Способ измерения ширины протяженного светящегося объекта Советский патент 1987 года по МПК G01B21/06 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения ширины протяженных светящихся объектов, например, нири- ны горячего проката.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

На фиг. 1 представлена функциональная устройства, реализующего способ; на фиг. 2 - функциональная схема перестраиваемого фильтра нижних частот; на фиг. 3 - функциональная схема управляемого масштабирующего генератора; на фиг. 4 - функциональная, схема преобразователя временного интервала в период импульсов; на фиг. 5 - временные диаграммы сигналов, формируемых на выходе отдельных узлов блока формирования периода накопления.

Устройство, реализующее способ (фиг. 1), содержит объктив 1, линейный дискретный фотопреобразователь, выполненный в виде прибора 2 с зарядовой связью, генератор 3 и.мпульсных последовательностей, выход которого подключен к прибору 2 с зарядовой связью, блок 4 выделения временного интервала, состоящий из последовательно соединенных блока 5 двойной коррелированной выборки, информационный вход которого подключен к выходу прибора 2 с зарядовой связью, управляющий вход - к выходу синхронизации генератора 3, перестраиваемого фильтра 6 нижних частот, управляющий вход которого подключен к выходу генератора 3, компаратора 7, регистратор 8, состоящий из элемента 9 И, первый вход которого подк.пючен к выходу компаратора 7, счетчика 10, вход которого подключен к выходу элемента 9 И, преобразователь 11 временного интервала в период импульсов, управляющий и синхронизирующий входы которого подключены к выходу перестраиваемого фильтра 6 нижних частот II управляющему выходу генератора 3 импульсных последовательностей, выход преобразователя I1 временного интервала в период импульсов соединен с вторым входом элемента 9 И и входом генератора 3 импульсных последовательностей, блок 12 формирования периода накопления, управляющие входы которого подключены к управляющему выходу генератора 3 импульсных последовательностей, элементу 9 И, преобразователю 11 временного интервала в период импульсов, выход блока 12 формирования нериода накопления соединен с входом генератора 3 импульсных последовательностей. Перестраиваемый фильтр 6 нижних частот (фиг. 2) выполнен в виде управляемого фильтра 13 нижних частот, генератора 14, счетчика 15, реги,стра 16. Преобразователь 11 временного интервала в период импульсов (фиг. 3) выполнен-в виде компаратора 17, счетчика 18, генератора 19, регистра 20, управляемого генератора 21. Блок 12 формирования периода накопления

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

(фиг. 4) выполнен в виде счетчика 22, реверсивного счетчика 23, триггера 24. Измеряется ширина горячего проката 25.

Способ осуществляется следующим образом.

Изображение горячего проката проецируется объективом 1 на светочувствительную секцию прибора 2 с зарядовой связью, в которой формируются зарядовые пакеты в период накопления, задаваемые блоком 12 формирования периода накопления, управляющим генератором 3 импульсных последовательностей.

Под действием сигналов, формируемых генератором 3 импульсных последовательностей, происходит перенос зарядовых пакетов из секции наконления прибора 2 с зарядовой связью в выходной регистр, и сдвиг зарядовых пакетов в выходном регистре прибора 2 с зарядовой связью.

На выходе прибора 2 с зарядовой связью формируется видеосигнал, а.мплитуда импульсов которого пропорциональна распределению освещенности в изображении горячего проката на светочувствительной секции прибора 2 с зарядовой связью.

Видеосигнал поступает на вход блока 5 двойной коррелированной выборки, входящего в блок 4 выделения временного интервала. Синхронизирующие импульсы на блок 5 двойной коррелированной выборки поступают с генератора 3 импульсных последовательностей. На выходе блока 2 двойной коррелированной выборки формируется ступенчато изменяющийся видеосигнал без неинформационных выбросов, который поступает на вход перестраиваемого фильтра 6 нижних частот, осуществляющего сглаживание ступенчато из.меняющегося видеосигнала. Информационные сигналы, наложенные на постоянную составляющую, поступают на вход компаратора 7, уровень компарирования которого равен, например, половине максимального значения информационных сигналов.

Прямоугольные сигналы, формируе.мые компаратором 7, длительность которых пропорциональна ширине горячего проката 25, поступают на первый вход элемента 9 И, входящего в регистратор 8. На второй вх од элемента 9 И поступает и.мпульсные сигналы с преобразователя 11 временных интервалов в период импульсов.

На выходе элемента 9 И формируются пачки импульсных сигналов, подсчитываемые счетчиком 10. Параллельный код, формируемый на выходе счетчика 10, пропорционален ширине горячего проката 25.

Перестраиваемый фильтр 6 нижних частот (фиг. 2) осуществляет сглаживание ступенчато изменяющегося видеосигнала, формируемого на выходе блока 5 двойной коррелированной выборки, с постоянной времени (частотой среза), зависящей от времени сдвига зарядовых пакетов в выходном регистре прибора 2 с зарядовой связью.

Импульсные сигналы, формируемые генератором 14, подсчитываются счетчиком 15 во временном интервале, задаваемом генератором 3 импульсных последовательностей и равном времени сдвига зарядовых пакетов в выходном регистре прибора 2 с зарядовой связью. Число импульсов, подсчитанное счетчиком 15, переписывается в регистр 16, выходной параллельный код которого управляет постоянной времени управляемого фильтра 13 нижних частот.

Преобразователь 1I временного интервала в период импульсов (фиг. 3) осуществляет формирование импульсных сигналов, период следования которых пропорционален времени сдвига зарядовых паке- тов в выходном регистре прибора 2 с зарядовой связью.

Импульсные сигналы, формируемые генератором 19, подсчитываются счетчиком 18 во временном интервале, задаваемом генератором 3 импульсных последовательностей и равном времени сдвига зарядовых пакетов в выходном регистре прибора 2 с зарядовой связью. Число импульсов, подсчитанное счетчиком 18, переписывается в регистр 20, параллельный код на выходе ко- торого управляет частотой управляемого генератора 21. Импульсы, формируемые на выходе компаратора 17, синхронизируют работу счетчика 18. На выходе управляемого генератора 21 формируются импульсные сигналы, период следования которых про порционален времени сдвига зарядовых пакетов в выходном регистре прибора 2 с зарядовой связью.

Блок 12 формирования периода накопления (фиг. 4) осуществляет формирование временного интервала, длительность которо- го пропорциональна ширине горячего проката 25 и времени сдвига зарядовых пакетов в выходном регистре прибора 2 с зарядовой связью.

Последовате.тьность импульсных сигналов, формируе.мых на выходе элемента 9 И, подсчитывается счетчиком 22 во временном интервале, задаваемом генератором 3 импульсных Последовательностей, равном времени сдвига зарядовых пакетов в выходном регистре прибора 2 с зарядовой связью.

В начале временного интервала счетчик 22 обнуляется, а триггер 24 перебрасывает- . ся в состояние «Лог. 1. По окончании временного интервала содержи.мое счетчика 22 переписывается в реверсивный счетчик 23,

переключающийся в режим вычитания. Импульсы, формируемые управляемым генератором 21, поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 23. При переходе через нуль реверсивного счетчика 23 на его выходе формируется сигнал, перебрасывающий триггер 24 в состояние «Лог. О. Длительность сигнала, формируемого триггером 24, соответствует времени накопления зарядовых пакетов в светочувствительной секции прибора 2 с зарядовой связью. Сигнал с выхода триггера 24 поступает на генератор 3 импульсных последовательностей.

Использование способа позволяет повысить точность измерения ширины горячего проката за счет стабилизации уровня постоянной составляющей, наложенной на видеосигнал, формируемый на выходе прибора с зарядовой связью.

Формула изобретения

Способ измерения ширины протяженного светящегося объекта, заключающийся в том, что проецируют на линейный дискретный фотопреобразователь, выполненный в виде прибора с зарядовой связью, изображение протяженного светящегося объекта, преобразуют распределение освещенности изображения протяженного светящегося объекта в светочувствительной секции прибора с зарядовой связью в зарядовые пакеты в период накопления, переносят зарядовые пакеты в выходной регистр прибора с зарядовой связью, сдвигают зарядовые пакеты в выходном регистре прибора с зарядовой связью с одновременным формированием видеосигнала, преобразуют видеосигнал во временной интервал путе.м компарирования видеосигнала относительно оиорного напряжения на определенном уровне, заполняют временной интервал импульсами, по количеству которых судят о ширине протяженного светящегося объекта, изменяют период накопления зарядовых пакетов в светочувствительной секции прибора с зарядовой связью, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, устанавливают отношение периода накопления зарядовых пакетов в светочувствительной секции прибора с зарядовой связью к времени сдвига зарядовых пакетов в выходном регистре прибора с зарядовой связью прямо пропорциональным временному интервалу.

OmS/t.5 Г

ЗА

U23

Составитель Т. Айсин

Редактор Л. ПовханТехред И. ВересКорректор Л Патай

Заказ 5270/34Тираж 677Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, , Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. П роектная, 4

cpLte.2

Нбл..9.12 h

фиг.З

От 5л. 21 фигЛ

фиг. 5

i

Изобретение относится к из.меритель- ной технике. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет стабилизации уровня постоянной составляющей, наложенной на информационный видеосигнал, формируемый на выходе прибора с зарядовой связью. Изображение горячего проката 25 проецируется на светочувствительную секцию прибора 2 с зарядовой связью, управляемого генератором 3 импульсных последовательностей. В период накопления в светочувствительной секции прибора 2 с зарядовой связью накапливаются зарядовые пакеты, которые переносятся в выходной регистр, сдвигаются и преобразуются Б видеосигнал. Временной интервал, пропорциональный ширине горячего проката, выделяется блоком 4 выделения временного интервала и регистрируется регистраторо.м 8. Преобразователь 11 временного интерва,ча в период и.мпульсов осуществляет .масштабирование импульсов заполнения в соответствии с временем сдвига. Блок 12 формирования периода накопления осуществляет подстройку периода накопления пропорционально ширине горячего проката 25 и времени сдвига зарядовых пакетов в выходном регистре с зарядовой связью. 5 ил. (Л 00 ел го N3 О о