Устройство для автоматического измерения размера объекта Советский патент 1983 года по МПК G01B21/00 

Изобретение относится к контроль но-измерительной технике, а именно к устройствам для автоматического бескрнтактного измерения размеров объектов из различных материалов, Известно устройство для автомати ческого измерения размера, содержащ оптически связанные проекционную си стему и шкалу светочувствительных элементов, а также электрически свя занные сканирующий блок, соединенмый выходами со светочувствительными элементами шкалы, и счетчик, подключенный к блоку индикации Cl3. Недостатком данного устройства является то, что обе границы изобра жения попадают в зоны нечувствитель ности шкалы. Это снижает точность измерения. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для автоматичес кого измерения размера объекта, содержащее источник света, установленные последовательно по ходу светово го луча оптическую систему и шкалу светочувствительных элементов, сканирующий блок, соединенный с светочувствительными элементами шкапы, блок сдвига изображения, счетчик и блок индикации 2}. Повышение точности измерений при помощи известного устройства может быть обеспечено уменьшением цены деления шкалы светочувствительных элементов или усилением увеличения оптической системы. Однако это ведет к усложнению устройства. Таким образом, недостатком устройства является сложность конструкции, особенно возрастающая при повышении точности измерений. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение точности измерений . . Поставленная цель достигается тем что устройство для автоматического измерения размера объекта, содержащее источник света, установленные последовательно по ходу светового луча оптическую систему и шкалу светочувствительных элементов, сканирующий блок, соединенный со светочувствительными элементами шкалы, блок сдвига изображения, счетчик и блок индикации, снабжено измерите лем сдвига изображения, соединенным с блоком сдвига изображения, и соеди ненными последовательно логическим блоком и вычислительным блоком, первый выход логического блока соединен с индикатором, второй - со сканирую щим блоком, третий - с измерителем сдвига изображения, первый вход -.со сканирующим блоком, а второй вход- с измерителем сдвига изображения, бл сдвига изображения соединен с логическим блоком и со шкалой светочувст вительных элементов, счетчик выполнен в виде счетчика старших разрядов и включен между логическим и вычислительным блоками. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство для автоматического измерения размера объекта состоит из источника 1 света/ оптической системы в виде объектива 2 и диафрагмы 3, шкалы 4 светочувствительных элементов, содержащей светочувствительные элементы 5-10, сканирующего блока 11, соединенных последовательно измерителя 12 сдвига изображения, содержащего датчик 13 положения изображения и счетчик 14 младших разря-. дов, логического блока 15, счетчика 16, вычислительного блока 17 и индикатора 18, измерителя 19 сдвига изображения в виде задающего генератора 20 и пьезокерамического преобразователя 21 перемещений, соединенного с ним. Устройство работает следующим об{зазом. Изображение измеряемой детали 22 проекцируют на шкалу 4 светочувствительных элементов. Блок 11 сканирует светочувствительные элементы 5-10 шкалы 4. Число светочувствительных элементов, изменивших свое состояние в результате взаимодействия с изображением, подсчитывается счетчиком 16 старших разрядов. По окончании:, счета логический блок 15 переключает сканирующий блок 11 на сканирование пары светочувствительных элементов шкалы 4. Адрес этой пары определяется при первом сканировании шкалы 4 одновременно со счетом светочувствительных элементов 5-10, изменивших свое состояние, как, например, первый в направлении сканирования, изменивший cBOis состояние, и как первый следующий, не изменивший свое состояние. Например, первым, изменившим свое состояние в результате взаимодействия с изображением, окажется элемент 6. Первым следующим, не изменившим своего состояния, окажется элемент 10. Таким образом, логический блок 15 переключает сканирующий блок 11 на сканирование элементов 6 и 10. Поскольку границы а к S изображения попадают в зону нечувствительности (зоны между элементами 5 и б, 9 и 10/ 1-калы 4j показания счетчика 14 содержат ошибку д, которая равна величина изображения, попавшая в зону нечувствительности между светочувствительными эл ментами 5 и 6 у границы О изображения, - величина изображения, попав шая в зону нечувствительности между светочувствительными элементги и 9 и 10 у границы (f изображения. Для устранения этой ошибки логиче кий блок 15 одновременно с переключением сканирующего блока 11 на сканирование пары светочувствительных элементов шкалы 4 включает генератор 20, задающий изменение напряжения на пьеэокерамическом преобразо вателе 21. Это приводит к поступател ному перемещению шкалы 4, которое пр должается до тех пор, пока не изменяет своего состояния два светочувствительных элемента шкалы 4. Раньше всех изменяют свое состояние эле1менты, расположенные у границы изображения в направлении смещения изображения. При этом диапазон перемещения меньше или равен цене деле ния шкалы 4. .41эменение размеров пьеэокерамического преобразователя 21, соответствующее величине смещения шкалы 4, контролирует датчик 13. Пусфь, например, при перемещении шкалы 4 вначале изменит свое состояние элемент 10, что регистрируется сканирующим блоком 11, поскольку он сканирует только два элемента 6 и 10. Изменение состояния элемента 10 используется в качестве импульса, одновременно с получением которого логический блок 15 включает счетчик 14 младших разрядов. При этом также используется импульс блока 11, переключенного логическим блоком 15 после выдачи первого импульса на сканирование только элемента 6. Содержимое счетчика 14 логический блок 15 передает с соответствующим знаком в вычислительный блок 17. При получении первого импульса от элемента 10 логический блок 15 передает содержимое счетчика 14 вы числительн(|у блоку 17 со знак( плюс. Если при перемещении шкалы 4 вначале изменит свое состояние элемент 6, а затем элемент 10, то блок 15 передает содержимое счетчика 14 вычислительному блоку 17 со знаке минус. Для выбранной лары элементов показания счетчика 16 должны быть увеличены на единицу. Поэтому счетчик 16 при счете чиСла элементов 5-10, перекрытых изображением объекта 22, всегда начинает счет с числа два. При срабатывании первым элемента 10 содержимое счетчика 16 оказывается меньшим, чем действительный размер. Поэтому содержимое счетчика 14 прибавляется. При срабатывании первъм элемента 6 содержимое счетчика 16оказывается большим, чем действительный размер. В этом случае блок 17вычитает показания счетчика 14 из показания счетчика 16. Таким образом, предлагаемая схема измерения обеспечиаает возможность выполнения шкалы с дискретностью установки светочувствительных элементов большей, чем заданная точность измерения перемещения, что конструкцию устройства при повылении точности измерения.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРА ОБЪЕКТА, содержащее источник света, -установленные последовательно по ходу светового луча оптическую систему и шкалу светочувствительных элементов, сканирующий блок, соединенный со светочувствительньми элементами шкгшы, блок сдвига изображения, счетчик и блок индикации, отличающеес я тем, что, с целью упрощения конструкции и првшаения точности измерения, оно снабжено из юрителем сдвига изображения, соедшненньш с блоком сдвига изображения, и соединеншАш последовательно логическим, блоком и вычислительным блоком, первый выход логического блока соединен с индикатором, второй - со сканирующим блоком, третий - с измерителем сдвига изобраикения, первый вход со сканирующим блоком, а второй вход с измерителем сдвига изображения, блок сдвига изобргикения соединен с логическш блоком и со шкалой светочувствительных элементов, счетчик выполнен в виде счетчика старших разрядов и включен между логическим и вычислитепыолм блоками. О ISD vi СП