Устройство для измерения ширины полосовых и рулонных материалов Советский патент 1985 года по МПК G01B7/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в легкой, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности для измерения ширины непрозрачных и полупрозрачных полосовых и рулонных материалов.

Известно устройство для измерения ширины движущейся ленты, содержащее две группы равномерно расположенных первичных преобразователей, схему обработки сигналов преобразователей, блок отслеживания середины линейки относительно оси симметрии ленты, причем одна группа фотопреобразователей смещена относительно середины линейки на половину расстояния между фотопреобразователями 1.

Однако вследствие существования различных условий освещенности, разброса характеристик фотодатчиков и их изменения в процессе эксплуатации, понижается надежность работы устройства. Недостатком является также необходимость ручной настройки на определенный уровень освещенности линейки фотодатчиков при пропускании над ней материалов с различной прозрачностью.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения ширины полосовых и рулонных материалов, содержащее две группы базовых датчиков, размещенных на подвижных линейках, располагаемых поперек движения материала, регистр базового размера, блок измерения и индикации, первая фуппа входов которого подключена к выходам базовых датчиков, вторая к выходам регистра базового размера 2.

Недостатком известного устройства является невысокая надежность работы при измерении, так как вследствие неодинаковых условий освещенности, разброса характеристик фотодатчиков и изменения их в процессе эксплуатация амплитуда сигналов, получаемых на входе формирователей, соответствующая степени освещенности фотодатчиков, находящихся в одинаковом состоянии (освещенном или затемненном), различна. В связи с этим возможно ложное появление импульсов, либо их отсутствие на выходах формирователей, что искажает кодовые комбинации на выходах шифраторов и результат измерений. Кроме того, измерение ширины материалов с различной прозрачностью создает необходимость ручной настройки формирователей на определенный уровень освещенности.

Целью изобретения является повышение надежности и производительности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения ширины полосовых и рулонных материалов, содержащем две группы базовых датчиков, каждая из которых размещена на соответствующей

подвижной линейке, располагаемой поперек движения материала, регистр базового размера, блок измерения и индикации, первая группа входов которого подключена к

выходам базовых датчиков, вторая - к выходам регистра базового размера, блок измерения и индикации выполнен адаптивным и содержит коммутатор, счетчик адреса опроса датчиков, генератор импульсов, компаратор, блок управления, цифроаналоговый преобразователь, три ключа, реверсивный счетчик, счетчик импульсов, селектор импульсов, коммутатор информационными входами подключен к первой группе входов блока измерения и индикации, адресными - к разрядным выходам счетчика адреса опроса датчиков, выходом - к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, гецератор импульсов подключен к счетному входу счетчика

адреса опроса датчиков и стробирующему входу компаратора, выход которого соединен с первыми входами первого и второго ключей, блок управления первым входом подключен к выходу переноса счетчика адреса опроса датчиков и второму входу третьего ключа, вторым - к первому выходу селектора импульсов, первый выход блока управления соединен с управляющим входом счетчика импульсов и вторым входом первого ключа, второй - с вторыми входами

0 второго и третьего ключей и управляющим входом цифроаналогового преобразователя, выходы первого, второго и третьего ключей подключены соответственно к счетному входу счетчика импульсов, первому и второму входам селектора импульсов, второй и третий выходы которого связаны соответственно с первым и вторым входами реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены с входами цифроаналогового преобразователя, информационные входы счетчика импульсов подключены к второй группе входов блока измерения и индикации,а выход счетчика импульсов является выходом блока измерения и индикации.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - диаграмма работы устройства в режимах адаптации и измерения.

Устройство (фиг. 1) содержитдве группы базовых датчиков 1, каждая группа

0 датчиков расположена на соответствующей подвижной линейке (не показаны). В качестве датчиков могут использоваться, например, фотодатчики. Устройство содержит также регистр 2 базового размера и адаптивный блок 3 измерения и индикации, который содержит, в свою очередь, коммутатор 4, счетчик 5 адреса опроса датчиков, генератор 6 импульсов, компаратор 7 блок8 управления цифроаналогового преобразователь (ЦАП) 9, ключи 10-12, реверсивный счетчик 13, счетчик 14 импульсов и селектор 15 импульсов.

Выходы базовых датчиков 1 подключены к входам коммутатора 4, к адресным входам которого подключены разрядные выходы счетчика 5 адреса опроса датчиков. Выход генератора 6 импульсов подключен к счетному входу счетчика 5 адреса опроса датчиков и к стробирующему входу компаратора 7. Выход переноса счетчика 5 адреса опроса датчиков подключен к первому входу блока 8 управления и через ключ 12 к второму входу селектора 15 импульсов. Выход коммутатора 4 подключен к первому входу компаратора 7, к другому входу которого подключен выход ЦАП 9. Выход компаратора 7 через ключ 10 подключен к счетному входу счетчика 14 импульсов и через ключ 11 - к первому входу селектора 15 импульсов. Первый выход блока 8 управления подключен к второму входу ключа 10 и управляющему входу счетчика 14 импульсов, информационные входы которого подключены к выходам регистра 2. Второй выход блока 8 управления подключен к входам ключей 11 и 12, а также к управляющему входу ЦАП 9. Первый выход селектора 15 импульсов подключен к второму входу блока 8 управления, второй выход - к первому входу реверсивного счетчика 13, третий выход - к второму входу реверсивного счетчика 13, разрядные выходы которого подключены к входу ЦАП 9.

Устройство имеет два режима работы - Адаптация и «Измерение и работает следующим образом.

Для осуществления автоматической коррекции уровня опорного напряжения Uon по минимальному уровню сигнала освещенных фотодатчиков 1, устройство переводится в режим «Адаптация. В этом режиме блок 8 управления на втором выходе устанавливает уровень логической единицы, по которому ЦАП 9 начинает осуществлять преобразование кода реверсивного счетчика 13 в напряжение с коэффициентом преобразования Ка, а также разрещается прохождение импульсов переноса счетчика 5 адреса опроса датчиков через ключ 12 и импульсов компаратора 7 через ключ 11 на второй и первой входы селектора 15 импульсов соответственно.

По импульсам, вырабатываемым генератором 6 импульсов, счетчик 5 адреса опроса датчиков, коэффциент пересчета которого равен числу датчиков, изменяет адрес опрашиваемых фотодатчиков. Напряжение опращиваемого датчика сравнивается компаратором 7 с уровнем опорного напряжения Uon вырабатываемым ЦАП 9.

Если уровень опорного напряжения Uon больще напряжения опращиваемого датчика и, то по импульсу от генератора б импульсов компаратор 7 выработает импульс, который через ключ 11 и селектор 15 импульсов поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 13, тем самым уменьшая уровень опорного напряжения на выходе ЦАП 9 на величину уровня квантования дУа. Импульс переполнения счетчика 5 адреса опроса фотодатчиков череа ключ 12 поступает на второй вход селектора 15 импульсов и, если с момента поступления предыдущего импульса переполнения на первый вход селектора 15 импульсов не поступал ни один импульс с выхода компаратора 7, то этот импульс переполнения поступит на суммирующий вход реверсивного счетчика 13, тем самым увеличивая уровень опорного напряжения Uon на выходе ЦАП 9 на величину уровня квантования Л Ua . Процесс изменения (коррекции) опорного напряжения на выходе ЦАП 9 в режиме «Адаптация является или монотонно возрастающим или монотонно убывающим до момента достижения опорным напряжением уровня, соответствующего наименьшему напряжению освещенных фотодатчиков, с которого процесс становится колебательным, т.е. к содержимому реверсивного счетчика 13 постоянно прибавляется и вычитается единица. При переходе процесса коррекции в колебательный режим, т. е. при нарушении его монотонности, селектор 15 импульсов вырабатывает на первом выходе уровень логической единицы, по которому блок 8 управления снимает уровень логической единицы на втором выход1е, что приводит к установке коэффициента преобразования ЦАП 9 К„ и закрытию ключей 11 и 12. На этом режим «Адаптация заканчивается.

Изменение коэффициента преобразования ЦАП 9 производится для устранения ложных срабатываний устройства, связанных с дискретностью установки опорного на0 пряжения и флуктуацией уровней напряжений фотодатчиков. Временная диаграмма работы устройства в режиме «Адаптация представлена на фиг. 2.

5 В режиме «Измерение блок 8 управления по импульсу переноса счетчика 5 адреса опроса датчиков устанавливает на первом выходе уровень логической единицы, который открывает ключ 10 и производят запись кода с выхода регистра 2 в счетчик

0 14 импульсов. Работа датчиков 1, коммутатора 4, счетчика 5 адреса опроса датчиков, генератора 6 импульсов и компаратора 7 в режиме «Измерение аналогична их работе в режиме «Адаптация. Если напряg жение опрашиваемого датчика меньше уровня олорного напряжения Uon установленного ЦАП 9, т. е. фотодатчик затемнен, то по импульсу от генератора 6 импульсов компаратор 7 вырабатывает импульс, который через ключ 10 поступает на вход счетчика 14 импульсов. После опроса всех датчиков счетчик 5 адреса опроса датчиков вырабатывает импульс переноса, по которому блок 8 управления снимает уровень логической единицы с первого выхода, тем самым закрывая ключ 10. На этом режим «Измерение заканчивается, а в счетчике 14 импульсов находится сумма базовой длины и числа затемненных фотодатчиков. Диаграмма работы устройства в режиме «Измерение представлена на фиг. 2.

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить надежность работы и уменьшить время измерений.

Повышение надежности обусловлено тем, что в устройство введен блок адаптации и измерения, позволяющий в случае изменения характеристик фотодатчиков в процессе эксплуатации и различных условий освещенности автоматически установить уровень сигнала,относительно которого ведется счет затемненных фотодатчиков.

Уменьшение времени измерений обусловлено тем, что независимо от свойств материалов (например прозрачности) отпадает необходимость ручной настройки формирователей иа определенный уровень срабатывания, т. е. уровень опорного сигнала устанавливается автоматически за счет введения блока измерения и индикации.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ШИРИНЫ ПОЛОСОВЫХ И РУЛОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее две группы базовых датчиков, каждая из которых размещена на соответствующей подвижной линейке, располагаемой поперек движения материала, регистр базового размера, блок измерения и индикация, первая группа входов которого подключена к выходам базовых датчиков, вторая - к выходам регистра базового размера, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и производительности измерений, блок измерения и индикации выполнен адаптивным и содержит коммутатор, счетчик адреса опроса датчиков, генератор импульсов, компаратор, блок управления, цифроаналоговый преобразователь, три ключа, реверсивный счетчик, счетчик импульсов, селектор импульсов, коммутатор информационными входами подключен к первой группе входов блока измерения и индикации, адресными - к разрядным выходам счетчика адреса опроса датчиков, выходомк первому входу компаратора, второй вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, генератор импульсов подключен к счетному входу счетчика адреса опроса датчиков и стробирующему входу компаратора, выход которого соединен с первыми входами первого и второго ключей, блок управления первым входом подключен к выходу переноса счетчика адреса опроса датчиков и второму входу третьего ключа, вторым - к первому выходу селектора импульсов, первый выход блока управления соединен с управляющим входом счетчика импульсов и вторым входом первого ключа, второй - с вторыми входа(Л ми второго и третьего ключей и управляющим входом цифроаналогового преобразователя, выходы первого, второго и третьего ключей подключены соответственно к счетному входу счетчика импульсов, первому и второму входам селектора импульсов, второй и третий выходы которого связаны соответственно с первым и вторым входами о реверсивного счетчика, разрядные выходы ел которого соединены с входами цифроаналогового преобразователя, информационные 00 входы счетчика импульсов подключены к - сд второй группе входов блока измерения и индикации, а выход счетчика импульсов является выходом блока измерения и индикации.