Фотоимпульсный измеритель диаметра Советский патент 1986 года по МПК G01B11/08 

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться, например, в кабельной промышленности для измерения диаметра проволоки.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет увеличения помехоустойчивости устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма работы; на фиг. 3 - конфигурация диска с вырезом.

Устройство содержит (фиг. 1) источник 1 света, осветительную систему 2, диск 3 с отверстием 4 и вырезом по периферии (фиг. 3), диск 3 (фиг. 1) кинематически связан с электроприводом 5, который совместно с диском образуют блок развертки. Устройство содержит также (фиг. 1) фотообъектив б, диафрагму 7. Между объективом 6 и диском 3 установлена маска 8 с прорезью 9 (на фиг. 3 прорезь в маске показана пунктиром).

Устройство содержит два фотоприемника, первый фотоприемник 10 установлен перед отверстием диафрагмы 7, второй 11 - между диском 3 и маской 8. Выход фотоприемника 10 соединен с первым формирователем 12 импульсов, выход фотоприем- ника 11 подключен к второму формирователю 13 импульсов.

Первый формирователь 12 импульсов подключен к цепи, состоящей из последовательно соединенных первого трехвходового элемента И 14, первого счетчика 15 импульсов, регистра 16 памяти, индикатора 17. Устройство содержит также цепь из последовательно соединенных второго трехвходового элемента И 18, второго счетчика 19 импульсов, дешифратора 20, двухвходового элемента И 21. К второму формирователю 13 импульсов подключен блок 22 управления, первым выходом соединенный с входами установки нуля первого 15 и второго 19 счетчиков импульсов, вторым - с вторым входом двухвходового элемента И 21. К первому входу первого трехвходового элемента И 14 подключен генератор 23 импульсов. Выход двухвходового элемента И 21 подключен к управляющему входу регистра 16 памяти.

Устройство работает следующим образом.

Свет от источника 1 света, проходя через осветительную систему 2, падает на измеряемое изделие, например проволоку 24. Проходя далее через вырез во вращающемся диске 3, свет попадает на фотоприем- ник 11 и через отверстие 4 в диске 3, прорезь 9 в маске 8, фотообъектив 6 и диафрагму 7 - на фотоприемник 10.

При движении отверстия 4 в диске 3 в поле зрения объектива 6 на выходе фотоприемника 10 периодически появляются ра- бочие импульсы 25 фототока (фиг. 2). При этом первый «выброс соответствует моментам времени от начала попадания отверстия

0

5

о 5

0

5

0

5

4 в поле зрения фотообъектива 6 до момента пересечения отверстием 4 тени от измеряемой проволоки 24. «Впадина соответствует времени, когда отверстие находится в области тени, и второй «выброс - от момента выхода отверстия 4 из области тени до момента выхода из поля зрения фотообъектива 6.

Формирователь 12 измерительных импульсов формирует прямоугольные импульсы 26 в каждом цикле измерения (фиг. 2), передний и задний фронты которых соответствуют моментам до и после пересечения отверстием диска тени от проволоки.

Второй формирователь 13 импульсов, подключенный к второму фотоприемнику 11, формирует импульс 27 поля зрения объектива (фиг. 2). Для его получения в диске 3 сделан вырез (фиг. 3). Вырез и отверстие в диске ориентируются при изготовлении друг относительно друга таким образом, чтобы импульсы 25 фототока фотоприемника 10 и импульсы 28 фотоприемника 11 перекрывались (фиг. 3). Поскольку вырез в диске имеет значительно большую площадь по сравнению с отверстием, размер которого существенно влияет на уровень импульса фототока и точность измерителя в целом, импульс фототока фотоприемника И оказывается сразу больщой амплитуды, значительно превышающей уровень помех. Для того, чтобы световой поток, проходя через вырез, не воздействовал на фотоприемник 10, фотообъектив 6 закрыт маской 8, в которой имеется прорезь 9, напротив которой расположено отверстие 4 в диске 3. Длительность импульса 27 определяет длительность цикла измерения. Выходные импульсы с формирователей 12 и 13 импульсов обеспечивают подключение через элемент И 14 выхода генератора 23 импульсов к входу счетчика 15 импульсов на время действия измерительного импульса. В результате в счетчик 15 записывается число, пропорциональное длительности измерительного импульса, а следовательно, и измеряемому диаметру. Этот результат по команде с элемента 21 переписывается в регистр 16 памяти и фиксируется в индикаторе 17.

Измерительный импульс через элемент 18 в каждом цикле измерения записывается в счетчик 19 импульсов. Дещифратор 20, предназначенный для определения состояния счетчика 19, разрешает коммутацию измерительных импульсов на вход счетчика 19 в каждом цикле измерения.

Блок 22 управления содержит дифференцирующую цепь и формирует два импульса 29 «Установка по переднему фронту входного сигнала) и «Перепись (по заднему фронту).

В начале цикла измерения импульс «Установка блока 22 управления устанавливает счетчики 15 и 19 в нулевое состояние. Элемент 14 при появлении измерительного импульса с формирователя 12 импульсов открывается и подключает генератор 23 импульсов к счетчику 15 на время действия измерительного импульса, Одновременно с приходом измерительного импульса в счетчик 19 записывается «1, состояние дешифратора 20 при этом не изменится. В конце цикла измерения блок 22 управления формирует сигнал «Перепись, который проходит через элемент 21, и число,

резью, установленную между диском и фотообъективом, фотоприемник, оптически Связанный с фотообъективом, формирователь импульсов, подключенный к выходу фотоприемника, индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет увеличения помехоустойчивости, диск блока развертки выполнен с вырезом по периферии, устройство снабжено вторым фотоприемником, установленным

записанное в счетчике 15, переписывается в 10 между маской и диском блока развертки,

цепью из последовательно соединенных трех- входового элемента И, счетчика импульсов, регистра памяти, цепью из последовательно соединенных второго трехвходового элемента И, второго счетчика импульсов, дешифрарегистр 16 памяти и фиксируется в индикаторе 17.

При появлении импульса помехи в цикле измерения в счетчик 19 будет записано число больше «1, состояние выхода дешифратора 20 изменится, элемент И 21 окажет- 15 тора, двухвходового элемента И, вторым ся закрытым для прохождения сигнала «Пе-формирователем импульсов, блоком управле

репись в регистр 16 памяти и в индикаторе 17 сохранится результат предыдущего измерения. В начале следующего цикла счетчики 15 и 19 будут установлены в исходное нулевое состояние.

Таким образом, в процессе измерения

20

ния, генератором импульсов, выход генератора импульсов подключен к первому входу первого трехвходового элемента И, выход первого формирователя импульсов подключен к вторым входам первого и второго трехвходовых элементов И, второй формирователь импульсов подключен входом к второму фотоприемнику, выходом - к третьим входам первого и второго трехвходовых 25 элементов И и входу блока управления, первый выход которого соединен с входами установки «О первого и второго счетчиков импульсов, второй - с вторым входом двухвходового элемента И, выход поиз рассмотрения исключаются импульсы, искаженные помехами («раздробленные), чем и обеспечивается помехоустойчивость устройства.

Формула изобретения Фотоимпульсный измеритель диаметра.

ния, генератором импульсов, выход генератора импульсов подключен к первому входу первого трехвходового элемента И, выход первого формирователя импульсов подключен к вторым входам первого и второго трехвходовых элементов И, второй формирователь импульсов подключен входом к второму фотоприемнику, выходом - к третьим входам первого и второго трехвходовых 25 элементов И и входу блока управления, первый выход которого соединен с входами установки «О первого и второго счетчиков импульсов, второй - с вторым входом двухвходового элемента И, выход последнего подключен к управляющему

содержащий источник света, осветительную 30 входу регистра памяти, выход второго счет- систему, блок развертки в виде диска счика импульсов соединен с первым входом отверстием, кинематически связанного свторого трехвходового элемента И, а инди- электроприводом, фотообъектив, маску с про- катор подключен к выходу регистра памяти.

Фиг.г

резью, установленную между диском и фотообъективом, фотоприемник, оптически Связанный с фотообъективом, формирователь импульсов, подключенный к выходу фотоприемника, индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет увеличения помехоустойчивости, диск блока развертки выполнен с вырезом по периферии, устройство снабжено вторым фотоприемником, установленным

цепью из последовательно соединенных трех- входового элемента И, счетчика импульсов, регистра памяти, цепью из последовательно соединенных второго трехвходового элемента И, второго счетчика импульсов, дешифратора, двухвходового элемента И, вторым формирователем импульсов, блоком управле

0

ния, генератором импульсов, выход генератора импульсов подключен к первому входу первого трехвходового элемента И, выход первого формирователя импульсов подключен к вторым входам первого и второго трехвходовых элементов И, второй формирователь импульсов подключен входом к второму фотоприемнику, выходом - к третьим входам первого и второго трехвходовых 5 элементов И и входу блока управления, первый выход которого соединен с входами установки «О первого и второго счетчиков импульсов, второй - с вторым входом двухвходового элемента И, выход повидА

Фиг. J

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться, например, в кабельной промышленности для измерения диаметра проволоки. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет увеличения помехоустойчивости устройства. Свет от источника 1 света через осветительную систему 2 попадает на контролируемое изделие 24. При развертывании теневого изображения изделия с помошью диска 3 с вырезом по периферии формирователь 12 импульсов формирует измерительный импульс 26 от фотоприемника 10, а формирователь 13 импульсов формирует импульс 27 «поле зрения объектива от фотоприемника 11 при попадании на него света через вырез диска 3. Измерительный импульс 26 заполняется импульсами с генератора 23 импульсов и через элемент И 14, счетчик 15, регистр 16 памяти записывается в индикатор 17. Запись в индикатор 17 осуш,ествляется при наличии разрешаюшего импульса с элемента И 21. Если во время присутствия импульса «поле зрения объектива на выходе формирователя 13 импульсов с выхода формирователя 12 импульсов поступает несколько измерительных импульсов 26 («дробление измерительного импульса вследствие помех), в счетчик 19 через элемент И 18 записывается число, большее «1, и дешифратор 20 не разрешает перепись результата в индикатор 17. Блок 22 управления синхронизирует работу устройства. 3 ил. i (Л С ГС ю со сд О5 00