Устройство для фотографирования быстродвижущихся моделей Советский патент 1988 года по МПК G03B15/16 

СО

со

о

ел

;о NU

Изобретение относится к области измерительной техники. Цель изобретения - автоматизация фотографирования ускоренных движущихся последовательно друг за другом моделей. Импульс, вырабатываемый на.выходе 31 схемы 11 сравнения, поступает на элемент 34 задержки, который через время, требуемое на срабатывание затвора источника 5 излучения и фотографирования, вырабатывает импульс, поступающий на вход 35 синхронизации механизма покадровой перемотки пленки фотоаппарата 4 и на вход элемента 33 задержки. Последний вырабатьшает импульс, поступающий на вход элемента ИЛИ 32, с выхода которого поступает на вход 22 записи, на счетчик 7 двоичного кода, заданного на регистре 6, и входы 23 и 24 установки в нулевое состояние реверсивных времяимпульсных преобразователей 8 и 9. 2 ил. (h

ГЧ)

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для автоматизации физических экспериментов в системах исследования движущихся объектов и является усовершенствованием устройства по основному авт, св. № 1254411,

Цель изобретения - автоматизация фотографирования ускоренных движущихся последовательно одна за другой моделей.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Устройство содержит первый 1, второй 2 и третий 3 датчики положения движущейся модели, фотоаппарат 4 с механизмом покадровой перемотки пленки, импульсный источник 5 излучения, клавишный регистр 6, реверсивный счетчик 7, первьй 8 и второй 9 вре- мяимпульсные преобразователи, первую 10 и вторую 11 схемы сравнения, вход 12 начальной установки, выход 13 клавишного регистра, входы 14-16 прямого преобразования, входы 17-19 обратного преобразования, входы 20 и 21 остановки преобразования, вход 22 записи в реверсивный счетчик, входы 23 и 24 обнуления, входы 25-27 тактовых импульсов, входы 28 и 29 разрешения работы схем 10 и 11 сравнения, выход 30 управления импульсным источником 5 излучения, выход 31 управления затвором (не показан) импульсного источника 5, логический элемент ИЛИ 32, элементы 33 и 34 задержки, вход 35 синхронизации механизма покадровой перемотки пленки фотоаппарата.

Выходы-датчиков 1-3 положения движущейся модели подключены к соответствующим входам 14-21 реверсивного счетчика 7 и времяимпульсных преобразователей 8 и 9, выход датчика 2 также подключен к входам 28 и 29 схем 10 и 11 сравнения, выходы клавишного регистра 6 соединены с первой группой разрядных входов счетчика 7, выход которого соединен с первой группой разрядных входов первой схемы 10 сравнения, вторая группа разрядных входов которой соединена с выходами разрядов первого преобразователя 8 и первой группой разрядных входов второй схемы 11 сравнения, вторая группа разрядных входов которой соединена с выходами разря0

5

0

5

0

5

0

дов дополнительного преобразователя 9, выход 30 первой схемы сравнения соединен с входом управления импульсного источника 5, а вькод 31 второй схемы сравнения соединен с входом управления затвором импульсного источника 5 и входом первого злемента задержки 34, выход которого подключен к входу 35 синхронизации механизма покадровой перемотки пленки фотоаппарата 4 и соединен с входом второго элемента 33 задержки, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 32, первый вход которого соединен с входом 12 начальной установки, а выход элемента ИЛИ 32 подключен к входу 22 записи в реверсивный счетчик 7 и входам 23 и 24 обнуления преобразователей 8 и 9.

Датчики 1-3 положения движущейся модели располагаются вдоль траектории движения на расстояниях 1, 1. Фотографирующая система, содержащая фотоаппарат 4 с открытым затвором в течение всего времени проведения эксперимента и импульсный источник излучения 5, расположена на расстоянии 1- 1-1 li за датчиком 2.

Устройство работает следующим образом.

При линейном изменении скорости модели на участке 1, + Ij 3 постоянным ускорением а значение скорости V в момент времени t определяется как

V at + у„,

где VP - начальное значение скорости, а времена пролета участков 1, 1 и 11, можно описать следующим выражением:

45

t .

21i

+ V.

0

где V.

V .

на

значения скорости границах участка. В предположении равенства участков

, 1, 1 и определении времен

пролета как с t, + At

и t.

atj, можно принять,что време tt

на пролета соседних участков отличаются на одно и то же время, т.е. дс 1 flt,. Таким образом, определяя разность времени at, пролета участков 1 и Ij и увеличивая (уменьшая) на эту разность время пролета t,, можно

задать момент времени t- t ,, - иг , пролета моделью сечения фоти:1графиро- вания, в которой вырабатывается импульс по выходу 31 на управление затвором источника итлучсння (фиг-, 2).

Перед началом Df перимента определяют задержку срабатывания импульсного источника излучения t jg - это есть время от подачи управляющего импульса на запуск лампы излучателя до момента начала собственно излучения, т.е. время накачки, после ко- торо-го можно производить фотографирование. Полагая дискретность (период тактовых импульсов) прямого и обратного преобразований Т„р равными.

выражают измеренное t

ЗПА

в единицах

Т„ ив двоичном коде устанавливают на клавишном регистре. Выработка управляющего импульса по входу 19 происходит через время t с,„

- t

ЗОА

t , + 5 t, - t

Перед началом эксперимента при подаче импульса по входу 12 началь- ной установки производится запись на реверсивный счетчик 7 двоичного кода t,c,д заданного на клавишном регистре 6 и установка в нулевое состояние реверсивных времяимпульсных преобразователей 8 и 9.

При пересечении моделью плоскости датчика 3 к реверсивному счетчику 7 и реверсивному времяимпульсному преобразователю 9 по входам 14 и 16 прямого преобразования поступает импульс, инициирующий прямое преобразование так, что тактовые импульсы с периодом Трр поступают на входы прямого счета, При пересечении моделью плоскости датчика 1 к реверсивному счетчику 7 и реверсивному времяимпульсному преобразователю 9 по входам 17 и 19 обратного преобразования поступает импульс, инициирующий обратное преобразование. К этому моменту в преобразователе 9 сформирован двоичный код, характеризующий время t, пролета участка 1,, а в счетчике -7 - двоичный код, характеризующий время

I Т

t , + t тюл Далее тактовые импульсы с

периодом Т „р поступают на входы обратного счета. Одновременно от датчика 2 к реверсивному времяимпульсному преобразователю 8 по входу 15 прямого преобразования поступает импульс, инициирующий его прямое преобразование с периодом Т „р.

0

5

0

0

5

5

0

5

0

5

При пересечении моделью дптчика 1 к счетчику 7 и преобразователю 9 по входам 20 и 21 остановки преобразования поступает импульс, прекращающий поступление на них тактовых импульсов. К этому моменту времени в преобразователе 9 сформирован код, характеризующий разность jt , t, , - - L, времени пролета участков 1, и Lj, , а в счетчике 7 - код г t , + i ,„ . Одновременно от датчика 2 к iii-)ei;i6pa- зователю 8 по входу 18 обратного преобразования поступает nMnyj-ibc , иницгшрующий его обратное прес бразо- вание. К этому моменту в преобразователе 8 сформирован двоичный код, характеризуюи1ий время tj пролета участка 1,. Кроме того, от датчика 2 по входам 28 и 29 на схемы 10 и 11 сравнения поступает сигнал разрешения сравнения. Далее тактовые импульсы с периодом Т поступают на вход 18 обратного счета преобразователя 8.

В момент совпадения состояний вре- мяимпульсного преобразователя 8 и счетчика 7 схема 10 сравнения по выходу 30 вырабатывает импульс на запуск лампы импульсного источника 5 излучения. Данный импульс вырабатывается через время относительно пересечения датчика 2 и начинается процесс накачки источника 5, но модель находится еще до исследуемого сечения (фиг. 2).

В момент совпадения состояний времяимпульсных преобразователей 8 и 9 (при обратном счете преобразователе 8) схема 11 сравнения по выходу 31 вырабатывает импульс, управляющий затвором импульсного источника 5 излучения.В предположении постоянства разности dt времен пролета соседних участков 1,1 1 и 111}, в этот момент в преобразователя 8 будет сформирован код, характеризующий время t tj +dti пролета участка 1,,. Таким образом, в данный момент модель находится в исследуемом сечении и происходит освещение модели импульсом излучения - собственно фотографирование.

Импульс, вырабатываемый на выходе 31 второй схемы сравнения 11, поступает также на вход элемента 34 зам.л

держки. Последний через время t требуемое на срабатывание затвора импульсного источника 5 излучения и собственно фотографирование (десятки.

сотни наносекунд), вырабатывает- импульс, которьй поступает на вход 35 синхронизации механизма покадровой перемотки пленки фотоаппарата 4 и на вход элемента 33 задержки. Последний через время (фиг. 2), требуемое на подготовку импульсного источника 5 излучения и фотоаппарата 4 к следующему кадру, вырабатывает импульс, который поступает на второй вход элемента ИЛИ 32, с выхода которого поступает на вход 22 записи на реверсивный счетчик 7 двоичного кода t .5 , заданного на клавишном регистре 6, и входы 23 и 24 установки в нулевое состояние реверсивных время- импульсных преобразователей 8 и 9. Таким образом, устройство готово к дальнейшему фотографированию.

При последовательном пересечении следующей моделью датчиков 1-3 положения движущейся модели повторяется процесс выработки управляющих сигналов и подготовка к последующему фотографированию.

При проведении экспериментов необходимо выбирать размеры участков 1, 1 1 1 } такими, чтобы время пролета tj с учетом разности d t, времен пролета было достаточным для накачки лампы излучателя (t s 1 не). Кроме того, необходимо учитывать, что при движении моделей с отрицательным ускорением (торможением) , при обратном счете преобразователи 8 и 9 будут проходить нулевое состояние, поэтому разрядность преобразователей нужно выбирать такой, чтобы можно было измерять времена пролета во всем исследуемом диапазоне скоростей и ус1сорений (фиг.2).

При использовании частоты генератора тактовых импульсов 10 МГц, скорости модели 400 м/с, ускорении торможения 1,610 м/с отклонение модели от исследуемого сечения не превышает 0,3 мм.

В качестве импульсного источника 5 излучения возможно применение лазерного или рентгеновского источников излучения, или других, допускающих последовательную выработку импульсов излучения и требующих два управляющих импульса: один для управления запуском накачки лампы, другой для управления затвором источника.

20 Формула изобретения

Устройство для фотографирования быстродвижущихся моделей по авт. св. № 1254411, отличающее- с я тем, что, с целью автоматизации фотографирования ускоренных движущихся последовательно одна за другой моделей, в него введены два элемента задержки и логический элемент ИЛИ, причем первый вход элемента ИЛИ соединен с входом начальной установки, выход элемента ИЛИ подключен к входу обнуления реверсивного счетчика и к входам облучения двух времяимпульс- ных преобразователей, вход первого элемента задержки соединен с выходом второй схемы сравнения, выход первого элемента задержки подключен к входу синхронизации механизма покадровой перемотки пленки фотоаппарата и через второй элемент задержки - к второму входу элемента ИЛИ.

5

0

0

Фиг. 2