Измеритель длины крешерных столбиков Советский патент 1988 года по МПК G01B21/02 

W

СО

со

rsD

GO

af

113

I Изобретение относится к измери- гельной технике и может быть использовано для нахождения длин объектов (например, крешерных столбиков), средней из трех измерений.

Цель изобретения - повьппение точности измерения за счет дискретизации и автоматизации измерений. : На фиг.1 изображены структурная Iсхема предлагаемого устройства; на 1ФИГ.2 - временные диаграммы, пояс- |няюш,ие работу измерителя; на фиг.З - I взаимное расположение сечений кре- шерного столбика, высота которых измеряется .

Измеритель содержит счетчик 1 до трех, первый инвертор 2, первую схему И 3, одноБибратор 4, триггер 5, первый ключ 6, осветитель 7, второй ключ 8, двигатель (прецезионный) 9, поворотный стол 10, датчик 11 положения для поворота крешерного столбика 12, экран 13, оптическуло систему 14, фотоприемник (ПЗС-линейка) 15 формирователь 16 фазных напряжений, генератор 17 импульсов, усилитель 18 триггер 19 Шмидта, второй инвертор 20, вторую схему И 21, блок 22 деления на три, счетчик 23 импульсов, третью схему И 24, блок 25 индикации На первьш вход счетчика 1 до трех подается импульс запуска, а выход счетчика 1 связан с первым входом третьей схемы И 24 и через первый инвертор 2-е первым входом первой схемы И 3, второй вход которой присоединен к первому выходу триггера 5, .а выход через одновибратор 4 связан с первым входом первого ключа 6, присоединенного вторым входом к источнику питания и, а выходом - к осветителю 7, со вторым входом счетчика 1 до трех и с первым входом триггера 5, второй вход которого связан с выходом датчика 11 положения, а второй выход со входом генератора 17 импульсов и с первым входом второго ключа 8, второй вход которого присоединен к,источнику питания U, а выход - к двигателю 9, механически связанному с поворотным столом 10, связанным со входом датчика 11 положения, выход генератора 17 импульсов присоединен через формирователь 16 фазгшх напряжений ко входу ПЗС-линей ки 15 и через первый вход второй схем И 21 - ко входу блока 22 деления на три, выход которого через счетчик 23

0

5

0

5

0

5

0

5

0

импульсов связан со вторым входом третьей схемы И 24, присоединенной своим выходом к блоку 25 индикации, выход ПЗС-линейки 15 присоединен через последовательно соединенные литель 18, триггер Шмидта 19 и второй инвертор 20 ко второму входу второй схемы И 21.

Измеритель работает следующим образом.

Крешерный столбик 12 устанавливают на поворотном столе 10. Крешерный столбик 12 располагают между экраном 13 с одной стороны и оптической системой 14 и ПЗС-линейкой 15 с другой стороны. Столбик оснащается осветителем 7. На ПЗС-линейку отображается сечение столбика и экрана. Таким образом, верхние и нижние ячейки ПЗС- линейки 15, на которые проектируется изображение более светлого экрана, и средние ячейки, на которые проектируется изображение сечения менее светлого крешерного столбика, будут освещены существенно неодинаково, что вызывает соответствующее распределение зарядов ячеек ПЗС-линейки 15 (фиг.2): заряд нижних и верхних будет больше, а средних - меньше. При команде Пуск на выходе счетчика 1 до трех будет О. Следовательно, на выходе инвертора 2 будет логическая 1. В исходном состоянии на первом выходе триггера 5 будет иметь место 1, а на втором - О. Пос-. КОЛЬКУ на первый и второй выходы пер- ой схемы И 3 подаются единичные сигналы, то на выходе ее будет также 1, которая воздействует на одновибратор 4. Последний вырабатывает один импульс. Выходной сигнал одновибрато- ра 4 открывает первый ключ 6, напряжение питания через который поступает на осветитель 7, освещающий крешерный столбик 12.

Одновременно импуль.с одновибратора 4 поступает в счетчик 1 до трех и задний фронт этого сигнала изменяет состояние триггера 5: на первом выходе будет иметь место О, на втором - 1. Появление нуля на первом выходе приводит к тому, что и на выходе первой схемы И 3 появляется О. В то же самое время единица на втором выходе триггера 5 откроет второй ключ 8, в результате чего напряжение U питйния будет подано на двигатель 9,

который перемещает поворотный стол 10 на 120°.

Таким образом, крешерный столбик 12 освещается осветителем 7 в течение времени импульса одновибратора. Если это время сделать равным време-i ни накопления зарядов ПЗС-линейки 15, то за это время на ПЗС-линейке 15 будет сформировано с помощью оптической системы 14 изображение сечения столбика 12 и экрана 13.

Появление сигналов на втором входе триггера приводит к тому, что запускается генератор 17 импульсов. Импульсы генератора 17 импульсов, воздействуя на формирователь 16 фазных напряжений, способствуют выработке импульса разрешения переноса (ИРП) и фазных напряжений ф, , U ф и (фиг.2. Импульс разрешения переноса переводит заряды из соответствующих ячеек ПЗС-линейки 15 в регистр этой линейки, а фазные напряжения тактируют его. При этом импульсы, сформированные в ячейках и перенесенные в регистр ПЗС-линейки 15, будут поочередно поступать через выходной усили

На выходе счетчика 1 до трех появ- вится импульс, который подаетс.я на

тель 18 на триггер 19 Шмидта.

Поскольку на нижнюю и верхнюю часть 30 третью схему И 24, и импульсы из счет- ПЗС-линейки 15 попало при экспозиции счетчика 23 пройдут в блок 25 инди- изображение экрана 13, а на среднюю кации. часть - изображение столбика 12, то На выходе инвертора 2 при этом

будет О и работа схемы прекратится.

вначале в триггер 19 Шмидта будут поступать импульсы малой амплитуды, а оп затем вновь большой.

Триггер 19 Шмидта при поступлении импульсов большей амплитуды будет в единичном состоянии, а при поступлении импульсов малой амплитуды - в ну 40 левом. На выходе второго инвертора 20 будет единичный сигнал, в то время когда на выходе триггера 19 Шмидта будет О. Этот сигнал поступает на вторую схему И 21 и импульсы от ге-с нератора 17 импульсов пройдут в блок

22деления на три, а затем в счетчик

23импульсов.

Таким образом, время открытия схемы 21 пропорционально длине крешерного столбика при первом измерении, а количество импульсов, прошедших в блок 22 деления на три, равно количеству ячеек ПЗС-линейки 15, накрытых изображением первого сечения крешерного столбика 12. . После того, как двигатель 9 переЕсли необходимо измерять длину другого крешерного столбика, то вновь надо подавать импульс запуска.

Формула изобретения

45

Измеритель длины крешерных столбиков, содержащий осветитель, оптическую систему, фотоприемник, отличающийся тем,, что, с целью повьш1ения точности измерения, он снабжен счетчиком до трех, двумя инверторами, тремя схемами И, одновиб- ратором,триггером,двумя ключами,двигаgQ телем поБОротным столом,датчиком положения,формирователем фазных напряжений, генератором импульсов, усилителем, триггером Шмитта, блоком деления на три, счетчиком импульсов,, блоком

gg индикации, фотоприемник выполнен в виде ПЗС-линейки, первый вход счетчика до трех является входом запуска, а выход счетчика связан с первым входом первой схемы И, второй вход котомастит поворотный стол 10 на 120 , сработает датчик 11 положения, кото ,

92371

рый выдает сигнал на второй вход триггера 5. Триггер переходит в исходное положение, на первом выходе

будет 1, на втором - О. Второй ключ 8 закроется и двигатель 9 остановится. Поскольку на выходе первого инвертора 2 держится единица, то на выходе первой схемы И 3 вновь появит10 ся единица, что вызовет второе срабатывание одновибратора 4. Весь процесс измерения повторится. В блок 22 деления на три пройдет количество импульсов, равное количеству ячеек ПЗС15 линейки 15, закрытых изображением второго сечения крешерного столбика 12 (фиг.З).

Аналогично происходит третье измерение. По его окончании в блок 22

20 деления на три пройдет количество импульсов, равное количеству ячеек ПЗС-линейки 15, накрытых изображением третьего сечения столбика.

В результате в счетчике 23 нако25 пятся импульсы, соответствующие среднему из трех измерений, после трех измерений.

На выходе счетчика 1 до трех появ- вится импульс, который подаетс.я на

Если необходимо измерять длину другого крешерного столбика, то вновь надо подавать импульс запуска.

Формула изобретения

Измеритель длины крешерных столбиков, содержащий осветитель, оптическую систему, фотоприемник, отличающийся тем,, что, с целью повьш1ения точности измерения, он снабжен счетчиком до трех, двумя инверторами, тремя схемами И, одновиб- ратором,триггером,двумя ключами,двигателем поБОротным столом,датчиком полоения,формирователем фазных напряжений, генератором импульсов, усилителем, триггером Шмитта, блоком деления на три, счетчиком импульсов,, блоком

индикации, фотоприемник выполнен в виде ПЗС-линейки, первый вход счетчика до трех является входом запуска, а выход счетчика связан с первым входом первой схемы И, второй вход которой присоединен к первому выходу триггера, а выход через одновибратор связан с первым входом первого ключа, второй вход которого предназначен для подключения к источнику питания, а выход - к осветителю, выход одновиб- ратора соединен также с вторым входом счетчика до трех и с первым входом триггера, второй вход которого свя- зан с выходом датчика положения, а второй выход - с входом генератора импульсов и с первым входом второго ключа,, второй вход которого предназначен для присоединения к источнику

; питани я, а выход

к двигателю, мехаА

нически связанному с поворотным столом, связанным с входом датчика положения, выход генератора импульсов подключен через формирователь фазных напряжений к входу фотоприемника и через первый вход второй схемы И - к входу блока деления на три, выход которого через счетчик импульсов связан с вторым входом третьей схемы И, присоединенной выходом к блоку индикации, выход фотоприемника присоединен через последовательно соединенные усилитель, триггер Шмитта и второй инвертор к второму входу второй схемы И.

Изобретение относится к измери тельной технике. Целью -изобретения является повышение точности измерения за счет дискретизации и автоматизации измерений. Измеритель содержит фотоприемник в виде ПЗС-линейки 5, позволяющей изменять дискретность измеряемых сигналов в зависимости от величины ячеек линейки. Двигатель 9 связан с электронной системой обработки сигнала и обеспечивает поворот измеряемого столбика 12, установленного на поворотном столе 10. Сигнал о величине поворота, получаемьй с датчика II положения, обеспечивает автоматическую обратную связь. 3 ил.

ОЗноЗ.

Ген. имп.

НРП

/Ф 2ф

ППппПП

фйг.г

2 се чете

Зсеяение

Фиг.З

Составитбшь Е. Г лазкова

Редактор А. Ревин

Техред И.Верес

Заказ 1882/44

Тираж 680Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

фйг.г

1 сечение Торец столбика

Корректор С. Черни