Устройство для фотографирования равномерно движущихся моделей Советский патент 1987 года по МПК G03B15/16 

преобразователя 5 и запоминающего ycrpoffCTBa 20 схема 7 сравнения на выходе вырабатывает импульс, поступающий на вход Д8 дешифратора 18. На выходе дешифратора 18 нырабатывается имгГульс, поступаюгр1й на вход 54 запуска источ1гика 4 излучения и на вход 52 , и открывается затвор фото1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматизации физических экспериментов в системах исследования движущихся объектов.

Цель изобретения - ускорение под- Готовки и повьшение эффективности фотографирования равномерно движущихся моделей в сечениях вдоль траектории полета.

На чертеже показана структурная схема устройства.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 датчики положения движущейt и

ся модели, фотоаппараты 3 -3 с зат- ворами, импульсные источники излучения 4 -4 с затворами, времяимпульс- ный преобразователь 5, клавишный ре- гистр 6, цифровую схему 7 сравнения, первый элемент 8 задержки, первый 9 и второй 10 дополнительные элементы задержки, первый 11, второй 12 и третий 13 логические элементы ИЛИ, регистр 14, мультиплексор 15 данных, двоичный счетчик 16 адреса, первьй 17 и Второй 18 дешифраторы, мультиплексор 19, запоминающее устройство (ЗУ) 20, шину 21 начагп:.ной установки шину 22 режима записи, шину 23 тактовых импульсов записи, шину 24 режи на работы, шину 25 запуска, вход 26 приема в преобразователь, вход .27 прмого преобразования, вход 28 остановки преобразования, вход 29 обнуления вход 30 обратного преобразования,раз рядные входы 31, управляклций вход 32 регистра, вход 33 обнуления, разрядные входы 34, вход 35 данных, вход 36 .режима работы ЗУ, вход 37 обращ€;- ния, вход 38 обнуления регистра ЗУ, управляющие Bxoni,i 39 и 40, вход 41 обнуления, разрешающий вход 42, ад

аппарата З . На выходе дсшифрачора 17 вырабатывается импульс, который поступает вход 53 управления затвором источника 4 излучения. В этот момент происходит освещение модели импульсом излучения, т.е. фотографирование в первом исследуемом сечении, 1 ил.

О

f

5

5

ресные входы 43-45, разрешающие входы 46-48, выход 49 мультиплексора, выход 50 переполнения, входы 51-51 закрытия затвора фотоаппарата, входы 52 -52 открытия затвора фотоаппараi N

та, входы 53 -53 управления затвором импульсного источника излучения,

4 М

входы 54 -54 запуска импульсного источника, выходы 55 -55 срабатывания источника, вход 56 разрещения работы схемы сравнения, разрядные выходы 57, выход 58 переполнения счетчика и пш- ну 59 тактовых импульсов.

Выход датчика 1 подключен к второму входу элемента ИЛИ 11, выход которого соединен с входом 27 прямого преобразования времяимпульсного преобразователя 5,1 и второму входу элемента ИЛИ 13, выход которого соединен с входом 37 обращения к ЗУ 20, выход датчика 2 подключен к входу 30 обратного преобразования времяимпульсного преобразователя 5, входу 56 разрешения работы схемы 7 сравнения и управляющему входу 32 регистра 14. Шина 2 начальной установки соединена с входом 33 обнуления регистра 14, входом 38 обнуления адреса ЗУ 20, входом 41 обнуления двоичного счетчика 16 адреса и с вторым входом элемента ИЛИ 12, выход которого соединен с входом 29 обнуления времяимпульсного преобразователя 5. Шна 22- режима записи подключена к адресному входу мультиплексора 15 данных, первая группа информационных входов ко- торого подключена к разрядным выходам времяимпульсного преобразователя 5, вторая группа входов соединена с разрядными выходами клавишного регистра 6, а разрядные выходы мультиплексора 15 подключены к входу 35

10

f5

данных 32 ЗУ 20. Шнна 23 тактовых импульсов записи подключена к первому входу элемента ИЛ 13. Инна 24 режима работы устройства подключена к входу 36 режима работы ЗУ 20, к входу 5 режима работы времяимпульсного преобразователя 5 и разрешающему входу 42 мультиплексора 19. Шина 25 запуска подключена к первому входу элемента 9 задержки, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 12 и входом элемента 8 задержки, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 11 и первым разрешающим входом 47 дешифратора 18. Выход 50 переполнения времяимпульсного преобразователя 5 соединен с входом 26 приема в преобразователь 5, разрешающим входом 46 дешифратора 17, первым управляюш 1м входом 39 счетчика 16 и четвертым входом элемента ИЛИ 13.Выход 49 мультиплексора 19 соединен с входом 28 остановки преобразования времяимпульсного преобразователя 5, вторым входом элемента 9 задержки, третьим входом элемента ИЛИ 13 и вто- рьм управляющим входом 40 счетчика

16.Разрядные выходы времяимпульсного преобразователя 5 также подключены к первой информационной группе схемы 7 сравнения и разрядным входам 34 регистра 14, разрядные выходы которого соединены с разрядными входами 31 времяимпульсного преобразрвателя 5. Разрядные выходы 57 запоминающего устройства 20 соединены с второй информационной группой схемы ;7 сравнения, выход которой соединен к второму разрешающему входу 48 дешифратора 18, Разрядные выходы двоичного счетчика 16 адреса соединены с адресными входами 43 дешифратора

17,адресными входами 44 мультиплекра 17 (для 55-55

-4

i 1 , . . . , N) . Выхо/ды срабап-гплния источников подключены к соответствуюш ш информационным входам мультиплексора 19.

На чертеже приняты следующие :

обозначения: 1

- расстояние и вторым 2 дат- двнжушейся момежду первым 1 чиками положения

дели; 1, - расстояние между первым сечением фотографирования и вторым 2 датчиком положения; Ij 1 ... ,1., 1. расстояния между соседними сечениями фотографирования.

20

25

Устройство работает следующим образом.

: Принцип работы устройства основан на предположении постоянства скорости модели на исследуемом участке траектории движения. Для частот прямого и обратного f преобразования времяимпульсного преобразователя 5 можно записать

обр

1.nf

К ПР

30

35

Коэффициент К обратного преобразования выбирается равным для всех исследуемых участков и перед началом работы устанавливается во времяим- пульсном преобразователе 5.

Время пролета моделью исследуемых участков 1- одинаково. Время пролета tp моделью расстояния между датчиками вычисляется при прямом преобразовании в преобразователе 5 и заносится в регистр 14. При пролете моделью очередного исследуемого сечения из регистра 14 значение времени t запи40

сывается в преобразователь 5, который после пересечения моделью датчика 2 в течение дальнейшего эксперимента находится в режиме обратного преобразования. Запись значения t сора 19 и адресными входами 45 дешнф- производится при выработке сигнала ратора 18. Вход 54 запуска i-ro им- по выходу 50 (нулевого переполнения пульсного, источника 4 соединен с в режиме обратного счета или заема)

и подаче его на вход 26 приема в преобразователь 5.

Q Перед началом эксперимента определяют задержку срабатывания каждого ходу дешифратора 18 (для i I,..., N). Вход 51 закрытия затвора фото0 fJ

аппарата 3 подключен к вьгходу элемента 10 задержки, входом соединенно- заранее известны, то их значения ус- го с N-M выходом дешифратора 18.Входтанавливают на клавишном регистре 6, 53 управления затвором i-ro импульс-устанавливают соответствующие значе- ного источника 4 подключен к соот-ния на шине 22 режима записи (адрес ветствующему i-му выходу дешифрато-клавишного регистра) и шине 24,ревходом 52 открытия затвора,i-ro фотоаппарата 3 и с входом закры- затвора (i-l)-ro фотоаппарата 3 , а также подключен к i-му выимпульсного источника излучения

ЗОА

Если задержки срабатывания t

ЗаД

ра 17 (для 55-55

-4

i 1 , . . . , N) . Выхо/ды срабап-гплния источников подключены к соответствуюш ш информационным входам мультиплексора 19.

На чертеже приняты следующие :

обозначения: 1

- расстояние и вторым 2 дат- двнжушейся момежду первым 1 чиками положения

дели; 1, - расстояние между первым сечением фотографирования и вторым 2 датчиком положения; Ij 1 ... ,1., 1. расстояния между соседними сечениями фотографирования.

Устройство работает следующим образом.

: Принцип работы устройства основан на предположении постоянства скорости модели на исследуемом участке траектории движения. Для частот прямого и обратного f преобразования времяимпульсного преобразователя 5 можно записать

обр

1.nf

К ПР

Коэффициент К обратного преобразования выбирается равным для всех исследуемых участков и перед началом работы устанавливается во времяим- пульсном преобразователе 5.

Время пролета моделью исследуемых участков 1- одинаково. Время пролета tp моделью расстояния между датчиками вычисляется при прямом преобразовании в преобразователе 5 и заносится в регистр 14. При пролете моделью очередного исследуемого сечения из регистра 14 значение времени t запи40

Перед началом эксперимента опреде ляют задержку срабатывания каждого

заранее известны, то их значения ус- танавливают на клавишном регистре 6, устанавливают соответствующие значе- ния на шине 22 режима записи (адрес клавишного регистра) и шине 24,реимпульсного источника излучения

ЗОА

Если задержки срабатывания t

ЗаД

жима работы (режим Запись) и при подаче тактовых импульсов по шине 23 записи производится их последовательное занесение в ЗУ 20.

В режиме Запись начало работы инициируется импульсом по шине 25 запуска. При этом в устройстве выраба- тьгаается импульс на запуск первого источника излучения и начало прямого счета (+1) в преобразователе 5 с час- тотой f ptp . При срабатывании источника останавливается преобразование (по входу 28) и измеренное значение

fjg. заносится в ЗУ 20. Затем вырабатывается импульс на запуск второго источника и измерение з.адержки срабатывания и т.д. для последующих источников.

в основном режиме работы Измерение Bijipa6oTKa управляющих импульсов 20 требуемое на запись кода в ЗУ 20,на

на запуск импульсных источников 4 -4 излучения по входам 54 происходит через время относительно момента пересечения моделью второго датчика.

Шпульсы на управление затворами источников 4 -4 вырабатываются последовательно по входам 53 в моменты t относительно предыдущего сечения при обнулении преобразователя 5 и выработке импульса по выходу 50. При этом время задержки срабатывания t,jj. считывается из ЗУ 20 и подается на схему 7 сравнения.

Учитывая возможность засветки I пленки при срабатывании соседних исвыходе элемента 9 задержки вырабатывается импульс, которьй через элемент ИЛИ 12 поступает на вход 29 обнуления преобразователя 5. Через время

25 tJ(,,д, требуемое на обнуление преобразователя 5, вырабатывается импульс на выходе элемента 8 задержки, который поступает через элемент ИЛИ 1i на вход 27 и на управляющий вход 47.

30 При этом на втором выходе дешифратора 18 вырабатывается импульс, посту- паюг ий на вход 54 запуска источника 4 , и начинается его накачка. Затем происходит выработка импульсов

35 аналогично описанному для измерения

точииков излучения, в состав фотоап- -- «А - ° второго источника выпол- „( „« няется выработка импульсов для послепаратов З -З введены затворы, которые последовательно открываются и закрьтаются при приближении и после пересечения моделью соответствующего сечения исследования при поступлении управляющих сигнахюв по входам 52 и 51.

Перед началом работы подается импульс по шине 21 начад-шной установняется выработка импульсов для после3 м дующих источников 4 , ..., 4 . Остановка работы устройства производ ;ит40 ся при выработке импульса по выходу 58 переполнения счетчика адреса после измерения 2ttft,tJ

В режиме Измерение перед проведением эксперимента подается импульс

45 по шине 21,

ки, который устанавливает в нулевое состояние времяимпульсный преобразователь 5, регистр 14, двоичный счетчик 16 адреса и регистр адреса ЗУ 20.

При автоматическом измерении задержки устанавливается режим Запись на щине 24 и адрес передачи выхода преобразователя 5 на вход 35 устанавливается на шине 22, Импульс по шине на вход прямого счета. Одновременно 25.запускает в работу устройство. Вы- импульс от датчика 1 поступает через

элемент ИЛИ 13 на вход 37 обращения к ЗУ 20. Выполняется считывание из ЗУ 20 кода , который устанавлирабатывается на вход 27 импульс, ини- циирующий прямое преобразование (+1) преобразователя 5, и одновременно импульс поступает на разрешаюпщй вход 47 дешифратора 18. При этом на первом выходе дешифратора 18 вырабатывается импульс, поступающий на вход 54 запуска первого импульсного источника излучения 4 , и начинается его Накачка, При срабатывании источника Д вьфабатывается импульс по выходу 55 , поступающий через мультиплексор 19 на его выход 49 и на вход 29 остановки преобразования. Этот импульс поступает на вход 37 обращения к ЗУ 20 и записывает код, .характеризующий tJдд , н единицах , а также поступает, на счетньгй вход 40 счетчика адреса 16j увеличивая его значение на единицу и устанавливая адрес следующего (второго) импульсного источника 4. Через время t

ЭОД I

требуемое на запись кода в ЗУ 20,на

выходе элемента 9 задержки вырабатывается импульс, которьй через элемент ИЛИ 12 поступает на вход 29 обнуления преобразователя 5. Через время

tJ(,,д, требуемое на обнуление преобразователя 5, вырабатывается импульс на выходе элемента 8 задержки, который поступает через элемент ИЛИ 1i на вход 27 и на управляющий вход 47.

При этом на втором выходе дешифратора 18 вырабатывается импульс, посту- паюг ий на вход 54 запуска источника 4 , и начинается его накачка. Затем происходит выработка импульсов

аналогично описанному для измерения

-- «А - ° второго источника выпол- няется выработка импульсов для посленяется выработка импульсов для после3 м дующих источников 4 , ..., 4 . Остановка работы устройства производ ;ит40 ся при выработке импульса по выходу 58 переполнения счетчика адреса после измерения 2ttft,tJ

В режиме Измерение перед проведением эксперимента подается импульс

45 по шине 21,

50

При пересечении моделью первого датчика 1 положения модели к времяим- пульсному преобразователю 5 через элемент ИЛИ 11 по входу 27 прямого преобразования поступает импульс, инициирующий прямое (+1) преобразование преобразователя таким образом, что имп льсы с частотой f.. поступают

на вход прямого счета. Одновременно импульс от датчика 1 поступает через

7

вается на разрядных выходах 57 и поступает на схему 7 сравнейия.

При пересечении моделью второго датчика 2 положения модели к время- задающему преобразователю 5 по входу 30 поступает импульс, оканчивающий прямое преобразоват1е и инициирующий обратное преобразование времяимпульс ного преобразователя 5 с частотой fjijp . Данный режим устанавливается в преобразователе 5 до окончания эксперимента. К этому моменту в преобразователе 5 сформирован код, характеризующий время пролета t участка 1 Этот код по импульсу от датчика 2 на вход 32 заносится в регистр 14, Одновременно импульс от датчика 2 поступает на вход 56 разрешения работы схемы сравнения.

В момент совпадения состояний информационных выходов времяимпульсно- го преобразователя 5 и ЗУ 20 схема 7 сравнения на выходе вырабатьшает импульс, поступающий на вход 48 дешифратора 18. При этом на первом выходе дешифратора 18 вырабатывается импульс, поступающий на вход 54 запуска первого импульсного источника 4 излучения, инициируя его накачку, и на вход 52 , открывает затвор первого фотоаппарата з , подготавливая его к съемке,

В момент окончания обратного преобразования - обнуления содержимого времяимпульсного преобразователя че- рез время t t, К -t после пересечения моделью датчика 2 - на выходе 50 переполнения .преобразователя 5 вырабатывается импульс, который поступает на разрешающий вход 46 дешифратора 17. При этом на первом выходе дешифратора 17 вырабатывается ИМПУЛЬС, который поступает на вход 53 управления затвором первого источника 4 излучения. В этот момент происходит освещение модели импульсом излучения - собственно фо- .тографированйе в первом исследуемом сечении.

Импульс с выхода 50 одновременно поступает на вход 26 приема и запи- сьгоает в преобразователь 5 значение кода tg, которое хранится в регистре 14, Кроме того, импульс с выхода 50 поступает на счетный вход 39 двоичного счетчика адреса 16, устанавливая на нем адрес следующего (второго) исследуемого сечения. Импульс

240028

с выходя 5П поступает также чсрея элемент ИЛИ 1 3 I a вход 37 обращения к ЗУ 20, 110 iK Mv считывается из ЗУ 20 код -1ПДР 1- оторый устаиавливает5 ся на выходах 57 и поступает на схему 7 сравнения.

Таким образом, в преобразователе 5 вновь начинлотся процесс обратного преобразования от измеренного началь10 ного кода tf, при прямом преобразовании с частотой . .

Далее осуществляется выработка управляющих импульсов на входы 52-54 для фотографирования во втором и посJ5 ледующих сечениях траектории движения модели. При. этом импульс, поступая на входы 54 запуска импульсного источника 4 и 52 открытия затвора фотоаппарата 3 поступает также на

20 вход закрытия затвора фотоаппарата . Таким образом, выполняется

последовательная подготовка фотоаппа„{ „л) ратов 3 -3 к съемке.

При выработке и myльca по N-му вы- ходу дешифратора 18 он поступает так- . же на вход элемента 10 задержки, на выходе которого через время требуемое на фотографирование в N-M сечении, вырабатывается импульс, ко- 30 торый поступает на вход 51 , закрывая затвор фотоаппарата 3 , Остановка работы устройства происходит при выработке импульса по выходу 58 переполнения счетчика 16 адреса.

0

Формула изобретения

Устройство для фотографирования равномерно движуш 1хся моделей, содержащее первый и второй датчики положения движущейся модели, фотоаппарат, импульсный источник излучения с затвором, клавишш 1й регистр, времяим- пульсный преобразователь, подключен ный входом обратного преобразования к выходу второго датчика положения, разрядными выходами соединенный с первой группой разрядных входов цифровой схемы сравнения, а счетным вхоп дом - с шиной тактовых импульсов первый элемент задержки, отличающееся тем, что, с целью ускорения подготовки и повышения эффективности фотографирования равномерно . движуш 1хся моделей в сечениях вдоль

5

траектории полета, в него дополнительно введены затвор фотоаппарата, (N-I) дополнительных фотоаппаратов с затворами и (N-1) дополнительных

импульсных источников излучения, расположенных в исследуемых сечениях, разнесенных через равные расстояния вдоль траектории движения за вторым датчиком положения, шины режима записи, режима работы, два дополнительных элемента задержки,.три элемента ИЛИ, регистр, мультиплексор данных, двоичный счетчик адреса, два дешифратора, мультиплексор и запоминающее , устройство, причем выход первого датчика положения подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выходом соединенного с входом прямого преобразования времяимпульсного преобразователя, и к второму входу третьего элемента ИЛИ, выход второго датчика положения соединен с управляющим входом регистра и входом разрешения работы щ фровой схемы сравнения, пшна начальной установки соединена с входами обнуления регистра адреса, запоминающего устройства, двоичного счетчика адреса и с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к .входу обнуления времяимпульсного преобразователя, шина режима записи подключена к адресному входу мультиплексора дан1П)1х, первая группа информационных входов которого соединена с соответствующими разрядными выходами времяимпульсного преобразователя и разрядными входами регистра, вторая группа информационных входов мультиплексора данных соединена с разрядными выходами клавишного регистра, а разрядные входы

35 аппарата и с выходом закрытия затвора (i-l)-ro фотоаппарата, а также подключены к i-му выходу второго дешифратора, вход закрытия затвора N-ro фотоаппарата подключен к выхомультиплексора данных подгагючены к входу данных запомингиощего устройства, разрядные входы которого соедине- 40 ду второго дополнительного .элемента ны с второй-информационной группой задержки, входом соединенного с N-M цифровой схемы сравнения, выход которой соединен с вторым разрешаюш 1м

выходом второго дешифратора, вход уп-. равления затвором i-ro импульсного источника подключен к соответствую-

товых импульсов записи подключена к 5 щему i-му выходу первого дешифратора, первому входу третьего элемента ИЛИ, выходы срабатьюания импульсных источников подключены к соответствующим информационным входам мультиплексора.

входом второго дешиф1)атора, шина такшина режима работы подключена к входу режима работы запоминающего устРедактор А,Огар

Составитель А.Чистяков Техред Л.Сердюкова

Заказ 2964/51 Тираж 420Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-ЗЗ Раушская наб,, д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.УжгороДр ул.Проектная, 4

ройства, входу режима работы времяимпульсного преобразователя и разрешающему входу мультиплексора, шина запуска подключена к первому входу

первого дополнительного элемента задержки, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и входом первого элемента задержки, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и первым разрешающим входом второго дешифратора, выход переполнения времяимпульсного преобразователя соединен с его входом приема, разрешающим входом первого дешифратора, первым управляющим входом двоичного счетчика адреса и четвертым входом третьего элемента ИЛИ, выход мультиплексора соединен с входом остановки времяимпульсного преобразователя, вторым входом первого дополнительного элемента задержки, третьим входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом обращения к за- пo o нaющeмy устройству и вторым управляющим входом счетчика адреса,раз- ряднь1е выходы которого соединены с адресными входами мультиплексора,первого и второго дешифраторов 5 разряд- ные выходы регистра подключены к разрядным входам времяимпульсного преобразователя, вход запуска каждого i-го импульсного источника соединен с входом открытия затвора i-ro фотоаппарата и с выходом закрытия затвора (i-l)-ro фотоаппарата, а также подключены к i-му выходу второго дешифратора, вход закрытия затвора N-ro фотоаппарата подключен к выхо

ду второго дополнительного .элемента задержки, входом соединенного с N-M

Корректор С.Шакмар

Изобретение относится к области измерительной техники. Цель изобретения - ускорение подготовки и повышение эффективности фотографирования равномерно движущихся моделей в сечениях вдоль траектории полета. В момент совпадения состояний информационных выходов времяимпульсного Отзг K5J /f-1 (Л с