Фотоэлектрическое отсчетное устройство Советский патент 1984 года по МПК G01B21/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может Сыть испол зовано при измерениях пространственного положения различных объектов, например, штриховых решеток растровых шкал. Известно фотоэлектрическое отсчетное устройство, содержащее, фотоэлектрический преобразователь, с тоящий из оптически связанных объе тива, анализатора изображения и фо топриемника , привод и блок измерения перемещений, связанный с фотоэлектрическим преобразователем, ам плитудный дискриминатор, вход кото рого подключен к выходу фотоэлектрического преобразователя и блок преобразований l . Недостатком этого устройства яв ляются ограниченные функциональные возможности, вызываемые тем, что при его работе необходимо формирование внешнего стробирующего сигна ла, относительно которого фикси руется пространственное положение объекта. Цель изобретения - расширение : функциональных возможностей за сче фиксации постоянных расстояний от объекта.. л Указанная цель достигается тем, то в фотоэлектрическом отсчетно устройстве, содержащем фотоэлектрический преобразователь , СОСТОЯЩИ из оптически связанных объектива, анализатора Изображения и фотоприемника, привод и блок измерения пе ремещений связанные с фотоэлектрическим преобразователем, амплитудный дискриминатор, вход которого подключен к выходу фотоэлектричес кого преобразователя , и блок преобразований, последний выполнен в вид первого логического элемента И, первый вход которого подключен к выходу амплитудного дискриминатора, счетчика, вход которого подклю чен к выходу первого логического элемента И, первого триггера, входы Установка 1, Установка О, кото рого подключены к выходам амплитудного дискриминатора и счетчика, :второго логического элемента И, вхо да которого подключены к выходам первого триггера и блока измерения перемещений, а соединен с вх дом счетчика, вторым триггером, счетный вход которого подключен к выходу блока измерения перемещений а выход соединен с вторым входом первого логического элемента И. Анализатор изображения выполнен в виде двух последовательно установленных диафрагм расположенных на оси, перпендикулярной оптической оси объектива. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства на фиг.2 временные диаграммы сигналов, формируемых на выходах отдельных блоков устройства. Устройство содержит фотоэлектрический преобразователь 1 состоящий из оптически связанных объектива 2, анализатора 3 изображения, включающего две последовательно установленные диафрагмы 4 и 5, фртоприемник 6, привод 7 и блок 8 измерения перемещений, связанные с фотоэлектрическим преобразователем 1, амплитудный дискриминатор 9, состоящий из усилителя 10, блока 11измерения минимума, вход которого подключен к выходу усилителя 10, дифференциального усилителя 12, входы которого подключены к выходу усилителя 12 и блока 11 измерения минимума, блока 13 измерения максимума, вход которого подключенк выходу дифференциального усилителя 12, дифференциального усилителя 1 входы которого подключены к дифференциального усилителя 12и блока 13 измерения максимума, нуль-органа 15, вход которого подклю чен к выходу дифференциального усилителя 14, формирователя 16, вход которого подктв чеи к выходу нуль-органа 15, а выход соединен с управл:Я1ощими входами блоков 11 и 13 измерения минимума и максимума, блок 17 преобразований, состоящий из первого логического 18 И, первый вход которого подключен к выходу нуль-органа 15, счетчика 19, вход которого подктзочен к выходу первого логического элемента 18 И первого триггера 20, вход Установка 1 которого подключен к BUDCOду нуль-органа 15, вход Установка О подключен к выходу счетчика 19 второго логического элемента 21 И, входа которого к выходу триггера 20 и блока 9 измерения перемещений, второго триггера 22, счетный вход котснрого подключен к выходу блока 8 я мбрения перемещений, а выход соединен с ВТОРЫМ входом первого логического элемента 18 И, фо жйрователя 23, вход которого подключен к тахеяу счетчика 19. Изме{ яется пространственное положение метки 24, расположенной на о(&ъекте 25, Устройство работает следующим образом. Изображение метки 24, расположениой на объекте 25, отроится с помо11{ью объективе 2 фотоэлектрического преобразователя 1 плоскости установки щафрлгм 4 и 5 анализатора 3 изображения, за которым установлен фотоприемник 6. Фотоэлектрический преобразователь Iперемещается с помощью привода 7 а его пространственное перемещение измеряется блоком 6 измерения перемещений. При перемещении фотоэлектрического преобразователя 1 относитель но изображения метки 24 на выходе фотоприемника 6 последовательно формируется два сигнала, усиливаемых усилителем 10. Амплитудный дис кр1шинатор 9 последовательно работ ет в двух режимах - калибровочном и измерительном при последовательном прохождении диафрагм 4 и 5. При поступлении сигнала с выхода усилителя 10 его минимальное значение выделяется блоком 11 измерения минимума, разностный сигнал находится дифференциальным усилителем 12. Максимальное значение выходного сигнала, снимаемого с выхода дифференциальнего усилителя 12, измеряется с определенным масштабш:№4 коэффициентом блоком 13 измерения максимума, выходной сигнал с которого и с дифференциально усилителя 12 поступает на дифференциальный усилитель 14. Сигнал, формируеьшй на выходе дифференциал кого усилителя 14, поступает на куль-орган 15, формирующий прямоугольный сигнал, длительность кото рого пропорциональна длине метки 2 По заднему фронту прямоугольног сигнала, формируемого нуль-органом 15, формирователь 16 формирует импульс сброса, сбрасывающий блоки IIи 13 измерения минимума и макси мума в исходное состояние. Сигнал, снимаемый с выхода нуль-органа 15, jразрешает прохождение импульсов через первый логический элемент 18 И которые поступают с выхода блока 8 измерения перемещений фотоэлектрического преобразователя 1 с частотой , пониженной в 2 раза триггером 22. Импульсная последовательность, формируемая на выходе первого логического элемента 18 И, подсчитывается счетчиком 19. По зёшнему фронту импульса, формируемого нуль-органом 15, триггер 20 перебрасывается в состояние 1, выходной сигнал с которого разрешает прохождение импульсов через второй логический элемент 21 И, которые поступают с блока 8 измерения перемещений. Импульсная последовательность , формируемая на выходе второго логического элемента 21 И, подсчитывается счетчиком 19. При поступлении в счетчик 19 заданного числа импульсов на его выходе формируется сигнал, сбрасывающий триггер 20 в состояние О, и второй логический элемент 21 запирается. Сигнал, формируемый счетчиком 19, нормируется формирователем 23 и поступает на выход устройства. ВД)емя формирования сигнала на выходе формирователя 23 соответствует с определенным масштабным коэффициентом пространственному положению середины изображения метки 24, смещенной на фиксированное расстояние . Использование предложенного устройства позволяет осуществить временную фиксацию пространственного положения середины изображения метки, расположенной на объекте, что расширяет функциональные возможности устройства.

f/i

IB

(11

и

15

7