Цифровой датчик оптической плотности Советский патент 1988 года по МПК G03C5/02 

фиг. 1

Изобретение относится к технике фотоматерии, предназначено для определения фотографических свойств кинофотоматериалов и может быть использо- г вано для определения качества снимков при рентгено- и гамма-дефектоскопии сварных соединений,

Цель изобретения - повышение точности измерений. 10

На фиг.1 показана блок-схема предложенного датчика оптической плотнос- ти;| на фиг.2 - диаграмма, поясняющая его работу.

Датчик оптической плотности (фиг.1)15 включает источник 1 света, фотоприен- ник 2, оптический образец 3, первый нуль-орган 4, электронный вентиль 5, одновибратор 6, двоично-десятичный счетчик 7, цифровой индикатор 8, ис- 20 точник 9 эталонного напряжения, первый интегратор 10, первый 11 и второй

12входы первого 4 нуль-органа, плюс

13источника 9 эталонного напряжения первый резистор 14, первый вход 15 25 электронного вентиля 5,второй нуль- орган 16, второй интеУратор 17, второй резистор 18, резистор 19 фиксации напряжения, кнопка 20 сброса, первая кнопка 21 фиксации напряжения, второй 30 вход 22 первого интегратора 10, вход сброса 23 двоично-десятичного счетчика 7, вход 24 второго интегратора 17, вход 25 сброса второго интегратора

17, вход 26 счета двоично-десятичного -. счетчика 7, первый вход 27 второго нуль-органа 16, второй вход 28 электронного вентиля 5, второй вход 29 второго нуль-органа 16, вторая кноп- ка 30 фиксации напряжения,40

При этом элементы датчика имеют j следующие соединения: последовательно/ соединены фотоприемник 2, первый нуль-орган 4, электронный вентиль 5, одновибратор 6, двоично-десятичный 45 счетчик 7, соединенный с цифровым ин- Йикатором 8. Кроме того, первый интегратор 10,выходом соединен с первым входом 11 первого нуль-органа 4, второй вход 12 которого соединен с вы- Q ходом фотоприемника 2, вход 22 первого интегратора 10 соединен с плюсом 13 источника 9 эталонного напряжения через первый резистор 14, выход первого нуль-органа 4 соединен с первым 55 входом 15 электронного вентиля 5, выход которого соединен с входом од- новибратора 6, второй нуль-орган 16, второй интегратор 17. Кнопки сброса

20 и фиксации напряжения 21 и 30 соединены с входом сброса 23 двоично-десятичного счетчика 7, входом 22 и выходом первого интегратора 10 соответственно.

Другими контактами эти кнопки соединены: кнопка сброса 20 и фиксации напряжения 21 соединена с общей шиной, кнопка 30 фиксации напряжения - с подвижным контактом резистора 19 фиксации напряжения. Вход 24 второго интегратора 17 соединен с минусом источника 9 эталонного напряжения через второй резистор 18, вход сброса 25 второго интегратора . 17 соединен с выходом одновибратора 6, а выход второго интегратора соединен с первым входом 27 второго нуль-органа 16, выход которого соединен со вторым входом 28 электронного вейтиля 5, а второй вход 29 с выходом первого интегратора 10,

На фиг.2 обозначены диаграмма напряжений на входах второго нуль-органа 16. Прямая ИТ это напряжение на выходе первого интегратора 10 и на втором входе 29 второго нуль-органа 16, Нарастающие треугольные импульсы внутри большого треугольника СИТ - это импульсы на выходе второго интегратора 17 и первом входе 27 второго нуль-органа 16,

Устройство работает следующим образом.

Первоначально при помощи резист6-. ра 19 фиксации напряжения устанавливается значение оптической плотности собстэенно основы фотоматериала (вдали), Для этого, фотоприемник устанавливается на наиболее светлую часть оптического образца (негатива), По его известной оптической плотности устанавливается резистор 19 фиксации напряжения. Это выполняется следующим образом. Резистор 19 устанавливается в среднее положение, и нажимаются кнопки сброс 20 и фиксации напряжения 21, При этом на емкости первого интегратора 10 фиксируется напряжение, снй1 1аемое со средней точки резистора 19 фиксации напряжения. Это , начальное напряжение согласно фиг,2, После отпускания всех трех совмещен- ньк кнопок 20 и 21 на выходе первого интегратора 10 будет зафиксировано Оцд, положительной величины. Двоично- десятичный счетчик 7 будет по входу сброса 23 сброшен на нуль. На выходе

второго интегратора 17 будет максимально возможный положительный сигнал так как на его вход 24 через резистор 18 постоянно проходит отрицательный сигнал от источника эталонного напряжения. Так как сигнал на выходе второго интегратора 17 больше, чем на выходе первого интегратора 10, то эти сигналы проходят через первый 27 и второй 29 входы второго нуль-органа 16., где будет сформирован второй вход 28 электронного вентиля 5. На его первом входе 15 имеется сигнал разрешения, поступающий с выхода первого нуль-органа 4, Сигнал на выходе первого интегратора 10 (первый вход 11) первого нуль-органа больше, чем сигнал на его втором входе 12, поступающий от фотоприемника 2, Если зто ус- ловие не будет обнаружено, то двоично-десятичный счетчик 7 не будет осуществлять счет, что сразу будет зафиксировано цифровым индикатором 8. (Если это будет обнаружено, то соот- ветственно необходимо увеличить напряжение фиксации на резисторе 19 фик- сации напряжения).

Сигнал с выхода электронного вен- тиля 5 поступает на одновибратор 6, и сформируется импульс, который сбрасьшает второй интегратор 17 по входу 25 сброс. На выходе второго интегратора 17 сформируется нулевой сигнал. Это отражено (фиг.2) при начальном нулевом значении Т-времени. В двоично-десятичном счетчике 7 зафиксируется единица. После этого за счет постоянно поступающего на вход 24 второго интегратора 17 отрицательного сигнала на его выходе возраста.ет напряжение (фиг.2). В это время на выходе первого интегратора 10 напряжение падает (прямая ИТ), так

-Iкак на его вход поступает положительный потенциал. Как только напряжение на выходе первого интегратора 10 будет равно напряжению на выходе второго интегратора 17, снова сформируется одновибратором импульс, который сбраг сывает второй интегратор 17 до нуля, и зафиксирована вторая единица в двоично-десятичном счетчике 7. Так будет повторяться до тех пор, пока напряжение на выходе первого интегратора 10 станет меньше, чем напряжение на выходе фотоприемника 2 (с учетом коэффициента усиления усилителя первого

Q5 0 5

О , Q

5

0

нуль-органа 4). Таким образом к концу счета в двоично-десятичном счетчике 7 будет зафиксировано число, которое и определяет заданную оптическую плотность начального значения оптического образца Это цифровое значение оптической плотности поступает на цифровой индикатор 8 (цифровой регистратор или микропроцессор).

Рассмотрим фиг.2, где изображено линейно убывающее напряжение на выходе первого интегратора 10 и линейно возрастающие импульсы на выходе второго интегратора 17.

л em Очевидно - г и т.д. т k

Таким образом, периоды заряда и разряда емкости второго интегратора 17 относятся один к другому как последовательные члены геометрической прогрессии, так как это отношение постоянная величина для всех периодов импульсов, которые формируются на выходе второго интегратора 17.

Напряжение на выходе первого интегратора 10 через время Т, когда оно сравняется с напряжением на выходе второго интегратора 17, будет

II - IT II

нач .«, , w-i где и„цу - напряжение заряда конденсатора С, первого интегратора 10 в момент сброса устройства ,

и„щ, - пропорционально световому потоку, падающему на фотоматериал Ф,,

Ug, - входное напряжение первого интегратора 10 от эталонного источника напряжения, Ug - то же второго интегратора 17 Р| и Р соответственно входные резисторы 14, 18 первого 10 и второго 17 интеграторовJ

С, и CQ, - соответственно емкости заряда первого 10 и второго 17 интеграторов.

Далее, преобразуя это выражение, получаем

2.«.у- „.., j-k-. и„,

BJ7 5

II --- 1 R,C, Ue«, RzCi

Т , R;C.

Ue« ( RiCi , 4.

пк7с

Если и кон напряжение на входе устройства, пропорционально световому потоку, прошедшему через фотоматериал Ф, то оптическая плотность D будет

равна D Ig

$i

Фо

1е Уйяа

Ol тт .

, UMDH

13778156

случае резистор 19 фиксации напряжения остается в зафиксированном положении, а фотоприемник 2 устанавливается в контролируемую точку «Ьптичес- кого образца 3.

Формула изобретения

Так как и ицо„ начальный и конечный член геометрической прогрессии (если периоды времени разряда и заряда емкости второго интегратора Т относятся как члены геометрической прогрессии), то и и и все промежуточные напряжения относятся

Формула изобретения

Цифровой датчик оптической плотности, включающий источник света, фо топриемник, первый нуль-орган, выход которого соединен с первым входом электронного вентиля, одновибратор.

один к другому как члены геометричес- входом соединенный с выходом электФормула изобретения

Цифровой датчик оптической плотности, включающий источник света, фотоприемник, первый нуль-орган, выход которого соединен с первым входом электронного вентиля, одновибратор.

входом соединенный с выходом элект

Изобретение предназначено для определения фотографических свойств кинофотоматериалов. Цель изобретения - повышение точности измерений. По известной оптической плотности образца устанавливается резистор 19 фиксации напряжения. К концу счета в двоично- десятичном счетчике 7 будет зафиксировано число, которое определяет заданную оптическую плотность начального значения оптического образца, и высвечено на индикаторе 8. При помощи значений входных напряжений, резисторов и емкостей можно подобрать необходимое значение коэффициентов для вычисления оптической плотности. Чем меньше значение этой величины, тем точнее определяется значение оптической плотности. 2 ил.

кой прогрессии, так как это стороны подобных треугольников.

Исходя из формулы геометрической

прогрессии а.

q,

откуда

и кон

- Ig

п-.:

Ujjei и

кон

и соответственно D

lg( ) (n-l)lgq

(n- 1)0,4343 .

и 6X1

По приближенной формуле lg(1 +ei) 0,4343 в6, так как

Uei(

Ue«a 1

много меньше единицы. При помощи значений входных напряже66

ронного вентиля, а выходом - с входом двоично-десятичного счетчика, выход которого соединен с цифровым индикатором, источник эталонного напряжения, плюсом соединенный через первый резистор с входом первого интегратора, выход которого соединен с первьм входом первого нуль-органа, второй вход которого соединен с выходом фотоприемника, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно введены второй интегратор, пер- первым входом соединенный через вто- 30 рой резистор с минусом источника

эталонного напряжения, а вторым входом - с выходом одновибратора, второй нуль-орган, первым и вторым входами НИИ, резисторов и емкостей можно подо- соединенный с выходами первого и вто- брать необходимые значения коэффици- 35 Рого интеграторов соответственно, а ентов для вычисления оптической плот- выходом - с вторым входом электронно- ности, чем меньше значение этой .величины, тем точнее определяется значение оптической плотности D.

Это значение пропорционально коли- 40 десятичного счетчика, первая кнопка честву импульсов, которое будет за- фиксации напряжения, первым контактом

соединенная с общей шиной, а вторым - с входами первого интегратора, вторая кнопка фиксации напряжения, первым 45 контактом соединенная с выходом первого интегратора, а вторым - с под- вижньм контактом резистора фиксации

го вентиля, кнопка сброса, первым контактом соединенная с общей шиной, а вторым - с входом сброса двоичнофиксировано в двоично-десятичном счетчике 7, и будет высвечено на цифровом индикаторе 8.

После установки резистора 19- фиксации напряжения на заданное значение падающего светового потока с учетом вуали производится определение

напряжения, неподвижными контактами включенного между плюсом источника

напряжения, неподвижными контактами включенного между плюсом источника

оптической плотности оптического образца 3 в его различных точках. Поря- 50 эталонного напряжения и общей шиной, док работы с датчиком такой же, как и было указано выше. Только в этом

при этом все кнопки являются нормаль но разомкнутыми.

ронного вентиля, а выходом - с входом двоично-десятичного счетчика, выход которого соединен с цифровым индикатором, источник эталонного напряжения, плюсом соединенный через первый резистор с входом первого интегратора, выход которого соединен с первьм входом первого нуль-органа, второй вход которого соединен с выходом фотоприемника, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно введены второй интегратор, пер- первым входом соединенный через вто- 0 рой резистор с минусом источника

5

эталонного напряжения, а вторым входом - с выходом одновибратора, второй нуль-орган, первым и вторым входами соединенный с выходами первого и вто- Рого интеграторов соответственно, а выходом - с вторым входом электронно-

го вентиля, кнопка сброса, первым контактом соединенная с общей шиной, а вторым - с входом сброса двоичнонапряжения, неподвижными контактами включенного между плюсом источника

эталонного напряжения и общей шиной,

эталонного напряжения и общей шиной,

при этом все кнопки являются нормально разомкнутыми.

UHOV.

Фи8. 2