Оптоэлектронное измерительное устройство Советский патент 1989 года по МПК G01B21/00 

ел

1С

00

CD 00

Изобретение относится к измери- тельной технике и может быть использовано для измерения геометрических размеров светящихся тел. ,

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности измерения линейных размеров протяженных объектов.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Оптозлектронное измерительное устройство содержит блок 1 сканирования, цифровой волоконный датчик 2, выпол- j иенный в виде волоконно-оптической матрицы 3 и линейки 4 фотоприемников, оптически связанной с волоконно-оптической матрицей 3, которая состоит из светопроводящих жгутов 5, каждый jn жгут 5 разделен на пучки 6 световодов, вся линейка 4 фотоприем1шков разбита на декады 7 фотоприемников, количество декад 7 фотоприемников и пучков 6 световодов в каждом жгуте 5 равно 25 числу десятичных разрядов общего количества жгутов 5 волоконно-оптической матрицы 3, концы пучков 6 расположены в десятичном коде, два крайних жгута 5 волоконно-оптической матрицы ,,. 3 снабжены дополнительными пyчкa и 8 и 9 световодов, первый 10 и второй дополнительные 11 фотоприемники, оптически связанные с дополнительными пучками 8 и 9 соответственно, блок 12 выделения кода первозасБеченного жгута, входы которого соединены с выходами фотоприемников линейки 4 фотоприемников, блок 13 управления и вычисленийi информационные и пер- . вый управляющий входы которого соединены соответственно с информационными и управляющим входами блока 12 выделения кода первозасвеченного жгута на волоконно-оптической матрице, второй и третий управляющие входы соединены с выходами первого 10 и второго 11 дополнительных фотоприемников, и блок 14 индикации, вход которого соединен с выходом блока 13 управления и вычислений.

Блок 12 выделения кода первозасвеченного жгута на волоконно-оптической матрице выполнен в виде идентичных групп 15 элементов и десятивхо- дового элемента ШТИ-НЕ 16, количест- 55 - во групп 15 элементов равно числу

декад 7 фотоприемников в. линейке 4 , фотрприеминков, каждая группа 15 со35

45

,

Q

n 5 ,. .

55

5

5

держит десятивходовый регистр 17, установочные входы которого являются входами блока 12 выделения кода первозасвеченного жгута и соединены с выходами фотоприемникоБ соответствующей декады 7 фотоприемников, десяти- входовой злемент ИЛИ 18, входы которого соединены с выходами регистра 17 и информационными выходами блока 12 выделения кода первозасвеченного жгута, и RS-триггер 19, R-вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 18, прямой выход соединен с синхронизирующим входом регистра 17, выход элемен - та Ш1И-НЕ 16 является управляющим выходом блока 12 выделения кода первозасвеченного жгута и соединсгн с обнуляющими входами регистров 17 и S-входами RS-триггеров 19 каждой группы 15 элементов, входы элемента ИЛИ-НЕ 16 соединены с выходами фотоприемников декады 7 фотоприемников, соответствующей старшему десятичному разряду.

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим вариант, когда блок 1 сканирования (непрозрачная шторка) и измеряемый предмет пол1ностью находится на матрице 3 светопроводящих жгутов, число десятичных разрядов общего числа которых равно трем, не засвечены жгуты с кодовым номером 000 и 999, что определяется с помощью дополнительных пучков 8 и 9 световодов, выходящих из крайних светопроводящих жгутов, которые освещают фотоприемники 10 и 11 соответственно, выходы которых подаются в блок 13 управления и вычислений.

Пусть шторка находится в среднем положении и полностью прикрывает матрицу 3 светопроводящих жгутов 5 от попадания на них изображения светящегося тела, в этот момент на выходе логического элемента 16 появляется сигнал, соответствующий логической 1, который через входы обнуляет регистры 17 и одновременно через триггеры 19 на синхронизирующий вход этих же регистров 17 подается сигнал разрешения на запись.

Допустим сканирующая шторка движется слева направо и при своем движении открывает последовательно жгуты 5 для попадания на них изображения светящегося тела, начиная с жгута с.кодовым номером 000, 001, 002, ..., 999. Па

одном из этих жгутов, например с кодовым номером 678, появляется изображение левого торца измеряемого тела. В этом случае в каждой из декад 7 фо- топриемников линейки 4 раньше других фотоприемннков засветятся фотоприем- ники с номерами 6, 7 и 8 соответственно, и в регистры 17 записывается

фотоприемнику соответствует на выходе 1, а иезасвеченному О.

формула изобретения

1. Оптоэлектронное измерительное устройство, содержащее волоконно-оптическую матрицу и линейку фотоприем

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет измерения линейных размеров протяженных объектов. Устройство содержит блок 1 сканирования - непрозрачную шторку, которая в начальный момент находится в среднем положении и полностью прикрывает матрицу 3 светопроводящих жгутов 5 от попадания на них изображения светящегося тела. В этот момент на выходе элемента 16 появляется сигнал, который обнуляет регистры 17 и через RS-триггеры 19 подает на входы регистров 17 сигнал разрешения на запись. Пусть шторка движется слева направо и последовательно открывает жгуты 5. В момент появления изображения левого торца измеряемого на одном из жгутов 5, код этого жгута записывается в регистры 17 и заполняется в блоке 13 управления и вычислений. Аналогично при движении шторки справа налево в регистр 17 заносится код правого торца измеряемого тела. В блоке 13 происходит вычитание кода левого торца из кода правого торца и умножение полученного числа на масштаб измерения. 1 ил.

число 678, Одновременно с выходов ло- Q ников, оптически связанную с волоконгических элементов 18 через триггеры 19 подается на синхронизирующие входы регистров 17 сигнал, запрещающий запись 1 нформации в регистры 17 до

следующего поступления сигнала с эле- 15 приемниками, блоком сканирования, усмента 16, тем самым выделяется код первозасвеченного жгута и дальнейшее засвечение жгутов не измеряет результат измерения. Код этого торца запоминается в блоке 13. После возвращения шторки в исходное положение сигнал 1 с элемента 16 стирает код левого торца и обнуляет регистры 17.

При дальнейшем движении сканирующей шторки она постепенно открывает матрицу 3, но уже справа налево, и на одном из жгутов 5 раньше других появляется изображение пр-авого торца измеряемого тела, и аналогично предыдущему выдается его десятичный код в блок 13, где по результатам этих операций из кода одного торца изображения вычитается код другого торца, умножается на масштаб измерения и результат вьщается в блок 14 индикации или в ЭВМ для дальнейшей обработки.

Длина измеряемого тела вычисляется по формуле

у- d (ппр - Пдеь + t),

де d - диаметр одного светопроводящего жгута;

У - постоянная(масштаб) измерения;

Ппр- кодовый номер жгута, на котором находится изображение правого торца измеряемого тела; кодовый номер жгута, на котором находится изображение левого торца изображения.

лее Точность измерения зависит от диаметра светопроводящего жгута 5 и не зависит от того частично или полностью он засвечен, лишь бы открывался фотоприемник, к которому он подключен. Фотоприемники линейки 4 работают в релейном режиме, засвеченному

но-оптической матрицей, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено двумя дополнительными фото

5

5

5

тановленным перед волоконно-оптической катрицей, блоком выделения кода первозасвеченного жгута на волоконно-оптической матрице, блоком управления и вычислений и блоком индикации результатов измерений, вход которого соединен с выходом блока управления и вычислений, каждый жгут волоконно-оптической матрицы разделен на пучки световодов, вся линейка фотоприемников .разбита на декады, количество декад и пучков световодов в каждом жгуте равно числу десятичных разрядов общего количества жгутов 0 волоконно-оптической матрицы, концы пучков световодов каждоГо жгута соединены с фотоприемниками соответствующей декады в соответствии с десятичным кодом данного жгута, каждый из двух крайних жгутов волоконно-оптической матрицы снабжен одним дополнительным пучком световодов, оптически связанным с соответствующим допол- нит ельным фотоприемником, выходы фотоприемников линейки фотоприемников соединены с входами блока вьщеления кода первозасвеченного жгута, информационные и управляющий выходы кото.- рого соединены соответственно с информационными и первым управляющнм входами блока управления и вычислений, второй и третий управляющие входы которого соединены с выходами первого и второго дополнительных фотоприемников соответственно.

5

0

тановочяые входы которого являются входами блока выделения кода перво- засвеченного жгута и соединены с выходами фотоприемников соответствующей декады, десятивходовый элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами регистра и информационными выходами бло1са выделения кода первоэа- свеченного жгута, и RS- триггер, R- вход которого соединен с выходом эле

ЯБнта ИЛИ, прямой выход соединен с синхронизирующим входом регистра, выходы элемента ИЛИ-НЕ соединены с выходами фотоприемников декады фотоприемников, соответствующей старшему десятичному разряду, выход является управляющим выходом блока вьще- ления кода и соединен с обнуляющими входами регистров и S-входами RS- триггеров каждой группы элементов.