Устройство автоматического контроля геометрических размеров объектов Советский патент 1987 года по МПК G01B21/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения геометрических размеров и температуры светяп(ихся объектов, например диаметра стеклянных трубок ширины проката и их температуры и т.п. изделий в процессе их изготовления.

Целью изобретения является повышение точности контр оля геометрических размеров светящихся объектов за счет учета влияния их температуры.

На фиг. 1 представлена ункцяо- нальная схема устройства; на фиг.2 временная диаграмма работы блоков схемы.

Устройство содержит датчик 1 изображения на приборе с зарядовой связью (ДИПЗС), вход которого подключен к первому выходу тактового генератора 2, в выход к первому входу видеоусилителя 3, последовательно соединенные блок 4 аппроксимагши, интегратор 5, схему 6 выборки-хранения, схему 7 сравнения, преобразователь 8 напряжение-частота. Устройство содержит также источник 9 опорного напряжения и соединенные последовательно измерительный компаратор 10 и масштабирующий счетчик 11 Второй, третий, четвертый и пятый выходы тактового генератора 2 подключены соответственно к вторым входам ви30 способность устройства выше, чем один элемент ,ЦИПЗС 1 „ Сигнал с выхода блока 4 аппроксимации, амплитуда которого характеризует температуру контролируемого объекта, а длительдеоусилителя 3, блока 4 аппроксимации, интегратора 5 и схемы 6 выборки-35 ность - его размер, поступает на вход хранения. Выход преобразователя 8 интегратора 5 и вход измерительного подключен к входу тактового генератора 2, одновременно являясь выходом информации о температуре объекта

компаратора 10. Интегратор 5 содержит ключ выборки и ключ сброса.Ключ выеюрки осуществляет подключение

и может быть подключен для считьгаания 40 входа интегратора 5 к выходу блока

информации к любому электросчетному частотомеру, Вьгходы источника 9 опорного напряжения подключены соответственно к второму входу схемы 7 сравнения и второму входу измерительного компаратора 10, к первому входу которого подключен выход блока 4 аппроксимации, к второму входу масшта- .бирующего счетчика 11 подключен вход тактового генератора 2. Выход масштабирующего счетчика П является выходом информации о геометрических размерах объекта и может также подключаться к электронному счетному частотомеру.

Устройство работает следующим образом.

С помощью объевггива (не показан) изображение светящегося измеряемого

объекта проецируется на фоточувствительную секцию ДИПЗС 1. Накопленная информация на ДИПЗС 1 считьшается тактовым генератором 2, который осуществляет формирование тактовых импульсов для ДИПЗС 1 и, кроме того, импульсов выборки управляющих сигналов для видеоусилителя 3 и блока 4 аппроксимации. Видеосигнал с выхода

ДИПЗС I поступает на первый вход видеоусилителя 3, в котором осуществляется его усиление до необходимого уровня и фильтрация от когерентных помех, наличие которых обусловлено спецификой работы выходного узла ДИПЗС 1. Фильтрация осуществляет- ся схемой двойной коррелированной выборки, которая является составной частью видеоусилителя 3.

Усиленный и без помех сигнал поступает на блок аппроксимации, представляющий собой фильтр нижних частот, частота среза которого определяется управляющим сигналом, который

поступает с 3-го выхода тактового генератора 2.

Блок 4 аппроксимации осуществляет сглаживание исходного видеосигнала, что позволяет расширить разрегаающую

способность устройства выше, чем один элемент ,ЦИПЗС 1 „ Сигнал с выхода блока 4 аппроксимации, амплитуда которого характеризует температуру контролируемого объекта, а длительность - его размер, поступает на вход интегратора 5 и вход измерительного

ность - его размер, поступает на вхо интегратора 5 и вход измерительного

компаратора 10. Интегратор 5 содержит ключ выборки и ключ сброса.Ключ выеюрки осуществляет подключение

4 аппроксимации, а ключ сброса осуществляет сброс интегратора 5 в конце цикла считывания информации с ДИПЗС 1. Ключ выборки интегратора

45 5 подключает вход интегратора 5 в момент, когда осуществляется считывание с центральных элементов ДИПЗС 1 которые располагаются в центральной части контролируемого объекта, что

50 позволяет развязаться от влияния изменения диаметра контролируемого объекта при оценке температуры,т.е. определить температуру единичной площади светящегося объекта. Таким

5J образом, в конце считывания всего ДИПЗС 1 на выходе интегратора 5 присутствует результат интегральной оценки о температуре единичной площади .

Интегральная оценка температуры в виде напряжения поступает на схему 6 выборки хранения, которая осуществляет запоминание результата на следующий цикл измерения.Запомненная величина напряжения подается на схему 7 сравнения, где сравнивается с опорным напряжением источника 9 опорного напряжения. Сигнал с выхода схемы 7 сравнения поступает на вход преобразователя 8, где преобразуется в частоту, пропорциональную его амплитуде и соответствующей температуре измеряемого объекта. Частота с выхода преобразователя поступает на вход тактового генератора 2, который в зависимости от частоты полученного сигнала изменяет скорость считьшания информации с ДИПЗС 1, обратно пропорциональной яркости измеряемого объекта, а также поступает на второй вход масштабирующего счетчика 11, который подсчитывает, в течение присутствия на первом входе масштабирующего счетчика сигнала измерительного компаратора 10, последовательность импульсов, количество которых соответствует размеру измеряемого объекта. При этом частота на выходе преобразователя 8 должна быть больше частоты з равления ДИПЗС 1 с тактового генератора 2 (вых. блока 8 и вых. блока 2 ни фиг. 2) для того, чтобы повысить дискретность отсчета выходного сигнала с масштабирующего счетчика 11 во столько раз, во сколько больше отношение частоты преобразователя 8 к частоте управления ДИПЗС I, что ведет к повьшению точности контроля

O

5

0

5

0

5

0

геометрических размеров во столько же раз.

Формула изобретения

Устройство автоматического контроля геометрических размеров объектов, содержащее датчик изображения на приборе с зарядовой связью, видеоусилитель, соединенный с его выходом, соединенные последовательно измерительный компаратор и масштабирующий счетчик, тактовый генератор, первый выход которого соединен с датчиком изображения, второй - с вторым входом видеоусилителя, а вход - с вторым входом масштабирующего счетчика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения светящихся объектов за счет учета влияния их температуры, оно снабжено соединенными последовательно блоком аппроксимации, интегратором, схемой выборки-хранения, схемой сравнения и преобразователем напряжение-частота, источником опорного напряжения, измерительный компаратор снабжен вторым входом, тактовый генератор снабжен третьим,четвертым и пятым выходами, соединенными соответственно с вторыми входами блока аппроксимации, интегратора и схемы выборки-хранения, вход тактового генератора подключен также к выходу преобразователя напряжение- частота, выходы источника опорного напряжения соединены с вторыми входами схемы сравнения и измерительного компаратора к первому входу которого подключен блок аппроксимации.

Выход 6/1ока8

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности контроля светящихся объектов за счет учета влияния их температуры. В устройстве, содержащем датчик 1 измерения на приборе с зарядовой связью, управляемый тактовьм генератором 2, предусмотрена цепочка из соединенных последовательно блока 4 аппроксимации, интегратора 5, схемы 6 выборки-хранения, схемы 7 сравнения и преобразователя 8 напряжения частоты. Цепочка позволяет управлять частотой тактового генератора 2 в зависимости от изменения температуры контролируемого объекта, при этом изменяется частота считывания с датчика 1. 2 ип. jAib СЛ Вь/хо инф. о темпер. tsD оо 00 СП инф. о размере (Риг.1