блок коррекции выполнен в виде селектора длительности фронта, двухвходового логического элемента И, счетчика, управляемого делителя и одновибратора, выход селектора длительности 10 фронта соединен с первым входом двухвходового .логического элемента И, второй вход которого- соединен с’ тактирующим входом управляемого делителя, выход двухвходового логического элемента И - 15 с входом счетчика, выход которого соединен с информационным входом управляемого делителя, выход которого соединен с входом одновибратора, выход которого является выходом блока коррекции, вход ₂₀ селектора длительности фронта является первым входом блока коррекции, а второй вход двухвходового логического элемента И - вторым входом блока коррекции.

На фиг. 1 представлена функциональ- ₂₅ ная схема измерителя; ‘ на фиг. 2 - временная диаграмма работы измерителя при *, .малой (а ) и большой (J) расфокусировках (номера эпюр напряжений соответ-·, ствуют номерам узлов, входящих в измеритепь).

Измеритель содержит оптико-электронный датчик 1 с дискретным фотоэлектрическим преобразователем, генератор 2 опроса, формирователь 3 измерительного импульса, трехвходовый логический эле- ³⁵ мент 4 И, счетчик 5, индикатор 6, блок 7 к’оррекции, состоящий из селектора 8 длительности фронта, двухвходового логического элемента 9 И, счетчик 10, управняемого делителя 11 и одновибратора 12.

' Измеритель работает следующим образом.

Измеряемый объект 13 проецируется на дискретный фотоэлектрический преобра-⁴⁵ зоватепь оптико-электронного датчика 1. Фотоэлектрический преобразователь периодически опрашивается генератором 2 опроса. На выходе датчика 1 периодически формируется видеосигнал, огибающая ко- ⁵⁰ торого характеризует распределение освещенности в изображении измеряемого объекта 13 на дискретном фотоэлектрическом преобразователе.

Формирователь 3 измерительного им- ⁵⁵ пульса преобразует видеосигнал, снимаемый с датчика 1, в прямоугольный импульс, длительность которого равна длительности видеосигнала на уровне, близком к половине от его амплитудного значения.

Сформированный прямоугольный импульс поступает на вход логического элемента 4 И, на второй вход которого поступают заполняющие импульсы с генератора 2 опроса. Частота заполняющих импульсов генератора 2 опроса больше частоты опроса дискретного фотоэлектрического преобразователя датчика 1.

На выходе логического элемента 4 И периодически формируются пачки импульсов, которые подсчитываются счетчиком 5 ,и индицируются индикатором 6. Количество импульсов в пачке пропорционально ширине измеряемого объекта 13. '

При перемещении измеряемого объекта 13 в направлении оптической оси датчика 1 размер изобрежения на поверхности дискретного фотоэлектрического преобразователя увеличивается, что приводит к увеличению длительности видеосигнала.. Одновременно увеличивается длительность фронтов видеосигнала, снимаемого с датчика 1, из-за расфокусирования границы измеряемого объекта.

Длительность фронта видеосигнала измеряется селектором 8 длительности фронта, который формирует импульс, длительность которого пропорциональна длительности фронта видеосигнала. Импульс, снимаемый с выхода селектора 8 длительности фронта, поступает на первый вход логического элемента 9 И, на второй вход которого поступают заполняющие импульсы с генератора 2 опроса. На выходе логического элемента 9 И периодически формируется пачки импульсов, число импульсов в которых пропорционально длительности фронта видеосигнала, т.е. расфокусировке изображения (величине масштабной погрешности).

Количество импульсов, формируемых на выходе логического элемента 9 И, подсчитывается счетчиком 1Q, который управляет управляемым делителем 11, на тактирующий вход которого поступают запоминающие импульсы с генератора 2 опроса.

На выходе управляемого делителя 11 ' формируется импульсная последовательность, причем расстояние между импульсами пропорционально расфокусировке изображения объекта, т.е. величине масштабной погрешности.

Импульсы, снимаемые с выхода управляемого Делителя 11, периодически запускают одновибратор 12, выходные сигналы с которого поступают на дополнительный вход логического элемента 4. Сигналы с выхода одновибратора 12 периодически блокируют прохождение заполняющих импульсов, снимаемых с генератора 2 опроса на вход счетчика 5, уменьшая величину масштабной погрешности измерений.

Коэффициент деления управляемого делителя 11 выбирается, исходя из соотношения изменения длительности фронта видеосигнала и длительности самого видео- . сигнала при расфокусировании изображения объекта, т.е. при перемещении измеряемого объекта 13 вдоль оптической оси датчика 1.

Экономический эффект от использования изобретения, получаемый за счет повышения точности измерения в 1,5-2 раза, составляет 20—30 тыс. рублей в год в расчете на одно устройство.

Claims (2)

1. 3. 94 ветственно к оптико-электронному датчику с дискретным фотоэлектрическим преобразователем и выходу генератора опро са, а выход соединен с третьим входом логического элемента И. Кроме того, блок коррекции выполнен в виде сепектора длительности фронта, двухвходового логического элемента И, счетчика, управп емого делител  и одновибратора , выход селектора длительности фронта соединен с первым входом двухвходового .погического элемента И, второй вход которого, соединен с тактирующим входом управл емого делител , выхо двухвходового логического элемента И с входом счетчика, выход которого соеди нен с информахшонным входе управл емо го делите п , выход которого соединен с входом одновибратора, выход ко -орого  вл етс  выходом блока коррекции, вход -Селектора д итепьности фронта  вл етс  первым входом блока коррекдии, а второй вход ДЕуквходового JIoгичecкoгo элемента И - вторым входом блока коррекции. На фиг. 1 представлена функциональна  схема измерител ; на фиг. 2 - временна  диаграмма работы измерител  при мапой (а ) и большой (cf) расфокусировках (номера эпюр напр жений соответ-i ствуют номерам узпов, вход щих в измеритепь ). Измеритель содержит оптико-электрон ный датчик 1 с дискретным фотоэлектри ческим преобразователем, генератор 2 опроса, формирователь 3 измерительного импульса, трехвходовый логический элемент 4 И, счетчик 5, индикатор 6, бпок 7 коррекции, состо щий из селектора 8 длительности фронта, двухвходового пог-ического элемента 9 И, счетчик 10, управл емого делител  11 и одновибратора 12. Измеритель работает следующим образом . Измер емый объект 13 проецир етс  на дискретный фотоэлектрический преобра зователь оптико-электронного датчика 1. Фотоэлектрический преобразователь периодически опрашиваетс  генератором 2 оп роса. На выходе датчика 1 периодически формируетс  видеосигнал, огибающа  которого характеризует распределение освещенности в изображении измер емого объекта 13 ва дискретном фотоэлектрическом преобразователе. Формирователь 3 измерительного импульса преобразует видеосигнал, снимаемый с датчика 1, в пр моугольный импульс , длительность которого равна дли6 тельности видеосигнала на уровне, близком к половине от его амплитудного значени . Сформированный пр моугольный импульс поступает на вход логического элемента 4 И, на второй вход которого поступают заполн ющие импульсы с генератора 2 опроса. Частота заполн ющих импульсов генератора 2 опроса больше частоты опроса дискретного фотоэлектрического преобразовател  датчика 1. На выходе логического элемента 4 И периодически формкруютс  пачки импульсов, которые подсчитываютс  счетчиком 5 ,и индицируютс  индикатором 6. Количество импульсов в пачке пропорционально ширине измер емого объекта 13. .. При перемещении измер емого объекта 13 в направлении оптической оси датчика 1 размер изобрежени  на поверхности дискретного фотоэлектрического преобразовател  увеличиваетс , что приводит к увеличению длительности видеосигнала. , Одновременно увеличива;етс  длительность фронтов видеосигнала, снимаемого с датчика 1, из-за расфокусировани  границы измер емого объекта. Длительность фронта видеосигнала измер етс  селектором 8 длительности фронта , который формирует импульс, дпитешьность .которого пропорциональна длительности фронта видеосигнала. Импульс, снимаемый с выхода селектора 8 длительности фронта, поступает на первый вход логического элемента 9 И, на второй вход которого поступают заполн юлше импульсы с генератора 2 опроса. На выходе логического элемента 9 И периодически формируетс  пачки импульсов, число импульсов в которых пропорционально длительности фронта видеосигнала, т.е. расфокусировке изображени  (величине масштабной погрешности). Количество импульсов, формируемых на выходе логического элемента 9 И, подсчитываетс  счетчиком 1Q, который управл ет управл емым делителем 11, на тактирующий вход которгагр поступают запоминаюпдае импульсы с генератора 2 опроса. На выходе управл емого делител  11 формируетс  импульсна  последовательность , причем рассто ние между импульсами пропорционально расфокусировке изображени  объекта, т.е. величине масштабной погрешности. Импупьсы, снимаемые с выхода управл емого депитеп  11, периодически запускают одновибратор 12, выходные сигнапы с которого поступают на допопнитепьный вход логического элемента 4, Сигнапы с выхода одновибратора 12 периодически блокируют прохождение заполн ющих импульсов, снимаемых с генератора 2 опроса на вход счетчика 5, умень ша  величину масштабной погрешности измерений . Коэффициент делени  управл емого делител  11 выбираетс , исход  из соотношени  изменени  длительности фронта видеосигнала и длительности самого видеосигнала при расфокусировании изображени  объекта, т.е. при перемещении измер емого объекта 13 вдоль оптической оси датчика 1. Экономический эффект от использовани  изобретени , получаемый за счет повышени  точности измерени  в 1,5-2 раза , составл ет 2О-ЗО тыс. рублей в год в расчете на одно устройство. Формула изобре, тени  1, Фотоимпульсный измеритель поперечных размеров объектов, содержащий оптико-электронный датчик с дискретным фотоэлектрическим преобразователем, генератор опроса, формирователь измерительного импульса, логический элемент И и счетчик, входы генератора опроса и фо мировател  измерительного импульса под ключены к оптико-электронному датчику с дискретным фотоэлектрическим преобра зователем, а выходы соединены с входами логического элемента И, выход котор го соединен с входом счетчика, отли чающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений при перемещении объекта в направлении оптической оси оптико-электрюнного датчика с дискретным фотоэлектрическим преобразователем , он снабжен блоком коррекции с двум  входами, логический элемент И выполнен трехвходовым, первый и второй входы блока коррекции подключены соответственно к оптико-электронному датчику с дискретным фотоэлектрическим пре- . образователем и выходу генераторю опроса , а выход соединен с входом логического элемента И. 2. Фотоимпульсный измеритель по п. 1, отличающийс  тем, что. блок коррекции выполнен в виде селектора длительности фронта, двухвходового логического элемента И, счетчика, упра&л емого делител  и одновибратора, выход селектора длительности фронта соединен с первым входом двухвходового логического элемента И, второй вход которого соединен с тактирующим входом управл емого делител , выход двухвходового логического элемента И - с входом счетчика выход которого соединен с информационным входом управл емого делител , выход которого соединен с входом одновибратора , выход которого  вл етс  выходом блока коррекции, вход селектора длительноста фронта  вл етс  первым входом блока коррекции, а второй вход двухвходового логического элемента И - вторым входом блока коррекции. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 381888, кп. G 01 В 21/06, 1971.
2. 2.Патент Англии N 38332О, кл. QIA (Q 01 В 11/04), 1960 (прототип ).

   серое

   J

   //

   w//

   I I

   tf

   in

   f I 1

   jjl

   L SllLSl

   // г

   Illlllllll

   n

   ИШОПОЕЖ

   tHfi.2