Устройство для измерения ширины полосовых и рулонных материалов Советский патент 1988 года по МПК G01B21/06 

Ш

iO

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения ширины непрозрачных и полупрозрачных полосовых и рулонных материалов.

Цель изобретения.- повышение точности измерений за счет устранения влияния отказов датчиков на результа измерения.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит установленные последовательно экран 1,управляемую диафрагму 2 и набор 3 базовых датчиков, состоящий из двух групп датчиков, каждая из которых расположена на соответствующей подвижной линейке и полностью перекрьшается экраном 1, последовательно соединенные коммутатор 4, усилитель 5 с переменным коэффициентом усиления и компаратор 6, регистр 7 базового размера, блок 8 памяти, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 9, блок 10 управ- ления и индикации, первый канал которого подключен к адресньтм входам коммутатора 4 и блока 8 памяти, второй канал - к информационно-управляющим входам блока 8 памяти, третий канал - «к управляющим входам усилителя 5 с переменным коэффициентом усиления, четвертый канал - к разрядным входам цифроаналогового преобразователя 9, выход которого связан с вторым вхо- дом компаратора 6, пятый канал - к выходам регистра 7 базового разме- ра, щестой канал - к выходу компаратора 6, седьмой канал - к управляющему входу диафрагмы 2, выходы дат- чиков набора 3 базовых датчиков подключены к информационным входам коммутатора 4.

Устройство работает следующим образом.

Для осуществления автоматической настройки устройства при изменении условий измерения (например, освещенности) путем выбора для каждого датчика из набора 3 базовых датчиков уровня опорного напряжения, относительно которого определяется состояние (освещен или затемнен) базового датчика, и отбора базовых датчиков, работоспособных при данных условиях измерения, оно переводится в режим Адаптация.

В режиме Адаптация при открытой диафрагме 2 для каждого i-ro освещенного датчика выбирается один из . п возможных коэффициентов К; передачи усилителя 5 с переменным коэффициентом усиления таким образом, чтобы усиленное напряжение Uggg. i-ro опрашиваемого освещенного датчика находилось в рабочем диапазоне, определяемом неравенством

д 6 Uo.g .-ицдп д ,

где Уцап„ х максимальное значение

выходного напряжения IWI 9;

- - коэффициент, определяющий нижнюю границу рабочего диапазона (- « D,

3

,а также для каждого датчика определя ется опорное напряжение оп относительно которого определяется состояние (освещен или затемнен) датчика.

Величина &U определяется дискретностью измерения напряжений , шумами измерительной цепи, временным и температурным дрейфом параметров измерительной цепи и базовых датчиков. Значение величины выбирается больше суммы значений этих компонентов, чтобы исключить ложное определение состояния (освещен или затемнен) датчика.

Коды выбранного коэффициента К; передачи, измеренного напряжения Uop- и признак работоспособности каждого i-ro базового датчика записываются в

i-ю ячейку блока 8 памяти.

I

В режиме Адаптация для определения коэффициентов К; передачи блок 10 управления и индикации:

устанавливает уровень логической единицы на выходе седьмого канала, открьшая диафраг.1у 2;

устанавливает через четвертый канал на разрядных входах ЦАП 9 код на1,т пряжения -ицоп шах;

последовательно устанавливает че- рез первый канал на адресных входах коммутатора 4 и блока 8 памяти адреса опрашиваемых датчиков и через третий канал на управляющих входах усилителя 5 устанавливает коды коэффициен- тов передачи, начиная с наименьшего; записывает через второй канал код . коэффициента К; передачи в соответствующую i-ю ячейку блока 8 памяти, при

появлении уровня логического нуля на шестом Канале с выхода компаратора 6, свидетельствующего о том, что

и,

осе

.ь1и

и,ап. may

После определения коэффициентов К; передачи в режиме Адаптация бло to управления и индикации переходит к измерению.(например, по алгоритму поразрядного уравновешивания) опорного напряжения U. для каждого датчика .

Для этого блок 10 управления и ин дикации:

на выходе седьмого канала устанавливает уровень логического нуля, по которому закрьшается диафрагма 2;

начинает последовательно устанав- ливать через первьш канал на адресных входах коммутатора 4 и блока 8 памяти адреса опрашиваемых датчиков, через второй канал считывает соответствующий опрашиваемому датчику код ко- эффициента Kj передачи и через третий канал устанавливает его на управляющих входах усилителя 5 с переменным коэффициентом усиления, через четвертый канал последовательно устанав- ливает на разрядных входах ЦАП 9 (в соответствии с выбранным алгоритмом измерения), коды напряжений, сравниваемых с напряжением , через шестой канал считывает результат их сравнения с выхода компаратора 6 и через второй канал записьшает код измеренного напряжения Uon; в соответствующую i-ю ячейку блока В памяти.

По окончании измерения опорного напряжения и. для каждого датчика в режиме Адаптация блок 10 управления и индикации переходит к отбору базовых датчиков, работо способных в данных условиях измерения.

Для этого процессорньш блок 10 управления и индикации:

на выходе седьмого канала устанавливает уровень логической единицы, по которому открывается диафраг- ма 2;

начинает последовательно устанавливать через первый канал на адресных входах коммутатора 4 и блока 8 памяти адреса опрашиваемых освещенных датчиков, через второй канал считывает соответствующий опрашиваемому датчику код коэффициента К- передачи который через третий канал устанав-

ливает на управляющих входах усилителя 5 с переменным коэффициентом усиления, через второй канал считывает код опорного напряжения Uon- , к которому прибавляет коддУ , и результат Идд. + ди через четвертый канал устанавливает на разрядных входах ЦАП 9, при появлении уровня логической единицы на шестом канале с выхода компаратора 6, свидетельствующего о неработоспособности опрашиваемого датчика, т.е, о невыполнении условия

и

осв;

-

20 х 25 й - ,д „

,

40

45

55

записывает через второй канал признак неработоспособности в соответствующую опрашиваемому датчику i-ю ячейку блока 8 памяти, а при появлении уровня логического нуля, свидетельствующего о работоспособности опрашиваемого датчика, записьшает признак работоспособности в i-ю ячейку блока 8 памяти.

После отбора базовых датчиков устройство выходит из режима Адаптация при этом i-я ячейка блока 8 памяти, соответствующая i-му датчику,содержит код коэффициента К; передачи, код опорного напряжения U. и признак работоспособности или неработоспособности Датчика,

В режиме Измерение на выходе седьмого канала установлен уровень логического нуля, т,е, диафрагма 2 открыта, блок 10 управления и индикации определяет состояние работо- способньгх датчиков (освещен или затемнен) и по числу затемненных с учетом неработоспособных датчиков, а также расстояния между двумя группами базовых датчиков определяет ширину материала.

Для определения состояния датчиков блок 10 управления и индикации:

последовательно устанавливает через первый канал на адресных входах коммутатора 4 и блока 8 памяти адреса опрашиваемых датчиков;

через второй канал считывает со- ответствующие опрашиваемому датчику коды коэффициента К; передачи, опорного напряжения и признака работоспособности или неработоспособности датчика;

если датчик работоспособен, то устанавливает коды коэффициента К;

передачи через третий канал на управ ляющих входах усилителя 5 с переменным коэффициентом усиления, и опорного напряжения Ugp. через четвертый канал на разрядных входах ЦАП 9, через шестой канал с выхода компаратора 6 считывает состояние опрашиваемого датчика (уровень логического нуля на выходе компаратора 6 соответ ствует освещенному состоянию датчика логической единицы - затемненному),

Результат измерения ширины определяется на основе полученной информации о состоянии датчиков и представ- ляется в виде суммы двух составляющих. Первая составляющая результата измерения определяется как сумма расстояния между подвижными линейками и длин групп затемненных датчиков и неработоспособных датчиков между ними каждой подвижной линейки. Вторая составляющая, представляющая собой погрешность результата измерения обусловленную, возможным попаданием кромок материала на неработоспособные датчики, определяется как сумма длин групп неработоспособных датчиков между затемненными и освещенными датчиками каждрй подвижной линейки.

При необходимости получения точного результата необходимо изменить положение кромок материала по отношению к подвижным линейкам.

Формула изобретения

Устройство для измерения ширины полосовых и рулонных материалов, ,содержащее две группы базовых датчиков, каждая из которых расположена а соответствующей подвижной линейке, перпендикулярно направлению движения объекта, последовательно соединенные коммутатор, усилитель с переменным коэффициентом усиления и компаратор, регистр базового размера, блок памяти, цифроаналоговый преобразователь, блок управления и индикации, первый канал которого подключен к адресным входам коммутатора и блока памяти, второй канал - к информационно-управляющим входам блока памяти, третий канал - к управляющим входам усилителя с переменным коэффициентом усиления, четвертый канал - к разрядным входам цифроаналогового преобразователя, выход которого связан с вторьм входом компаратора, пятый канал - к выходам регистра базового размера, шестой канал - к выходу компаратора, выходы базовых датчиков подключены к информационным входам коммутатора, отличающеес тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено последовательно установленными перед базовыми датчиками экраном, который перекрывает обе группы базовых датчиков и выполнен в виде светорассеивающей пластины, и управляемой диафрагмой, предназначенной, для автоматической настройки устройства при изменении условий измерения, управляющий вход кото- .рой подключен к седьмому каналу блока управления и индикации.

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет устранения влияния отказов датчиков на результат измерения. Устройство для измерения ширины полосовых и рулонных материалов содержит установленные последовательно экран 1, управляемую диафрагму 2, которая используется для автоматической настройки устройства при изменении условий измерения. В режиме Адаптация при открытой диафрагме 2 для каждого освещенного датчика выбирается коэффициент передачи К; усилителя 5 с переменным коэффициентом усиления, при закрытой диафрагме 2 для каждого датчика выбирается опорное напряжение и ОЛ 1 при открытой диафрагме 2, с учетом выбранных коэффициентов передачи К; и опорного напряжения j определяется работоспособность каждого датчика в данных условиях. Код коэффициента передачи К;, код опорного напряжения и, и признак работоспособности запоминаются в ячейке блока 8 памяти и используются при работе устройства в режиме Измерение. Блок 10 управления и индикации управляет передачей данных между элементами устройства в соответствии с заложенной в него программой. Ширина определяется по числу затемненных датчиков с учетом неработоспособных датчиков и по расстоянию между двумя группами базовых датчиков. 1 йл. i (Л