Фотоимпульсный измеритель размеров объекта Советский патент 1989 года по МПК G01B21/02 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения размеров объектов.

.Цель изобретения - повышение точности за счет устранения влияния флуктуации яркости объекта и нестабильности формирователя измерительных импульсов. .

На фиг. 1 представлена структурная схема измерителя; на фиг. 2 - временные диаграммы работы измерителя; на фиг. 3 - функ15ионапьная схема генератора опроса логического клю- ча..

Фотоимпульсный измеритель размеров объекта додержит оптико-электронный датчик 1 с дискретным фотоэлектрическим преобразователем, ге- нератор 2 опроса, формирователь 3 измерительных импульсов, логический ключ 4, элемент И 5, элемент ИЛИ 6, выход которого подключен к входу счетчика 7. Выход оптико-электронно- Го датчика 1 подключен к входу формирователя 3 измерительных импульсов, вход-к первому выходу генератора 2 опроса, второй выход которого, .соединен с первым входом логического эле- мента И 5, а третий - с третьим входом логического ключа 4. Второй вход элемента И 5 подключен к первому выходу формирователя 3 измерительных импульсов, второй и третий вы- ходы которого соединены соответствен но с первым и вторым входом логического ключа 4. Выход логического ключ 4 подключен к первому входу элемента ИЛИ 6, второй вход которого соединен с выходом элемента И 5, „Формировате 3 измерительных импульсов состоит из дифференциатора 8, вход которого является входом формирователя 3 измерительных импульсов, компараторов 9 и 10, входы которых подключены к выходу дифференциатора 8, а выходы соединены соответственно с первым и вторым входами триггера 11, прич.ем выхо ды-триггера 11, компаратрр ов 9 и 10 являются соответственно первым, вторым и третьим выходами формирователя 3,измерительных импульсов. Проводится измерение объекта 12.

Измеритель работает следующим об,разом., ,

Изображение объекта 1 2 проектируется на датчик 1, фотоэлектрический преобразователь периодически опраши

,

. л с

5

вается генератором 2 опроса. На выходе датчика I периодически формируется видеосигнал, огибающая которого характеризует распределение освещенности в изображении измеряемого объекта 12 на дискретном фотоэлектрическом преобразователе. Формирователь

3измерительных импульсов преобразует видеосигнал, поступающий от датчика 1 в три прямоугольных импульса, последовательно появляющихся на трех выходах формирователя 3 измерительных импульсов и представляющих собой три части измерительного импульса: первую, пропорциональную длительности переднего фронта видеоимпульса

(фиг. 2, диаграмма III), вторую, пропорциональную длительности заднего фронта видеоимпульса (фиг. 2, диаграмма и), и третью, равную промежутку между первыми двумя (фиг. 2, диаграмма V).

Это происходит следующим образом. Продифференцированный входной сигнал с выхода дифференциатора 8 (фиг. 2, диаграмма II) поступает на входы компараторов 9 и 10. Компаратор 9 настроен так, что сигнал высокого уровня на его выходе появляется, если уровень его входного сигнала вьше верхнего уровня Ug (фиг. 2, диаграмма II). Компаратор 10 настроен так, что сигнал высокого уровня на его выходе появляется если уровень его входного сигнала ниже нижнего уровня Ug (фиг. 2, диаграммы II и IV).Триггер 11 устанавливается в единичное состояние задним фронтом выходного импульса компаратора 9 и опрокидывается в нулевое состояние передним фронтом выходного импульса компаратора 10 (фиг. 2, диаграммы III-V). Первый и второй прямоугольные импульсы (.фиг. 2, диаграммы III и IV), поступая на вход логического ключа 4, вызывают его срабатывание, при этом заполняющие импульсы с третьего выхода генератора 2 опроса, имеющие частоту f , проходят через ключ

4на йход элемента,ИЛИ 6 в виде двух пачек заполняющих импульсов частотой f, . Третий прямоугольный импульс (фиг. 2, диаграмма V) поступает на вход логического элемента И 5, на первый вход которого поступают заполняющие импульсы с второго выхода генератора 2 опроса, имеющие частоту вдвое превышающую f,. При

пачка

заполняющих импульсов f и длительностью, равной

14

этом на выходе элемента И 5 формируется

частотой

третьему прямоугольному импульсу. Частоты заполняюрдах импульсов f и f больше частоты опроса дискретного фотоэлектрическот о преобразователя датчика 1. Элемент ИЛИ 6 суммирует поток заполняющих импульсов всех трех пачек (фиг. 2, диаграмма V) и направляет их на вход счетчика 7, Выходной цифровой код счетчика 7 равен сумме импульсов, заполняющих изг мерительный импульс,, и пропорционале ширине измеряемого объекта 12.

Предлагаемое техническое решение позволяет компенсировать погрешности, возникающие при расфокусировке изображения объекта, изменении ярко- сти объекта и нестабильности уровней компарирования формирователя измерительных импульсов. . За длительность видеоимпульса Т принят интервал между серединами пер- во го и второго вых.о.дных импульсов дифференциатора 8, (фиг. 2, диаграмма II), обозначенный как Тд, Т,, Т, Т на диаграммах а , S , , 2 .

В соответствии с принятым опреде- лением Т

,5а+Ъ+0,5с,

где а - длительность выходного импульса первого компаратора 9, настроенного на уровень ком- парирования Ug;

с - длительность выходного импульса второго компаратора 10, настроенного на уровень компарирования Пц; Ъ - длительность выходного импульса триггера 11, равная промежутку между выходными импульсами компараторов 9 и 10.

При получении число-импульсного эквивалента Т интервалы а и с заполняются импульсами вдвое меньшей частоты чем импульсы заполнения интервала Ъ, что соответствует введению масштабного коэффициента 0,5 в указанную формулу. Таким образом, число-импульсный эквивалент Т пропорционален длительности видеоимпульса. Формула изобретения ; 1. Фотоимпульсный измеритель раз- : Неров объекта, содержащий оптико0

5

5

154

электронный датчик с дискретным фотоэлектрическим преобразователем, генератор опроса, формирователь измерительных импульсов, логический элемент И и счетчик, выход оптико- электронного датчика с дискретным фотоэлектрическим преобразователем подключен к входу формирователя измерительных импульсов, вход - к первому выходу генератора опроса, второй выход которого подключен к первому входу логического элемента И, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен логическим ключом с тремя входами и логическим элементом .ИЛИ, формирователь измерительных импульсов вьшол- нен с двумя выходами импульсов длительности фронта и выходом импульсов скважности, второй выход логического элемента И подключен к выходу импульсов скважности формирователя измерительных импульсов, первый и второй входы логического ключа подключены к соответствующим выходам импульсов длительности фронтов формирователя измерительных импульсов, генератор опроса выполнен трехчастотным с тремя выходами, причем третий выход генератора опроса подключен к третьему входу логического ключа, выход логического ключа подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом элемента И.

2. Фотоимпульсный измеритель по п. 1, отличающийся тем, что формирователь измерительных импульсов выполнен в виде двух компараторов, триггера и дифференциатора, вход которого является входом формирователя измерительных нмпульсов, а выход соединен с входами компараторов, выход первого компаратора соединен с первым входом триггера и является цервым выходом импульсов длительности фронта формирователя измерительных импульсов, выход второго компаратора соединен с вторым входом триггера и является вторым выходом импульсов длительности фронта формирователя измерительных импульсов, а выход триггера является выходом импульсов скважности формирователя измерительных импульсов.

2

I . J e ULJ

1 - I I I «I I

/;

I1Ц

JiBmiiiiiDiijjiL ,Д сЧ|||9

I I

, Tj

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности за счет устранения влияния флуктуации яркости объекта и нестабильности формирователя измерительных импульсов. Измеритель состоит из оптико-электронного датчика 1, генератора 2 опроса, формирователя 3 измерительных импульсов. Генератор 2 выполнен с тремя выходами, причем частоты на втором и третьем выходах генератора 2относятся как 2:1. Формирователь 3выполнен с тремя выходами. Такое выполнение генератора опроса и формирователя измерительных импульсов позволяет формировать числовой эквивалент длительности между серединами переднего и заднего фронтов видеоимпульса от датчика I. 1 з.п. фклы. 3 ил.:

Фи.е.2

e.J