Устройство для считывания и измерения геометрических параметров протяженных объектов Советский патент 1984 года по МПК G06K9/62 

:о

эо

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для считыБанкя и измерения геометрических параметров протяженных объектов.

По основному авт св № 1037293 известно устройство, содержащее исполнительный блок, привод которого соединен с датчиком сигналов и с приемником, выход которого подключен к усилитглю-ограничителю. генератор опорной частоты, соединенный с датчиком сигналов,, с первым детектором и с входом первого триггера, выходы которого подключены к одним входам элементов И группы,, другие входы которых соединены ;с усилителем-ограничителем первый счетчик, подключенный к индикатору,- первый элемеЕ т И; один вход которого соединен с вторым триггером, другой гюдключен к генератору импульсов,- а, втлход соединен с вторым счетчиком усилитель мощности., гюдключерл ый и цкфро-аиалoгoвo лy преобразсвате;Ж1 и к приводу, второй детектор. БХОД которого соединен с выходом одного элемента. И группыJ третий триггера вход которого подключен к второму детектору, а выход соединен с одним входом второго элемента И, другой вход которого подключен к генератору иш1ул:ьcoBf дифференцирующий элемент соединенный с входом первого и с вьахо- дом второго триггера,, входы КОТОРОГО подкл очекы к первому и втором детектора.м, сумматорj вкодъа которого соединены с дифсреренцирующим зле-ментом,, с блоком п;у-шти и с вторьял счетчиком, а выход подкгаочек к цкфроаналоговозчу преобразователю, и третий детектор создинеиыый с выкодом другого элемента И группы элементов и., с входом третьего триггера i ,, ,, , Недостаток этого устройства - невысокая надежность при работе с протяженными объектаг«1. у которых часты переходы от чистой поверхности объекта к поверхности с погсрытием какимлибо слоем к обратно

Цель изобрзтаяИ) повышение кадежяостк у стройства

Поставленная цель лостигается тем,- что в яззесткоа устройство введены инвертору ссединенный: с индикатором и с третьим триггером, вторая группа элементов И,, выходы которых подключены к первог/ау счетчику, к инвертору и. к ГЕнератору опорной частоты, третья rpiynna элементов И„ входа ноторык соедияенк с зторы счетчиком и с генератором опорной частоты компаратс5рр подключенный к 6ло1г neuwcrti и к усилите-шс мощности, второй сумматор,, входы которого соединены с выхода уш элементов И второй и третьей групп, а выход подключен к компа-ратсрУр элемент эгптеркки, соадкнен-ный с третьим детектором, и элемент ИЛИ, входы которого подключены к генератору опорной частоты и к элементу задержки, а выход соединен с общим входом первого триггера.. На чертежепредставлена блок-схема устройсвва.

Устройство включает привод 1 с датчиком 2 сигналов, приемник 3, исполнительный блок 4, усилитель мощ0 ности 5, цифро-аналоговый преобразователь 6, первый сумматор 7, блок памяти 8, первый 9 и второй 10 счетчики, индикатор 11, первый 12 и второй 13 элементы И, первая группа 5 элементов и 14 и 15, первый 16, второй 17 и- третий 18 триггеры, генератор 19 опорной частоты, генератор . 20 игдаульсов, первый 21„ второй 22 и третий 23 детекторы, дифференцирующий элемент 24, усилитель-ограничитель 25; инвертор 26, вторую 27 и третью 28 группы элементов И, cyNMaтор 29,- компаратор 30, элементы задержки 31 и элемент-ИЛИ 32.

На чертеже также представлен объект исследования с первым 33 и вторым 34 слоями«

Устройотво работает следующим образом.

Генератор опорной частоты 19 вырабатывает последовательность синусоидальных колебаний, поступсшзщих 3 датчик 2р который излучает их в сторону плоской поверхности исследуемого объекта, и каждый раз в момент формирования синусоидальных колебаний генератор вырабатывает синхронизирующий импульс, поступающий на триггера 16, устанавливая его в нулевое состойние.

При дости: ении синусоидальных колебаний первого слоя 33 они отражажаются от его поверхности и поступают через приемник 3 и усилительограничитель 25 на элементы И 14 и 3-5. Поскольку триггер 16 находится в нулевом состоянии, то си1Н1усоидальЕые колебания через элемент И 14 поступают на детектор 22.

Параллельно с этим опорное синусоидальное напряжение с выхода генератора 19 поступает на детектор 21., Детекторы нуля 21 и 22, выполняемые по схеме триггера Шмидта, вырабатывают имп /льсъ в момент перехода входных синусоидальных сигналов через нуль„ в результате этого сначала тригге р 17 срабатывает от опорного сигнала А в момент запуска датчика 2, гфи этом открывается элемент И 12 и счетчик 10 начинает вести отсчет импульсов от генератора 20, Затем обрат ньлй; переброс триггера 17, прямой переброс триггера 18осуществляется сигналом Б. Время, в течение которого открыт триггер 17f пропорциональко сдвигу фаз между опорным сигналом

А и отраженным от поверхности первого, слоя сигналомВ.

При возвращении триггера 17 в исходное состояние переход напряжения на его другом выходе дифференцируется элементом 24 и импульсом, соответствующим моменту прихода сигна1/19 В, запускается сумматор 7, который суммирует величину эталонного расстояния от датчика 2 до поверхности 33, хранящуюся в блоке Пс1мяти 8 в обратном коде с показаниями счетчика 10,

Разность этих величин через ЦДЛ 7 и усилитель 5 мощности поступает на приво-д 1 в качестве сигнала рассогласования. Последний обрабатывает этот сигнал до получения су латором 7 нулевой разности.

Как только сигналы опорной частоты достигнут границы, разделяющей слои 33 и 34, они отражаются от нее .(сигнале) и через усилитель-ограничитель 25 и элемент И 15, который теперь открыт потенциалом триггера 16, так как последний переведен в противоположное состояние импульсом с дифференцирующего элемента 24 после прихода сигнала В, поступают на детектор 23, последний фиксирует момент перехода синусоидального напряжения через нуль и вырабатывает .имтульс, который возвращает триггер 18 в исходное состояние, снимая тем самым разрешаю1ций потенциал с элемента И 13.

За время разности фаз, пропорциональное толщине верхнего слоя 33, счетчик 9 зафиксирует определенное число импульсов, которое с учетом соответствующей градуировки индикатора 11 дает точную характеристику толщины покрытия 33 носителя 34.

В том случае, если сигналы, излучаемые датчиком 2, попадают на поверхность, чистую от каких-либо покрытий,, то в приемник 3 поступает пкшъ один сигнал В, а сигнал С отсут5ствует.

Для точного Измерения положения датчика 2 над поверхностью объекта с приходом сигнала В , высокий потен7 циал триггера 18 инвертируется инвер10тором 26, блокирует передачу показаний со счетчика 9 на индикатор 11 и закрывает группу 27 элементов И. В конце периода синусоидальных колебаний генератор 19 вырабатывает им5пульс конца периода измерения, который поступает на группы 27 и 28 элементов И, переписывая показания счетчиков 9 (если нет блокировки инвертором 26 группы 27, которая будет отсутствовать, если придет сигнал С

0 и 10 в сумматор 19, который суммирует показания счетчиков 9 (при блокировке они рг.вны нулю) и 10 и выдает их на конденсатор 30, который сравнивает их с заданным значением из

5 блока 8 памяти и при несравнении вырабатывает сигнал управления приводом 1 через усилитель 5 мощности.

Если сигнал С отсутстйует, то импульсом конца периода измерения с

0 генератора 19 через элемент ИЛИ 32 триггер 16 возвращается в исходное состояние. Если же сигнал С поступает с выхода усилителя-ограничителя 26, то триггер 16 возвращается в ис5ходное состояние сигналом с выхода детектора нуля 23, который поступает на нулевой- вход триггера 16 через элемент 31 задержки и элемент ИЛИ 32.

Введение дополнительных узлов и

0 элементов позволяет существенно повысить надежность устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОТЯЖЕННЫХ ОБЪйКТСВ по авт. св. 1037293,0 тличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит ин,-вертор, соединенный с третьим триггером и с индикатором, вторую группу элементов И, входы которых подключены к первому счетчику, к инвертору и к генератору опорной частоты, третью группу элементов И, входы которых соединены с вторым счетчиком и с генератором опорной частоты, компаратор, подключенный к блоку памяти и к усилителю мощности, второй сум- . матор, входы которого соединены с выходами элементов И второй и третьей групп, а выход подключен к компаратору, элемент задержки, соединенный с третьим детектором, и элемент ИЛИ, входы которого подключены к генератору опорной частоты и к элемен.ту задерж «1,а выход соединен с одним входом первого триггера. (Л