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

Изобретение относится к измери™ телыюй технике и может быть исполь зовано для автоматизации физических экспериментов в системах исследования движущихся объектов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет многократного фотографирования движущихся моделей в N равноудаленных сечениях траектории.

На фиг, приведена структурная схема устройства; на фиг.2 - временная диаграмм:а работы устройства.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 датчики положения движущейI М

ся модели, фотоаппараты 3-3 с затворами, импульсные источники излучения А - 4, регистр 5, реверсивный времяимпульсный преобразов атель 6, клавишные регистры 7 - 7 , цифровые схемы сравнения 8 - 8 , триггеры 9-9 управления, логические элементы И 10 - 10 , шину 11 начальной установки, шину 12 тактовых импульсов, управляющий вход 13 регистра, вход 14 приема в преобразователь, вход 15 обнуления, разрядные входы 16, разрядные выходы 17 преобразова- теля вход 18 обратного преобразова

ПИЯ, вход 19 прямого преобразования, выход 20 переполнения, входы 21 разрешения работы схемы сравнения,, входы 22, 23 установки триггера в нулевое состояние, первые входы 24 блот ка регистрации-- счетный вход триггера управления, входы 25 открытия затвора фотоаппарата, входы 26 запуска импульсного источника, входы 27 управления затвором импульсного источника излучения, входы 28 закрытия затвора фотоаппарата, элемент 29 задержки, первые выходы 30 блока регистрации, вторые выходы 31 блока регистрации, входы 32-34 установки частоты обратного преобразования.

Выходы датчиков -1 и 2 подключены к входам прямого 19 и обратного 13 преобразования реверсивного преобразователя 6. Фотоаппарат 3 с затвором, импульсный источник излучения 4 , клавишньй регистр 7 , схема сравнения 8 , триггер управления 9 логический элемент И 10 и соответствующие связи образуют первый блок ре гистрации. Входы 24 и 28 являются соответственно первым и вторым входами блока регистрации. Введены N-1 блок регистрации. Выход датчика 2

3631232

соединен с управляющим входом 13 регистра и первым входом 24 первого блока регистрации. Выходы 17 преобразователя g 6 подключены к разрядным входам регистра 5, разрядные выходы которого подключены к разрядным входам 16 преобразователя 6. Выход 20 переполнения преобразователя 6 соединен с вхр35

40

55

0 дом 14 приема и вторыми входами элементов И 10- 10 . Шина 11 начальной установки подключена к входу 15 обнуления и вторым входам 23 установки триггера в нулевое состояние. Прямой 5 выход триггера 9 соединен с первым входом элемента И 10 и входом 21 разрешения работы схемы 8 сравнения в каждом блоке регистрации, кроме того, выход элемента И соединен с входом 0 27 управления затвором источника 4 и первым входом 22 установки триггера в нулевое состояние, выход 31 схемы сравнения подключен к входу 26 запуска источника и входу 25 открытия зат- 5 вора фотоаппарата 3. Первые выходы 30 каждого блока регистрации соединены с первым входом 24 последующего блока регистрации. Вторые выходы 31 каждого блока регистрации подключены 30 к второму входу 28 предыдущего блока регистрации. Первьй выход ЗО N-ro блока регистрации соединен с входом элемента 29 задержки, выход которого соединен с вторым входом 28 N-ro блока регистрации.

На фиг.1 введены обозначения: ЕО - расстояние между первым 1 и вто рым 2 датчиками положения движущейся модели; J, - расстояние между первым сечением фотографирования и вторым 2 датчиком положения; f-g - j ... J -, - расстояния между равноудаленными сечениями фотографирования.

Устройство работает следующим образом.

Принцип работы устройства основан на предположении постоянства скорости модели на исследуемом участке t + 2- + 2 + ...+ f траектории

45

50

движения. Учитывая соотношение

k.

между участками

2 N исследования,

этих участков можно записать: -ta . |о

. где , 2,...,N; k - коэффициент.

На основании этого для частот прядля времен - пролета

Г .

мого fflp и обратного f

ОБр

преобра313

зевания реверсивного времякмпульсно- го преобразователя 6 можно записать:

f °- f -i f Обр f, пр k F

Коэффициент k обра.тного преобразования выбирается равным для всех ис- следуег.1ых участков - исходя из их равенства, и перед началом работы значение k устанавливается на входах 32-34 реверсивного преобразователя 6

Времена пролета моделью исследуемых участков одинаковы. Время пролета t моделью расстояния между датчиками вычисляется при прямом преобра- зовании на преобразователе 6 и записывается в регистр 5. При пролете моделью очередного исследуемого- сечения из регистра 5 значения времени t записывается в преобразователь 6, который после пересечения моделью датчика 3 в течение дальнейшего эксперимента находится в режиме обратного преобразования. Данная запись tp выполняется сигналом, вырабатывае- мым по входу 20 переполнения, в момент времени, когда значение преобразователя 6 становится равным,нулю при обратном преобразовании.

Перед началом эксперимента опре- деляют задержку срабатывания каждого импульсного источника излучения чал i время от подачи управляющего импульса на запуск лампы излучателя до момента начала собствен- но излучения, т.е. время накачки, после которого можно производить фотографирование. Зная, дискретность (период тактовых импульсов) обратного преобразователя , выражают измеренные t. ; в единицах Т и в двоичном коде устанавливают на клавишных регистрах 7- 7 . Выработка управляющих импульсов на запуск

импульсньгх. источников излучения 4- 4 по входам 26 происходит через время tj.относительно момента пересечения моделью второго датчика (для ) или предьщущего сечения исследова:ния (для );

t . |i ft - js«A.L v/t - -У

tjan, l 4 f./f o k Импульсы на управление затворами источников 4- 4 вырабатываются последовательно по входам 27 в мо- менты времени t; относительно предыдущего сечения при обнулении преоб- разователя 6 и выработке импульса по выходу 20:

23

t,- - Ьз„д; + t,gn;- J- -t - k-t.

о

Учитывая возможность засветки пленки при срабатывании соседних источников излучения, в состав фотоаппаратов введены затворы, которые последовательно открываются и закрываются при приближении и после пересечения моделью соответствующего сечения, при выработке управляющих ° сигналов по входам 25 и 28.

Перед началом работы подается импульс по шине 11, который устанавливает времяимпульсный преобразователь 6 и триггеры управления 9-9 в нулевое состояние.

При пересечении моделью первого датчика 1 положения модели к реверсивному времяимпульсному преобразователю 6 по входу 19 прямого преобразования поступает импульс, иницирующий прямое преобразование реверсивного преобразователя таким образом, что импульсы с частотой „„ поступают на вход прямого счета.

При пересечении моделью второго датчика 2 положения модели к реверсивному времяимпульсному преобразо- вателю 6 по входу 18 поступает импульс, оканчивающий прямое преобразвание и инициирующий обратное преоразование реверсивного времяимпульс- ного преобразователя 6 с частотой . Данный режим устанавливается до окончания эксперимента. К этому моменту времени в преобразователе 6 сформирован код, характеризующий время tjj пролета участка 2о. Этот код по импульсу на входе 13 записывается в регистр 5.

Одновременно импульс с выхода датчика 2 поступает на вход 24 управления триггера, устанавливает его в единичное состояние на прямом выходе (фиг.2) и по входу 21 разрешает работу схемы сравнения 8 на сравнение кодов преобразователя 6 и клав1-ш1ного регистра 7 . В момент совпадения этих кодов через время t ., после пересечения моделью датчика 2 (фиг.2),на выходе 31 схемы сравнения 8 вырабатывается импульс на запуск,импульсного источника 4 по входу 26, который также поступает на вход 25 и открывает затвор фотоаппарата 3 , подготавливая его к съемке. В источнике излучения начинается процесс накачки, но модель

находится еще до исследуемого ния.

В момент окончания обратного счета, через время

зап 1 ( K-to после пересечения моделью датчика 2, содержимое времяимпульсного преобразователя обнуляется и на его выходе 20 вырабатывается импульс, который поступает через логический элемент И 10 на его выход 30 и на вход 27 управления затвором импульсного источника излучения 4 . В этот момент происходит освещение, модели импульсом излучения - собственно фотогра- фирование в первом исследуемом сечении.

Импульс по выходу 30 одновременно устанавливает в нулевое состояние п ервый триггер 9 ив единичное состояние второй триггер 9(фиг,2), подготавливая к фотографированию второй блок регистрации.

Импульс с выхода 20 переполнения поступает на вход 14 приема и записывает в преобразователь значение кода для tg, которое хранится в регистре 5. Таким образом, вновь начинается процесс обратного преобразования от измеренного начального кода t при прямом преобразовании с частотой

рЕдиничное состояние на прямом выходе триггера управления 9 поступает на вход 21 разрешения работы схемы сравнения 8 . В момент совпадения кодов вырабатьшается импульс на выходе 31, которьй по входу 26 запускает импульсный источник 4, закрывает по входу 28 затвор фотоаппарата З и открывает по входу 25 затвор фотоаппарата 3, подготавливая его к съемке.

Далее для последующих блоков регистрации производится выработка управляющих импульсов, как для первого блока регистрации (фиг.2).

При выработке импульса по выходу он также поступает на вход элемента 29 задержки. На выходе элемента 29 задержки через время, требуемое на фотографирование, вырабатывается импульс, который поступает

1363123б

сече- экспериментов следует

10

15

что размеры участков ... fy и коэффициен такими, чтобы время д

между сечениями

t

ло больше времени зад

3,н

срабатывания импульсн излучения (t, А м

В качестве импульс излучения 4 - 4 воз ние лазерного источни любых других, требую ляющих импульса: один ния запуском накачки для управления затвор

Формула изо

Устройство для фот

20 равномерно перемещающ содержащее два датчик дели, подключенные к и обратного преобразо ного времяимпульсного

25 ля, элемент задержки ции, состоящий из фот вишного регистра, под первым разрядным вход мы сравнения, вторые

30 которой соединены с р дами реверсивного вре преобразователя, а вы нения соединен с вход пульсного источника и

ос ляется вторым выходом ции триггера управлен дом соединенного с пе элемента И, отлич тем, что, с целью рас циональных возможност гократного фотографир ся моделей в N равноу ниях траектории, в н регистр, соединенный дами с разрядными вьп пульсного преобразова ные выходы регистра п разрядным входам врем преобразователя, а уп регистра подключен к датчика положения, и гистрации, причем в к гистрации счетный, вхо управления является п

40

45

50

на вход 28, закрьшая затвор фотоаппа- 55 блока регистрации, выход элемента И соединен с входом управления затвората 3

Устройство не ограничивает диапазон скоростей равномерно движущихся моделей, однако .при проведении

ром импульсного.источника излучения и первым входом обнуления триггера управления и является первым выходом

экспериментов следует

иметь в виду,

что размеры участков f t( 2 ... fy и коэффициент k выбираются такими, чтобы время движения модел и

между сечениями

t

бы

ло больше времени задержки t

зад,

срабатывания импульсных источников излучения (t, А мс).

В качестве импульсных источников излучения 4 - 4 возможно примене- ние лазерного источника излучения и любых других, требующих два управляющих импульса: один - для управления запуском накачки лампы, второй- для управления затвором источника.

Формула изобретения

Устройство для фотографирования

равномерно перемещающихся моделей, содержащее два датчика положения модели, подключенные к входам прямого - и обратного преобразования реверсивного времяимпульсного преобразователя, элемент задержки и блок регистрации, состоящий из фотоаппарата, клавишного регистра, подключенного к первым разрядным входам цифровой схемы сравнения, вторые разрядные входы

которой соединены с разрядными выходами реверсивного времяимпульсного преобразователя, а выход схемы сравнения соединен с входом запуска импульсного источника излучения, и является вторым выходом блока регистрации триггера управления,прямым вхо- дом соединенного с первым входом элемента И, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет многократного фотографирования движущихся моделей в N равноудаленных сечениях траектории, в него введены регистр, соединенный разрядными входами с разрядными вьпсодами времяимпульсного преобразователя, разрядные выходы регистра подключены к разрядным входам времяимпульсно.го преобразователя, а управляющий вход регистра подключен к выходу второго датчика положения, и N-1 блоков регистрации, причем в каждом блоке регистрации счетный, вход триггера управления является первым входом

ром импульсного.источника излучения и первым входом обнуления триггера управления и является первым выходом

блока регистрации, прямой выход триггера управления соединен с входом разрешения схемы сравнения, второй вход обнуления триггера управления подключен к шине установки начального состояния, которая также соединена с входом обнуления времяимпульс- ного преобразователя, второй вход элемента И подключен к выходу переполнения времяимпульсного преобразователя, которьй также соединен с входом приема в преобразователь, вход открытия затвора фотоаппарата подключен к выходу схемы сравнения, при этом вторые разрядные входы цифровых схем сравнения введенных блоков регистрации подключены к разрядным выходам времяимпульсного преобразователя, первый вход первого блока регистрации соединен с выходом второго датчика положения, а в остальных бло-г ках регистрации первый выход предьщу- щего блока соединен с первым входом .последующего блока регистрации, вход

закрытия затвора фотоаппарата каждого блока регистрации соединен с вторым выходом последующего блока регистрации, а в N-блоке регистрации вход закрытия завтора фотоаппарата соединен с выходом элемента задержки, вхо дом соединенного с первым выходом N-ro блока регистрации.

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Устройство содержит датчики 1 и 2 положения движущейся модели, фотоаппараты с затворами, источники 4 - 4 излучения, регистр 5, преобразователь 6, регистры 7 - 7, схемы 8 - 8 сравнения, тригге- ширы 9 - 9 I N элементы И- 10 - 10 , Ш ны 11 и 12, вход 13 регистра, вход 14приема в преобразователь, вход 15обнуления, разрядные входы 16, вход 17 преобразователя 6, вход 18 обратного преобразования, вход 19 прямого преобразования, выход 20 переполнения, входы 21 разрешения рабо- 1 М ты схемы 8 - 8 сравнения, входы 22 и 23 установки триггеров 9 - 9 в нулевое состояние, входы 24 триггеI u . pa 9 - 9 , входы 25 открытия затвора фотоаппарата, входы 26 запуска импульсного источника, входы 27 управления затвором, входы 28 закрытия затвора, элемент 29 задержки, выходы 30 и 31 блока регистрации, входы 32-34 установки частоты обратного преобразования. Введение ноЬых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет многократно фотографировать движущиеся мбдели в N равноудаленных сечениях траектории. 2 ил. г л СО О5 СО rsD ОЗ .