Устройство для измерения линейных размеров Советский патент 1988 года по МПК G01B21/00 

(21)4273527/24-28

(22)01.04.87

(46) 23.11.88. Бюл. № 43

(72) Р.Ю.Бансявичюс, Ю.И.Блехертас,

Л.Ю.Мелапнос и В.П.Жекас

(53)531.7(088.8)

(56)Мошкик В.И., Титов B.C. Системы технического зрения. - Приборы и системы управления, 1984, ff 1, с.34.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ

(57)Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности изiaiiiHiiiijiriiiriiiiai

мерения путем уменьшения влияния дискретности фотоприемника. Устройство содержит линейку 3 фоточувствительных элементов, на которую проецируется изображение контролируемого объекта 1 , и вибровозбудитель 4. Продольное смешение линейки 3 задается генератором 7 низкой частоты. Измерение проводится в два этапа. Во время первого этапа при неподвижной линейке 3 измеряется линейный размер объекта 1 с точностью до элемента дискретизации динейки 3. Во время второго этапа линейка 3 совершает продольные колебания и уточняются линейные размеры объекта 1. 2 ил.

г

(Л

4ib

СО

$ 1

. i

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения ли нейных размеров объектов по их изображениям ,

Цель изобретения - повышение точности измерения путем уменьшения влияния дискретности фотоприемника.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - графики, поясняющие процесс измерения.

Устройство состоит из объектива 1, направляющего световой поток на объект 2, линейки 3 фоточувствительных элементов, причем объектив 3 расположен между измеряемым объектом 2 и линейкой 3, вибровозбудителя 4, жестко связанного с линейкой 3, тактового генератора 5, подключенного к уп- равляющему входу линейки 3, выходного блока 6, подключенного к выходу линейки 3, генератора 7 низких частот, выход которого подключен к вибровозбудителю 4, счетчика 8, один вы- ход которого подключен к выходному блоку 6, а другой - к генератору 7, индикатора 9, подключенного к счетчику 8.

Устройство работает следующим об разом.

Изображение измеряемого объекта 2 проецируется на линейку 3 и охватьгоа ет определенное число фоточувствительных элементов, например пять це- лых и часть шестого (фиг,).

I

В исходное состоянии, линейка 3 не совершает колебательного движения вдоль ее длины после подачи так товых импульсов от генератора 5 в выходном блоке 6 воспринимаются выходные импульсы (фиг.2а), отражающие число и порядок освещенных и не освещенных фоточувствительных элементов ли нейки 3. При этом амплитуда импульсов, получаемых от освещенных элементов, т.е. от элементов, на которые попадает изображение измеряемой детали, превьшает амплитуду импульсов,, получаемых от неосвещенных элементов Счетчик 8 производит подсчет числа импульсов N, превышающих по величине импульсы, полз чаемые от неосвещенньж элементов, и по их количеству, зная ; при этом расстояние (f между фоточувсвительными элементами и длину их самих L,выводит показание на индика тор 9, которое является грубым опре

5

0

д с

0

делением длины измеряемого объекта 2 и выражается зависимостью

s,p Na+cT)-.

Для получения точного результата измерения -длины от генератора 7 низкой частоты запускается вибровозбудитель 4, который приводит в низкочастотное синусоидальное колебательное движение линейку 3. При этом амплитуда низкочастотного движения составляет

А L + (//2, где L - длина фоточувствительного

элемента;

с/ - длина зазора между двумя этими элементами,

Частоту колебательного движения линейки 3 подбирают величиной в несколько десятков герц, т.е. во много раз меньше частоты тактового генератора (десятки и сотни килогерц).

При низкочастотном движении (фиг.2б) линейки 3 обе грани изображения объекта 2 совершают условное перемещение амплитудой А. Следовательно, обе грани в любом случае при одном полупериоде синусоиды, характеризующей скорость (фиг.2в),, один раз переходят с одного фоточувствительного элемента на соседний.В момент времени, как только линейка 3 начинает свое односторонее движение, равное 2А (фиг,2б), по максимуму сигнала генератора 7 низкой частоты запускается счетчик 8, который начинает подсчитьшать количество тактовых импульсов, воспринимаемых в выходном блоке 6 с момента начала этого .дви- . жения до момента t встречи световой грани с соседним неосвещенным фоточувствительным элементом и до момента tij ухода грани освещенного фоточувствительного элемента на зазор с.

При этом подсчет этих тактовых импульсов соответственно п и п (фиг.2г) ведет ся счетчиком 8 для обеих граней изображения объекта 2 одновременно. Количество подсчитанных импульсов как для первой, так и для второй грани соответствует расстоянию, которое необходимо прибавить или отнять из грубой длины детали S .

При этом в случае захода грани изображения объекта 2 на неосвещенный элемент к величине Sгрприбавляет- ся расстояние . Ij. I

К; )

J-T

a при уходе световой грани с освещенного фоточувствительного элемента на зазор из S вычитается расстояние

1 Т. f 1

1-0 1

где --- - период тактовых импульсов;

т К - коэффициент пропорциональности,

выражающий среднюю скорость перемещения линейки в интервале времени между двумя тактовыми импульсами.

Коэффициент пропорциональности К определяется счетчиком 8 по получаемому от генератора 7 сигналу питания вибровозбудителя 4, В итоге точная ,.. длина измеряемого объекта 2 определяется выражением

NCL+cD-L- -|-К.-нХ -}- К

то

После проведения описанных подсчетов в счетчике 8 полученный результат подается в индикатор 9,

1Д Осбещеио ло/гностью Не

940i

10

15

20

Ф

4 зоб

25

ормула изооре тения Устройство для измерения линейных размеров, содержащее объектив, линейку фоточувствительных элементов, тактовый генератор, подключенный к управляющему входу, линейку фоточувстви- тельных элементов, выходной блок, подключенный к выходу линейки фото- . чувствительных элементов, счетчик, индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено вибровозбудителем продольных колебаний линейки фоточувствительных элементов и ратором низкой частоты, причем выход генератора низкой частоты подключен к входу вибровозбудиТ еля продольных колебаний линеЯ кн фоточувствительных элементов, счетчик выполнен двухвходовым, первый вход счетчика подключен к выходу выходного блока, второй вход счетчика подключен к генератору низкой частоты, а выход счетчика подключен к индикатору.