ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СЛЕДЯЩЕЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1955 года по МПК G01B11/02 

Предметом изобретения является фотоэлектрическое следящее измерительное устройство, предназначенное для бесконтактного измерения линейных геометрических размеров непрозрачных тел.

Существующие фотоэлектрические следящие измерительные устройства производят отсчет размеров непрозрачных тел с одной стороны.

Предлагаемое измерительное устройство позволяет производить измерение непрозрачного тела с двух сторон одновременно, что исключает необходимость дополнительных установочных операций и значительно сокращает время, потребное на измерения.

На чертеже изображена схема фотоэлектрического следящего измерительного устройства.

Принцип работы измерительного устройства заключается в следующем.

При помощи двух оптических систем, состоящих из зеркал 1 и линз 2, изображение измеряемого тела А разделяется на две части и проектируется на катоды двух фотоэлементов 3.

На пути каждого светового потока установлена щелевая дифрагма 4, ограничивающая поле зрения фотоэлемента одной стороной измеряемого тела.

Поворотные профилированные экраны 5 в зависимости от угла поворота изменяют степень перекрытия светового потока, проходящего через щелевую диафрагму.

Вращение каждого экрана осуществляется небольшими реверсивными электродвигателями 6, управляемыми через электронные усилители 7 от соответствующих фотоэлементов.

Если измеряемое тело светится (например, раскаленная полоса металла при прокатке), то схема включения фотоэлементов и их усилителей выполняется таким образом, что при незасвеченных фотоэлементах двигатели поворачивают экраны в сторону уменьшения перекрытия щелевых диафрагм до их полного открытия; в этих положениях поворотные механизмы доходят до ограничителей упоров. Засвечивание фотоэлемента вызывает поворот экрана в противоположном направлении, т.е. в направлении перекрытия щелевой диафрагмы, со скоростью, пропорциональной величине светового потока, попадающего на катод.

Поворот экрана будет осуществляться до тех пор, пока световой поток при перекрытии щелевой диафрагмы не будет достаточно мал и скорость поворотного двигателя не станет равной нулю. При достаточно большом коэффициенте усиления электронного усилителя этот остаточный световой поток может быть сделан исчезающе малым. При этом поворот каждого из экранов будет соответственно (пропорционален размерам и - участков измеряемого тела, охватываемых полем зрений оптических систем измерителя.

Для суммирования измеренных отрезков и с валом каждого экрана соединены сельсины 8, включенные по схеме трансформатора. Выходное напряжение такой схемы пропорционально синусу угла рассогласования роторов сельсинов. Взаимное расположение их роторов выбирается таким, чтобы в крайнем положении экранов угол рассогласования был равен нулю, а следовательно, было равно нулю и выходное напряжение. Направление вращения сельсинов выбирается таким, чтобы при их повороте от нулевого положения угол, рассогласования был равен сумме углов поворота каждого сельсина. Тогда выходное напряжение схемы сельсин-трансформатор будет пропорционально сумме отрезков и вольтметр 9, измеряющий это напряжение, может быть отградуирован непосредственно в миллиметрах.

Для отсчета действительного размера измеряемой стороны тела необходимо к измеряемой величине прибавить известную величину L - расстояние между крайними внутренними лучами оптической системы.

Если измеряемое тело темное, позади его располагается светящийся экран и экраны диаграммы размещаются таким образом, что при своем вращении из нулевого положения, соответствующего полностью открытым диафрагмам, они начинают перекрывать крайние - внешние - лучи, проходящие через оптическую систему.

1. Фотоэлектрическое следящее измерительное устройство для бесконтактного измерения линейных геометрических размеров различных непрозрачных тел, состоящее из двух независимых фотоследящих систем, связанных друг с другом сельсинами, которые соединены по схеме трансформатора и служат для отсчета размера непрозрачного тела, отличающееся тем, что, с целью отсчета полного геометрического размера измеряемого непрозрачного тела применена симметричная оптическая система, разделяющая изображение измеряемого тела на две части и проектирующая световой поток на фотоэлементы.

2. Форма выполнения измерительного устройства по п. 1, отличающаяся тем, что перед щелевыми диафрагмами установлены профилированные экраны для получения линейной зависимости между световым потоком и током фотоэлемента.