Устройство для измерения линейного размера детали Советский патент 1987 года по МПК G01B21/00 

поверхности контролируемой 47, Часть отраженного пучка света направляется непосредственно на or:ii - из строк матричного прибора 4 с эг- рядовой связью блоком 2 разделения: пучка света на два пучка, формируя первое световое пятно. Другая часть отраженного пучка света направляется на смешенную строку матричного прибора 4 с зарядовой связью, формируя второе световое пятно. Блок 5 измерения двух временных интервшюи осуществляет измерение пространст 5енно- го положения первого светового пятна и расстояния между первым и вторым световыми пятнами по сигналам, снимаемым с матричного прибора 4 с заря1

Изобретение относится к измерителной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения линейного размера деталей, имеющих кли новидность.

Цель изобретения - повьаиение точности измерения.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - схема расположения зеркал блока разделения пучка света на два пучка относительно фотоприемника на фиг.З - функциональная схема блока управления; на фиг,4 - функциональная схема блока измерения центров световых пятен; на фиг.З - временные диаграммы Сигналов, формируемые на выходах отдельных элементов блока выбора строки.

Устройство содержит оптически связанные осветитель 1,, блок 2 разделения пучка света на два пучка, состоящий из зеркал 3, фотоприемник 4, выполненный на матричном приборе с зарядовой связью, блок 5 измерения двух временных интервалов, выполненный в виде блока 6 управления,, блока 7 измерения положения центров двух световых пятен, вход которого подключен к выходу матричного прибора 4 с зарядовой связью, блока 8 вычитания, входы которого подключены к выходам блока 7 измерения положения центров двух световых пятен, счетчика 9,

а09

доной снязью, Магштабирорзание и перемножение no3y. тсв измерения осу- и.ест влкется ИГ-РНЫМ. нти. блоками 1 i; 14 маг| П ; б рон; ПИЯ и блоком 15 умножения, Резул5,тят. полученный на выходе перво1Ч} б.мока 13 масштабиро- ва}-;ия, складыпартся с результатом, полученным на выходе блока 15 умно- же.чия, первым суг- млтором 16. Результат, полученный на выходе первого сумматора 16.. складывается с результатом, полученным на выходе второго б/. ока 14 масштабированияS вторым сумматором 17, Результат 5, полученный на 1 лходе BTopoi o сумматора 17, регистрируется 6:ioKQM 18 регистрации „ 5 ил.

0

5

5

0

вход которого лодклрэчен к выходу б;1(5ка 7 измерения положения центров световых пятен, к выходам которого :юдключе -1ьг вхогдл дешифратора 10 ключевых элеме)ттов 11 и 12,, информа- и упра1 ляю1Ц е входы которых подключе)-;ы соо ветственно к выходз блока 8 вычитания 5 счетчику 9 и дешифратору 10, первьп 13 и второй 14 блоки маси1табирования 5 входы которых подключены к выхог|.а1м ключевых элемен- тоя 12 и 11, блок 15 умножения, входы которого подюпочены к выходам ключевых элеме1-;тов 12 и 11, первый сумматор 16, входы которого подключены к выходу блока 13 масштабирования и выходу блока 15 умножения, второй сумматор 17. входь которот -о подключены к выходу блока 14 масштабирования и выходу первого сумматора 16, блок 18 регистраг д И, вход которого п.одключен к яь)ходу второго сумматора 17; синхронизирующие иыходу б.дока 6 управления соединены с синхронизирующими входами 6j OK jB 7 и 8, счет- чика 9, дешифратора Ч) и элементов 1 1 и 12.

Блок 6 упразле11Ия (фиг.З) выполнен в В11де генератор, }, синхрогене- ратора 20,, преобразователя 21 уровня, коль девого счетчика 22,, дешифратора 23 J блока 24 iii)i6opa строк, состоя- 1ДОГЭ из элемента I 2, счетного триггера 26, D-триггера 27, D-триггера 28, элементов И 29 и 30.

Блок 7 измерения положения центров двух световых пятен (фиг.4) выполнен в виде элементов И 31-37, элементов ИЛИ 38 и 39,.компаратора 40, D-триггера 41, счетного триггера 42, линии 43 задержки.

Дешифратор (фиг.4) выполнен в виде D-триггеров 44 и 45, элемента И 46.

Измеряется линейный размер детали 47,

Устройство работает следующим образом.

Пучок света, формируемый осветителем 1, направляется под углом к отражающей поверхности контролируемой детали 47.

Первая часть отраженного пучка света направляется на первую выбранную строку матричного прибора 4 с зарядовой связью и формирует на его поверхности первое световое пятно. Вторая часть отраженного пучка света с помощью зеркал 3, входящих в блок 2 разделения пучка света на два пучка, направляется на вторую выбранную строку матричного прибора 4 с зарядовой связью и формирует на его поверхности второе световое пятно фиг.2).

По сигналам управления, формируемым блоком 6 управления, входящим в блок 5 измерения двух временных интервалов, производится опрос матричного прибора 4 с зарядовой связью, на вьпсоде которого формируется видеосигнал в виде последовательности импульсов, амплитуда которых пропорциональна распределению освещенности на фоточувствительных элементах матричного прибора 4 с зарядовой связью

Видеосигнал с вькода матричного прибора 4 с зарядовой связью поступает на вход блока 7 измерения положения центров двух световых пятен, осуществляющего вьщеление импульсов, соответствующих засвеченным фоточувствительным элементам матричного прибора 4с зарядовой связью, и преобразованием временного положения импульсов относительно начала опроса прибора 4 с зарядовой связью в количестве импульсов.

Количество импульсов, соответствующее пространственному положению первого светового пятна, подсчитывается счетчиком 9 о Количество импульсов, соответствующее расстоянию между первым и вторым световыми пятнами, подсчитывается блоком вычитания.

При наличии двух световых пятен на поверхности матричного прибора 4 с зарядовой связью дешифратор 10 формирует сигнал, открывающий клю- чевые элементы 11 и 12, и параллельный код, соответствующий в числовом виде смещению первого светового пят-- на, поступает на первый блок 13 масштабирования, осуществляющий умноже- 5 ние числа на масштабный коэффициент, величина которого определяется конструктивным параметром устройства.

Параллельный код,соответствующий в числовом виде расстоянию между 0 первым и вторым световыми пятнами, поступает на второй блок 14 масштабирования, осуществляющий умножение числа на масштабный коэффициент, величина которого также определяется 5 конструктивными параметрами устройства.

Параллельные коды, соответствующие смещению в числовом виде первого светового пятна и расстоянию между 0 первым и вторым световыми пятнами, поступает на блок 15 умножения, осуществляющего умножение чисел и масштабирование.

Параллельные коды, формируемые на выходах первого блока 14 масштабирования и блока 15 умножения, поступают на входы первого сумматора 16, с выхода которого результат поступает на первый вход второго сум- 0 матора 17, на второй вход которого поступает параллельный код с выхода второго блока 14 масштабирования.

На выходе второго сумматора 17 формируется результат, поступающий g на блок 18 регистрации, на выходе которого формируется результат, соответствующий величине смещения поверхности детали с учетом поправки на клиновидноеть.

Блок 6 управления (фиг.З) работает следующим образом. Генератор 19 формирует сигналы, поступающие на синхрогенератор 20, формирующий импульсы заполнения, поступающие на элемент И 34 (фиг.5), блока 7 измерения положения центров двух световых пятен.

Синхрогенератор 20 формирует также сигналы управления, которые через

0

5

51

преобразователь 21 уровня поступают на матричный прибор 4 с зарядовой связью, осуществляя его опрос.

Сигналы с генератора 19 поступают на кольцевой счетчик 22, с выхода которого сигналы поступают на дешифратор 23, формируюпшй сигналы управления с частотой, равной частоте кадров опроса матричного прибора А с зарядовой связью, которые поступаю на блоки 8-18, триггеры 26 и 27, формирующие с помощью сигналов, снимаемых с выхода синхрогенератора 20, т-риггера 28 и элементов И 25, 29 и 30, стробирующие сигналы, соответствующие выбору двух строк в матричном приборе 4 с зарядовой связью (фиг.6).

Блок 7 измерения положения центров двух световых пятен (фиг.4) работает следующим образом, Сигналы заполнения, снимаемые с синхрогене-- ратора 20 (фиг.З) при опросе каждой строки матричного прибора 4 с зарядовой связью, поступают через элемент И 34, элемент ИЛИ 38 на выход элемента 33 или 35 в зависимости от наличия стробирующего сигналар соответствующего выбору одной из строк, который формируется I a выходе элементов 29 и 30 блока 24 выбора строк (фиг.3).

При появлении импульсов на выходе матричного прибора 4 с зарядовой связью на выходе компаратора 40 формируются сигналы, перебрасывающие триггер 41, выходной сигнал с которого открывает элемент И 32 и закрывает элемент И 34. При этом: на выходе триггера 42 формируются сигналы с частотой, равной частоте импульсов снимаемых с матричного прибора 4 с зарядовой связью, поделенной на два, которые через элемент ИЛИ 38 поступают на выходы элементов И 33 или 35.

Таким образом, на выходах элементов И 33 или 35 формируется последовательность импульсов, количество которых связано с пространственным положением первого и второго световых пятен на выбранных строках пат- ричного прибора 4 с зарядовой связью.

9

Дешифратор 10 работает следующим образом. При появлении импульсов на выходе триггера 42 при опросе соответствующей строки матричного прибо,

ра 4 с зарядовой связью импульсы

через элементы И 36 или 37 проходят на синхронизирующие входы D-триггеров 44 или 45. При наличии двух световых пятен на поверхности матричного прибора 4 с зарядовой связью D- триггеры перебрасываются и на выходе элемента И 46 формируется сигнал разрешения, поступаюнщй на управляющие

входы ключевых элементов 11 и 12 (фиг.1), разрешая считывание промежуточных результатов измерения.

Использование предлагаемого уст- ройства позволяет повысить точность измерения за счет учета погрешности, вызываемой клиновидностью измеряемой детали,

Формула изобретения

Устройство для измерения линейного размера детали, содержащее оптически связанные осветитель, блок разделения пучка света на два пучка, фотоприемник, выполненный на матричном приборе с зарядовой связью, блок измерения двух временных интервалов, вход которого подключен к выходу матричного прибора с зарядовой связью, блок регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено первым и вторым блокам - масштабирования,

входы которых подключены к первому и второму выходам блока измерения временных интервалов:, блокам умножения, входы которого подключены к первому и второму выходам блока измерения временных интервалов, первым

сумматором, входы которого подключе- ны к выходу первого блока масштабирования и выходу блока умножения, вторым сумматором, входы которого

подключены к выходу второго блока масштабирования и выходу первого сумматора, вход блока регистрации подключен к выходу второго сумматора.

сриг2

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения- повышение точности измерения клиновидных деталей. Пучок света, формируемый осветителем 1,.отражается от L1: СО со ел 00 о ;о

Кбпокап jtf ЦЦ15 76 33

iPu/J

35

i/iaKoSt w г5 го

I

Редактор Н.Тупица

Составитель Т.йсин

Техред М.Дидык Корректор С„Че-рни

Заказ 4039/34Тираж 676 ПОДПИСЕШВ

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж-35, Раушская паб,, д.4/5

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