Устройство для измерения размеров движущихся объектов Советский патент 1983 года по МПК G01B11/04 

Изобретение относится к измерительной техншсе и может быть использовано, в частности, для измерения размеров цвижушихся объектов. Известно устройство для измерения р меров цвижущихся объектов, соцержащее волоконно-оптический преобразователь, выполненньй из световодов, фотоэлектри ческий преобразователь, осуществляющий преобразование полученной световой РШ« формации в электрические импульсы, и блок обработки сигналов, получаемых с фотоэлектрического преобразователя, Ко личество электрических импульсов, сни маемых с фотоэлектрического преобргйо ватепя, определяет размер обьекта 1.1 J .Однако устройство обладает недостаточно высокой точностью измерения раз меров движущихся объектов бопь того времени считывания 1шформаиии, обусловленного конструкцией считывающе го узла. Большое время считывания при водит к тому, что объект успевает паре™ меститься на некоторое расстояние и возникает ошибка измерен1Ю, Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устрой ство для измерения размеров двюкуп1;ихся объектов, содержащее волоконно-оптичес« Кий преобразователь, включающий световоды, входные торцы которых образуют измерительную сетку, и кольцевой вертывающий блок, образованный выя;оа ными торцами световодов, расположен;/Jными по периметру неподвижной шайбьг, считьшающий узел, состоящий из ДБИга тепя и установленного его валу диска со считывающим элементомг включаю щим один световод, фотоэлемент, распо цеженный перед выходом считывающе го элемента, и блок обработки сигнала, сое диненный с выходом фотоэлемента t Однако точность измерения размеров движущихся о&ьектов недостаточно высо кая за счет большого времени считыва ния световой информации, так как одно My считывающему световоду приходится просматривать подряд все световоды изме рительдой сетки, а гамеряемый объект усп вает переместиться за это время на нек торов расстояние, что обуславливает по явление ошибки измерения. Целью изобретения является повы шение точности измерения за счет умвныиения времени считывания световой информации. Поставленная цепь достигается тем, что устройство для измерэния размеров цвижушихся объектов, coqepiioamee воло конно-юптический преобразователь, чающий световоды, входные торцы кото рьгх образуют измерительную сетку, и кольцевой развертьюаюший блок, обра- зованный выходными торцами светово дов, расположенными по периметру не« подвиж:яой шайбы, считывающий узел, состоящий, из двигателя и установленное го на его валу диска со считывающим элементом, включающим один свеговоц, фотоэлемент, расположенный перед дом считывающего элемента, и блок обработки сигналов, соединенный с вы- ходом фотоэлемента, снабжено дополни тельными световодами, расположенными в считывающем элементе, число световодов волоконно-оптического преобразоватея ля выбрано не меньшим числа светово дов считывающего элемента, выходные торцы световодов считывающего элемента объединены в пучок, а входные торцы расположены по периметру диска таким образом, что угол, образованный радиу- сами, соецинякидими два соседних торца световодов, равен л In -t) - f где гп число световодов считывающего элемента; п число световодов волоконнооптического п|:юобразователя. На чертеже изображена приндипиальная схема устройства для измерения размеров движущихся объектов. Устройство содержит волоконнсьюптио ческнй преобразователь 1, включающий световоды 2, измерительную сетку 3, образованную входными торцазди свето водов 2, И кольцевой развертывающий блок 4, обр8.зованный выходными торцами световодов 2,, расположенными по перимет ру непоцвижной шайбы 5; считывающий узел 6, состоящий из двигателя 7, дис° ка 8 и считывающего элемента 9, фото элемент 10 и блок 11 обработки . сигнала. Блок 11 об ботки сигнала содержит пороговый элемент 12, счетчик 13,. формирователь 14 синхронизирующих импульсов, элемент 15 задержки, схему 16 совпадения,,преобразователь 17, блок коммутации (не по1шзан). На валу двигате ля 7 укреплен диск 8 со счит1 шаюшим элементом 9, содержащим световоды 18, выходные торцы которых объединены в пучок, Входньго торцы световодов 18 расположены по периметру диска 8 таким образом, что угол. Af-5 образованный радиусами, соединяющими два соседних торца световодов ( где гп - число световодов считывающего элемента; П - число световодов волоконнооптического преобразователя. Перед выходными торцами световодов 1 расположен фотоэлемент 10, выход которого подключен к входу порогового эле мента 12. Выход порогового элемента 1 соединен со счетным входом счетчика 13 вход установки нуля которого соединен с выходом элемента 15 задержки. Выход формирователя 14 синхронизи рующих импульсов соединен с входом элемента 15 задержки и одним из входо схемы 16 совпадения, другой вход которой подключен к выходу счетчика 13. Выход схемы 16 совпадения соединен с входом преобразователя 17, Световоды 2 предназначены для пере дачи световой информации от измеритель ной сетки 3 к кольцевому развертывак щему блоку 4. Световоды 18 предназначены для восприятия световых импульсов с выходных торцов световодов 2 и передачи и.х к входу фотоэлемента Ю. Фотоэлемент 10 предназначен для преобразования световых импульсов в электрические. Пороговый элемент 12 служит для формирования счетного импульса и вы полнен на типовых триггерах Шмидта в интегральном исполнении. Счетчик 13 предназначен для счета электрических импульсов и выполнен в виде суммирующего счетчика на логи ческих элементах. Преобразователь 17 служит для запоминания выходного сигнала счетчика и преобразования его в размер. Устройство работает следующим обра зом. При наличии всего измеряемого объек та (не показан) в поле зрения волоконн оптического преобразователя 1 блоком коммутации (не показан) запускают двигатель 7, включают формирователь 14 и пороговый элемент 12. На измерительну сетку 3 попадает световой поток от измеряемого объекта, образуя на ней его изображение. Световая-энергия воспринимается входными торцами световодов 2 и передается к выходным торцам световодов 2 укрепленнък на неподвижной шайбе кольцевого развертывающего блока 4, При повороте диска 8 на угол происходит совпадение одного из выходых 1Х)рцов световодов 2 с одним из входных торцов световодов 18. При дальнейшем повороте диска 8 происходит совпадение одного из следующих выходных торцов световодов 2 с одним из оставшихся входных торцов световодов 18 и т.д. Считывание полной световой информации, с всех выходных торцов световодов 2 происходит при повороте циска 8 на угол ), mn Световая энергия с засвеченных выходных торцов световодов 2 через совпадающие с ними торцы световодов 18 передается в виде -световых импульсов на фотоэлемент 10. Электрические импульсы с выхода фотоэлемента 10 поступают на вход порогового элемента 12. Пороговый элемент 12 формирует импульсы, поступающие на счетный вход суммирующего счетчика 13, который считает электрические импульсы, соответствующие световым импульсам, поступающим с измерительной сетки 3. После, поворота диска 8 на угол д Ч . (| -1) формирователь 14 вырабатывает синхронизирующий импульс, который поступает на вход схемы 16 совпадения, обеспечивая прохождение вьсчодно о сигнала счетчика 13 на вход преобразователя 17 и на элемент 15 задержки. После задержки с шхронизирующего импульса на врейя, достаточное для прохождения выходного сигнала счетчика 13 на преобразователь 17 с учетом длительности этого импульса и длительности синхронизирующего импульса, он поступает на вхоц установки О счетчика 13, сбрасывая его в нулевое положение. Блок коммутации отключает двигатель 7, фор мирователь 14 и пороговый элемент 12. При появлении нового измеряемого объекта полностью в поле зрения волоконнооптического преобразователя 1 блок коммутации запускает двигатель 7, включает формирователь 14, пороговый элемент 12., Ипроцесс измерения размеров движущихся тел происходит аналогичным образом. Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения размеров за счет уменьщения ощибки измерения, возникающей при больщом времени считывания информации. Совпадение входного торца одного из световодов считывающего элемента с

выхоцным торцом оаного из световсадов во;г;окрнно-оптичвслого преобразователя происходит при поворот© диска на угол

JJL

mn

Тогда считывание световой информации с всех Ш}1ходных торцов световодов волоконно-оптического преобразователя происходит при повороте диска на угол (п-1), причем число световодов волоконно-оптического преобразовате;ш И не меньше числа световодов считывающего элемента ihn, что исключает появление по грешности в измерении, обусловленной по вторным считыванием информации с .выходных торцов световодов Волоконноюптического преобразователя.

Таким образом, введение дополни тельных световодов в считывающий эле

мент при условии, что число световоаов волоконно-оптического преобразователя не меньше общего числа световоаов считывакмдего элемента, и предлагаемое расположение входных торцов световодов считываклцего элемента позволяет уменьшить угол поворота диска для считывания световой информации с всех выходных торцов световодов волоконно-оптического преобразователя, а следовательно, тить время считывания световой инфор мации.

За меньшее время считывания объект не успевает значительно изменить свое местоположение, т.е. ошибка измерения уменьшается и, следовательно, точное измерения повышается.

У f.

. У

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ ДВИЖУЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ, сопержашее волоконно-оптический преобразователь, включающий световоды, входные торцы,Которых образуют изме рительную сетку, и кольцевой развертыва ющий блок, образованный выходными тор цами световодов, расположенными по периметру неподвижной шайбы, считывающий узел, состоящий из двигателя и установ ленного на его валу диска со считывато щим элементов, включающим один свето вод, фотоэлемент, расположенный перед выходом считьшающего элемента, и блок обработки сигнала, соединенный с выхо. дом фотоэлемента, отличающеес я тем, что, с целью повыщения точ- ности измерения, оно снабжено дополни- тельными световодами, расположенными в считывающем элементе, число светово дов волоконномэптического преобразовав теля выбрано не меньшим числа световодов считывающего элемента, выходные торцы световодов считьтающего элемон- та объединены в пучок, а входные торс S цы расположены по периметру диска таким образом, что угол, образованный рааи усами, соединяющими два соседнго торца световодов,равен 1п-1), где m число световодов считьшающего элемента п число световодов волоконнаоптического преобразователя.