УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ Российский патент 2003 года по МПК G01B11/02 G01B21/00 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения размеров объекта и его участков.

Известно устройство измерения линейных размеров, описанное в а.с. 1610269, авторы Часовской А.А., Янина Т.Д., в котором с помощью непрерывного лазерного излучателя осуществляется облучение объектов, которые могут иметь размеры, например, до 2 метров и более. В нем луч от неподвижного непрерывного лазерного излучателя проходит через отверстие отражательного зеркала с отверстием и далее отражается от облучателя, который может представлять из себя повернутое отражательное зеркало, которое расположено на подвижной платформе, двигающейся с помощью привода вдоль измеряемого объекта. В процессе движения платформы осуществляется облучение измеряемого объекта. Скорость движения платформы задается блоком управления приводом, в зависимости от величины напряжения, поступающего на вход привода. Отраженная от объекта световая энергия поступает в лазерный приемник, где преобразуется в электрические сигналы. Амплитуда этих сигналов зависит от отражательной способности объекта.

С выхода лазерного приемника сигнал поступает в амплитудный селектор, который выдает сигнал в момент изменения амплитуды сигнала, поступающего на его вход, что имеет место в моменты начала и конца облучения объекта или его отдельных участков. Анализатор выдает сигнал, длительность которого зависит от величины линейного размера. Длительность сигнала подсчитывается с помощью счетчика, на вход которого через элемент совпадения подаются импульсы, частота которых зависит от скорости вращения привода. Подсчитанный счетчиком размер объекта поступает в индикатор, который сбрасывается с помощью панели сброса. Однако для выдачи электрических меток на вход счетчика необходимо использовать громоздкие узлы, например, неподвижные линейки с прорезями, длина которых зависит от длины измеряемого объекта. Кроме того устройство неспособно измерять линейные размеры отдельных участков объекта.

Известно устройство определения линейных размеров, изложенное в патенте 2030709, 1995г., авторы Часовской А.А. и Янина Т.А. Оно может измерять размеры как малых, так и удлиненных объектов. В него входят те же узлы, что и в вышеупомянутом первом аналоге, но в отличие от него измеряются линейные размеры не только самого объекта, но и всех его участков. Однако для этого требуется введение дополнительных сложных схем и узлов (ОЗУ, счетчиков триггеров). Кроме того длина линейки с прорезями должна быть равна длине объекта, что увеличивает громоздкость устройства.

С помощью предлагаемого устройства осуществляется измерение линейных размеров объекта и его участков без введения дополнительных громоздких и сложных узлов. Достигается это введением датчика линейных меток, линии задержки и второго элемента совпадения, при этом датчик линейных меток жестко связан с приводом и имеет выход, соединенный с вторым входом первого элемента совпадения, а выход амплитудного селектора соединен со вторым входом второго элемента совпадения и через линию задержек со вторым входом счетчика, имеющего выход, соединенный с первым входом второго элемента совпадения, выход которого соединен с первым входом индикатора.

На чертеже и в тексте приняты следующие обозначения.

1 - линия задержки;
2 - амплитудный селектор;
3 - анализатор;
4 - элемент совпадения;
5 - счетчик;
6 - элемент совпадения;
7 - индикатор;
8 - датчик линейных меток;
9 - панель сброса;
10 - блок управления приводом;
11 - привод;
12 - подвижная платформа;
13 - облучатель;
14 - отражательное зеркало с отверстием;
15 - лазерный излучатель;
16 - лазерный приемник;
при этом оптический выход лазерного излучателя 15 через отверстие отражательного зеркала с отверстием 14 связан с оптическим входом облучателя 13, жестко связанного с подвижной платформой 12, имеющего оптический выход, связанный через отражательное зеркало с отверстием 14 с оптическим входом лазерного приемника 16, выход которого через амплитудный селектор 2 соединен: со вторым входом элемента совпадения 6, через линию задержки 1 со вторым входом счетчика 5 и через анализатор 3 с первым входом элемента совпадения 4, выход которого соединен с первым входом элемента совпадения 6, имеющего выход, соединенный с первым входом индикатора 7, второй вход которого соединен с выходом панели сброса 9, к тому же второй вход элемента совпадения 4 соединен с выходом датчика линейных меток 8, жестко связанного с приводом 11, жестко связанного с подвижной платформой 12 и имеющим вход, соединенный с выходом блока управления приводом 10.

Устройство работает следующим образом.

Луч от лазерного излучателя 15, который может работать в непрерывном или квазенепрерывном режиме, проходит через отверстие отражательного зеркала с отверстием 14 и далее отражается от облучателя 13, который может представлять из себя повернутое отражательное зеркало, которое расположено на подвижной платформе 12, движущейся с помощью привода 11 вдоль измеряемого объекта. В процессе движения платформы осуществляется облучение измеряемого объекта. Скорость движения платформы задается блоком управления приводом 10 в зависимости от величины напряжения, поступающего на вход привода с этого блока. Отраженная от объекта световая энергия поступает в лазерный приемник 16, где преобразуется в электрические сигналы. Амплитуда этих сигналов зависит от отражательной способности объекта. С выхода лазерного приемника 15 сигнал поступает в амплитудный селектор 2, который выдает сигнал в момент изменения амплитуды сигнала, поступающего на его вход, что имеет место в моменты начала и конца облучения объекта или отдельных его участков, на границах которых изменяется амплитуда. Анализатор 3 выдает сигнал, длительность которого зависит от величины линейного размера измеряемого объекта и от скорости движения платформы 12. Этот сигнал выдает разрешение элементу совпадения 4 на прохождение электрических меток с датчика линейных меток 8, жестко связанного с приводом 11. Пример исполнения датчика линейных меток 8, аналогичного датчику азимутальных меток, представлен, например, в книге "Радиотехнические системы" Ю. М. Казаринов, М. : Высшая школа, 1990, стр. 413-414. Частота следования этих моток зависит от скорости движения платформы 12 с облучателем 13, и они могут следовать с частотой, например, 100 мГц. Счетчик 5 считает количество следующих друг за другом меток в периоды между следующими друг за другом импульсами с амплитудного селектора 2, которые устанавливают счетчик 5 в исходное состояние, проходя через линию задержки 1. Величина линии задержки должна превышать время считывания информации со счетчика 5 при наличии разрешения на это считывание с амплитудного селектора 2 элементу совпадения 6. Таким образом, информация о линейных размерах объекта, а так же линейных размерах участков объекта поступает в индикатор 7, где - отображается. После окончания облучения объекта с помощью панели сброса 9 стирается информация с индикатора 7.

Предлагаемое устройство может быть использовано для измерения размеров объектов и его участков, в том числе и удлиненных, имеющих сложную конфигурацию. Устройство может быть использовано в ОТК на конвеерах, где детали движутся, а так же в строительстве, геодезии, навигации и в других областях.

При крупносерийном производстве сначала измеряется обычными неконтактными методами размеры первого объекта, который должен быть в допуске. Далее при автоматическом измерении остальных объектов их линейные размеры сравниваются с первым объектом. Точность измерения зависит от быстродействия интегральных схем и от погрешности установки измеряемых объектов.

Устройство измерения линейных размеров осуществляет измерение линейных размеров объекта и его участков без введения дополнительных громоздких и сложных узлов благодаря введению датчика линейных меток, линии задержки и второго элемента совпадения. При этом датчик линейных меток жестко связан с приводом и имеет выход, соединенный с вторым входом первого элемента совпадения, а выход амплитудного селектора соединен со вторым входом второго элемента совпадения и через линию задержки со вторым входом счетчика, имеющего выход, соединенный с первым входом второго элемента совпадения, выход которого соединен с первым входом индикатора. Технический результат: расширение арсенала средств измерения. 1 ил.

Устройство измерения линейных размеров, состоящее из лазерного излучателя, лазерного приемника, отражательного зеркала с отверстием, облучателя, подвижной платформы, привода, блока управления приводом, амплитудного селектора, анализатора, элемента совпадения, счетчика, индикатора и панели сброса, выход которой соединен с входом индикатора, и оптический выход лазерного непрерывного излучателя через отверстие отражательного зеркала с отверстием связан с оптическим входом облучателя, жестко связанного с подвижной платформой и имеющего оптический выход, связанный через отражательное зеркало с отверстиями с оптическим входом лазерного приемника, выход которого через амплитудный селектор, через анализатор соединен с первым входом первого элемента совпадения, имеющего выход, соединенный с первым входом счетчика, отличающееся тем, что вводится датчик линейных меток, линия задержки и второй элемент совпадения, при этом датчик линейных меток жестко связан с приводом и имеет выход, соединенный с вторым входом первого элемента совпадения, а выход амплитудного селектора соединен со вторым входом второго элемента совпадения и через линию задержки со вторым входом счетчика, имеющего выход, соединенный с первым входом второго элемента совпадения, выход которого соединен с первым входом индикатора.