Устройство измерения геометрических размеров Советский патент 1989 года по МПК G01B21/00 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано дпя измерения площади объекта и линейных размеров его прямоугольной аппроксимации.

Цель изобретения - увеличение производительности устройства за счет автоматизации процессов измерения и обработки информации, а также расшире ние функциональных возможностей за счет обеспечения измерения линейных размеров прямоугЬльной аппроксимации объекта.

На чертеже показана структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит передающую электронно-лучевую трубку 1, видеоусилитель 2, компаратор 3, триггер 4, логическую схему 5 генератор 6 импульсов заполненияi схему ИЛИ 7, счетчик 8 импульсов, блок 9 вычисления и управления, пульт 10 управления датчик 11 перемещения, блок 12 строчной развертки, блок 13 кадровой раз- вертки, коммутатор 14 откпоняюпщх катушек, отклоняющие катушки 15, схему НЕ 16, схему И 17, блок 18 перемещения трубки. Выход передающей ЭЛТ 1 связан через последовательно соеди- ненные видеоусилитель 2.и компаратор 3 с первыми входами триггера 4 и логической схемы 5, второй вход которой соединен с выходом генератора 6 импульсов заполнения. Выход схемы 5 связан через последовательно соединенные схему ИЛИ 7 и счетчик 8 им- пульсрв с первым входом блока 9 ВЬ1- числения и управления, второй вход которого соединен с выходом пульта 10 управления, третий вход - с выходом датчика 11 перемещения, четвертый вход с третьим выходом блока

12строчной развертки, пятый вход с вторым выходом блока 13 кадровой развертки. Первые выходы блоков 12 и

13соединены с соответствующими входами коммутатора 14 отклоняющих ка- тзгаек, выход которого соединен с входом отклоняющих катушек 15, механически связанных с ЭЛТ 1. Второй выход блока 12 соединен с входом ЭЛТ 1 и через схему НЕ 16 с вторым входом триггера 4, выход которого через схему И 1 7 связан с вторым входом схемы ИЛИ 7. Первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы блока вычисления и управления соединены соответственно с установочным входом счетчика 8, с третьим входом логической схекы 5, с управляющим входом коммутатора 14, с входом пульта 10 и входом блока 18 перемещения ЭЛТ, механически связанного с ЭЛТ 1.

Электронно-лучевая трубка является телевизионной передающей трубкой, снабженной входной оптикой, в качестве которой может быть применен объектив-трансфокатор с плавно изменяющимся фокусным расстоянием. Применение такого объектива позволяет не перемещая саму камеру изменять масштаб изображения, т.е. использовать его в качестве блока перемещения электронно-лучевой трубки.

Устройство работает в три этапа.

На первом этапе перемещением ЭЛТ с объективом или трансфокатора устанавливается такой масштаб изображения проекции объекта, при котором его максимальный размер не выходит за

Гранины, определяемые константами, заложенными в память блока вычисления и управления и соответствующими 31- 35 строкам разложения относительно краев растра. ЭЛТ 1 преобразует изображение проекции объекта в электри- ческие сигналы, которые усиливаются видеоусилителем 2, обрабатываются компаратором 3 и поступают на вход триггера 4, предварительно блок 9 вычисления и управления разрешает работу логической схеме И 17 и запрещает работу логической схеме 5. Начало первой строки кадра устанавливает триггер 4 в исходное состояние через схему НЕ 16, далее луч перемещается по проекции изображения объекта и одновременно блок 9 вычисле

запрета на вход логической схемы И 17. После того как с выхода блока 13 кадровой развертки на вход блока 9 поступит сигнал о начале нового кадра, с выхода блока 9 на вход логической схемы 5 поступит сигнал, раз- реп ающий прохождение импульсов на вход счетчика 8. С выхода ЭЛТ сигнал через видеоусилитель 2 и компаратор 3 подается на вход логической схемы 5. На второй вход этой схемы подается сигнал с генератора 6 импульсов заполнения, на третий - сигнал с бло- 15 ка 9, разрешающий работу логической схемы 5. На выходе логической схемы 5 образуется строб, начало и конец которого определяются положением фрон тов видеоимпульсов. Количество импуль

ния и управления регистрирует количе- JQ сов в стробе пропорционально-количество строк, пройденных лучом. Если при прохождении первых или последних 30 строк растра на выходе электронно-лучевой трубки 1 появится сигнал присутствия объекта, то блок 9 вычисления и управления подаст управляющий сигнал на вход блока 18 перемещения ЭЛТ для изменения расстояния между ЭЛТ 1 и объектом. Сигнал ocrai- нова появится, если изображение объекта будет лежать в пределах 31-35 строк. После сигнала останова с блока 9 вычисления и управления поступит управляющий сигнал на вход коммутатора 14, который скоммутирует отклоняюгще катушки 15, и развертка растра повернется на 90°. Если граница изображения проекции объекта окажется в пределах 30 крайних строк растра, то устройство произведет обработку информации и подготовку к процессу измерения по указанному алгоритму, после чего перейдет к осуществлению заданного режима работы, введенного с пульта 10. Если после поворота растра на 90° изображение проекции объекта лежит за пределами 30 крайних строк начала или конца растра, то устройство перейдет непосредственно к обработке информации по заданию оператора.

В режиме обмера площадей (второй этап) с выхода пульта 10 управления поступит управляющий сигнал на обработку информации блоку 9 вычисления и управления, который в соответствии с поставленными оператором условиями работы подаст сигнал установки в нулевое состояние счетчика 8 и сигнал

ству импульсов разложения изображения фигуры на элементарные площадки. По окончании соответствующего импульса кадровой развертки блок 9 подает сиг25 нал на вход логической схемы 5, запрещающий ее дальнейшую работу; В целях снижения погрешности от нестабильности работы генератора 6 импульсов заполнения в счетчике 8 про30 изводится накопление числа импульсов заполнения.за несколько кадров.

После этого блок 9 производит обработку информации по формуле

35

,

40

45

50

55

где С ,

а - количество кадров, участвующих в процессе измерения; m - количество импульсов разложения изображения объекта за а кадров;

С - среднее количество импульсов разложения изображения объекта в одном кадре; К - масштабный коэффициент. В режиме измерения размеров окна. в которое вписывается объект (третий этап), блок 9 подает сигнал запрета на логическую схему 5. После этого блок 9 в момент начала кадра подает управляющий сигнал, разрешающий работу логической схемы И 17. Одновременно строчный импульс с выхода блока 12 строчной развертки через схему НЕ 16 попадает на вход триггера 4 и устанавливает его в исходное состояние. Устройство будет находиться в таком состоянии до тех пор, пока на

запрета на вход логической схемы И 17. После того как с выхода блока 13 кадровой развертки на вход блока 9 поступит сигнал о начале нового кадра, с выхода блока 9 на вход логической схемы 5 поступит сигнал, раз- реп ающий прохождение импульсов на вход счетчика 8. С выхода ЭЛТ сигнал через видеоусилитель 2 и компаратор 3 подается на вход логической схемы 5. На второй вход этой схемы подается сигнал с генератора 6 импульсов заполнения, на третий - сигнал с бло- ка 9, разрешающий работу логической схемы 5. На выходе логической схемы 5 образуется строб, начало и конец которого определяются положением фронтов видеоимпульсов. Количество импульсов в стробе пропорционально-количеству импульсов разложения изображения фигуры на элементарные площадки. По окончании соответствующего импульса кадровой развертки блок 9 подает сиг25 нал на вход логической схемы 5, запрещающий ее дальнейшую работу; В целях снижения погрешности от нестабильности работы генератора 6 импульсов заполнения в счетчике 8 про30 изводится накопление числа импульсов заполнения.за несколько кадров.

После этого блок 9 производит обработку информации по формуле

35

,

40

45

50

55

где С ,

а - количество кадров, участвующих в процессе измерения; m - количество импульсов разложения изображения объекта за а кадров;

С - среднее количество импульсов разложения изображения объекта в одном кадре; К - масштабный коэффициент. В режиме измерения размеров окна. в которое вписывается объект (третий этап), блок 9 подает сигнал запрета на логическую схему 5. После этого блок 9 в момент начала кадра подает управляющий сигнал, разрешающий работу логической схемы И 17. Одновременно строчный импульс с выхода блока 12 строчной развертки через схему НЕ 16 попадает на вход триггера 4 и устанавливает его в исходное состояние. Устройство будет находиться в таком состоянии до тех пор, пока на

выходе компаратора 3 не появится сигнал, свидетельствующий о том,что сканирующий луч находится в поле изображения объекта. В этом случае триггер 4 изменит свое состояние, а состояние сметчика 8 увеличится на единицу. Начало следукяцей строки устновит триггер 4 в исходное состояни Далее процесс повторится до формирования полного кадра и счетчик 8 зафиксирует количество строк, определяющих один из размеров окна, в которое .вписывается объект. С целью уменьщения ошибки измерения количество строк подсчитывается за несколько кадров и усредняется. После окончания измерения с выхода блока 9 поступит запрещающий управляющий сигнал на вход логической схемы И 17, Затем блок 9 занесет информацию, находящуюся в счетчике 8, в регистры оперативной памяти, установит в нулевое состояние счетчик 8, выдаст управляющий сигнал на вход коммутатора 14, который,скоммутирует отклоняющие катушки 15, вследствие чего развертка кадра будет происходить под углом 90° по отношению к предыдущей. Затем процесс повторится по указанному алгоритму. Значения двух чисел, записанных в регистрах памяти блока 9, обрабатьюаются по формуле

где h и 1 Гид

h K-r;

, .

геометрические размеры окна, в которое вписывается объект;

импульсов заполнения, блоки строчной и кадровой разверток и отклоняющие i катушки, выход ЭЛТ соединен с входом g видеоусилителя, выход генератора импульсов заполнения соединен с вторым входом логической схемы, отклоняювще катушки механически связаны с ЭЛТ, отличающееся тем, что, 10 с целью увеличения производительности за счет обеспечения измерения линейных размеров прямоугольной аппрок симации объекта и расширения области использования, оно снабжено компара- 15 тором, триггером, схемой ИЛИ, счетчиком импульсов, блоком вычисления и управления, пультом управления, датчиком перемещения, коммутатором отклоняющих катушек, схемой НЕ, схемой 20 И и блоком перемещения трубки, выхЬд видеоусилителя связан через компаратор с первыми входами триггера и логической схемы, выход которой связан через последовательно соединенные 25 схему ИЛИ и счетчик импульсов с пер- вым входом блока вычи.сления и управ- ления, второй вход которого соединен с выходом пульта управления, третий вход - с выходом датчшса перемещения, 30 четвертый вход с третьим выходом блока строчной развертки, пятый вход с вторым выходом блока кадровой разверт ки, первые выход)ы блоков строчной и кадровой разверток соединены с соот- 3g ветствующими входами коммутатора отклоняющих катушек, выход которого соединен с входом отклонянщих катушек, второй выход блока строчной развертки соединен с входом ЭЛТ и через

количество строк разложе- 40 схему НЕ с Ьторым входом триггера ния по оси абсцисс и повыход которого через схему И связан

с вторым входом схемы ИЛИ, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы блока вычисления и управления

оси ординат соответЬтвенНО., ;

После этого информация отобразит -;

ся на пульте 10 управления. 45 соединены соответственно с установоч- Измерение линейных размеров прямо- ным входом счетчика, с третьим входом логической схемы, с управляющим (ВХОДОМ коммутатора отклоняющих кату|шек, с входом пульта управления и 50 входом блока перемещения ЭЛТ.

угольной аппроксимации объекта позволяет определить количество неиспОльзо ванного при раскрое материала.

Абсолютная погрешность измерения устройством равна 0,02%.

2. Устройство по п. I, о т л и- Формула изобретения чающееся тем, что, с целью

измерения размеров прямоугольной апI. Устройство измерения геометри- проксимации объекта, оно снабжено ческих размеров, содержащее электрон-г второй парой кадровых и строчных ка- но-луЧевую трубку (элТ). видеоуси- тушек, обеспечивающих разворот раз- литель, логическую схему, генератор вертки растра на 90.

4606146

импульсов заполнения, блоки строчной и кадровой разверток и отклоняющие i катушки, выход ЭЛТ соединен с входом g видеоусилителя, выход генератора импульсов заполнения соединен с вторым входом логической схемы, отклоняювще катушки механически связаны с ЭЛТ, отличающееся тем, что, 10 с целью увеличения производительности за счет обеспечения измерения линейных размеров прямоугольной аппроксимации объекта и расширения области использования, оно снабжено компара- 15 тором, триггером, схемой ИЛИ, счетчиком импульсов, блоком вычисления и управления, пультом управления, датчиком перемещения, коммутатором отклоняющих катушек, схемой НЕ, схемой 20 И и блоком перемещения трубки, выхЬд видеоусилителя связан через компаратор с первыми входами триггера и логической схемы, выход которой связан через последовательно соединенные 25 схему ИЛИ и счетчик импульсов с пер- вым входом блока вычи.сления и управ- ления, второй вход которого соединен с выходом пульта управления, третий вход - с выходом датчшса перемещения, 30 четвертый вход с третьим выходом блока строчной развертки, пятый вход с вторым выходом блока кадровой развертки, первые выход)ы блоков строчной и кадровой разверток соединены с соот- 3g ветствующими входами коммутатора отклоняющих катушек, выход которого соединен с входом отклонянщих катушек, второй выход блока строчной развертки соединен с входом ЭЛТ и через

40 схему НЕ с Ьторым входом триггера выход которого через схему И связан

дом логической схемы, с управляющи (ВХОДОМ коммутатора отклоняющих кат

|шек, с входом пульта управления и 50 входом блока перемещения ЭЛТ.

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - увеличение производительности устройства за счет автоматизации процессов измерения и обработки информации и расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения линейных размеров прямоугольной аппроксимации объекта. Перед началом измерений устройство автоматически путем перемещения вдоль оптической оси электронно-лучевой трубки 1 блоком 18 перемещения устанавливает мас- щтаб изображения проекции объекта на фотокатоде ЭЛТ 1 таким образом, чтобы максимальный размер изображения не выходил за границы, определяемые константами, заложенными в память блока 9 вычисления и управления, .и соответствующими 31-35 строкам, разложения относительно краев растра. Установка масштаба осуществляется как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях, дпя чего коммутатором 14 отклоняющих катущек по команде с блока 9 вычисления и управления производится коммутация ортогональной отклоняющей катушки 15. При измерении площади объекта используется времяимпульсный метод.Сигнал, усиленный видеоусилителем 2 и сформированный компаратором 3, посту( ш (Л