Устройство для испытания фокальных фотозатворов Советский патент 1989 года по МПК G03B43/02 

СП

tS3 СП (35 Oi 00

1О

лителей.. На неишзертирующр е входы последних подаются сигналы с аналоговых коммутаторов 3. Б зависимости от ко,-, да, подаваемого на коммутаторы 3,они подают на вход операциоиньк усилителей сигнал с источника 7 опорного напряжения, сигнал с одновибратора 16 или сигнал с внешнего устройства,

668 4

подключаемого к входам 19. Это позволяет проводить самоконтроль устройства, его настройку и обслуживание наряду с основной его функцией - контролем затворов. Использование светодиодов, имеющих стабильные параметры излучения, повьаиает точность контроля затворов, 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к оптоэлектронным устройствам, предназначенным для испытания фокальных фотозатворов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение достоверности контроля. Устройство содержит три излучательных канала и три фотоприемника 12, позволяющих фиксировать процесс работы затвора в трех точках. Излучательные каналы содержат светодиоды, включенные в токозадающие цепи усилителей - датчиков 18 тока, на входе которых установлены операционные усилители 5. Потенциальные выходы 25 усилителей - датчиков тока соединены с инвертирующими входами операционных усилителей. На неинвертирующие входы последних подаются сигналы с аналоговых коммутаторов 3. В зависимости от кода, подаваемого на коммутаторы 3, они подают на вход операционных усилителей сигнал с источника 7 опорного напряжения, сигнал с одновибратора 16 или сигнал с внешнего устройства, подключаемого к входам 19. Это позволяет проводить самоконтроль устройства, его настройку и обслуживание наряду с основной его функцией - контролем затворов. Использование светодиодов, имеющих стабильные параметры излучения, повышает точность контроля затворов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к оптичес- ко1 приборостроению,- а именно к оп тико-электроаньш устройствам технических приборов фотопроизводства,, и может быть использовано для фиксации временных параметров контролируемых процессов при проведении измерительного контроля временных параметров фокальных фотозатворов и синхрокон- тактов в условиях конвейерной сборки фотоаппаратов и при их ремонте, а также для испытания различных видов модуляторов оптического излучения, работающих в импульсном режиме.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей уст- ройства. а также повышение достс-- вернооти контроля за счет использования узлов формирования сигналов оптического излучения с заданными параметрами под управлением электрических сигналов, имеющих аналогичные или близкие параметры

На фиг.1 в качестве примера изображены упрощенные временные, диаграммы электрических импульсов, вьщеляе- мых предлагаемым устройством, а также диаграмма срабатывания синхрокон- такта при полном открывании кадровог окна и охарактеризованы временные параметры контролируемых процессов, на фиг,2 - функциональная схема предлагаемого устройства.

На фиг.1 приняты следующие обозначения :

а, S и Ь - электрические сигналы на выходах фотодиодных приемников оптического излучения, расположенных соответственно в начале., центре и конце кадрового

I 5 - I логические сигналы на выходах пороговых схем датчиков процессов 3 начале, центре и конце кадрового окна соответственно,

Iff- сигнал, характеризующий сраба- тьшй-ние синхроконтактаJ

энЬэц и

tg - значения эффективных выдержек в начале, центре и конце кадрового окна соответственно;

и tjj i - времена пробега -первой и второй шторкой расстояния между фотоприемниками в начале и конце кадрового окна,

t - время полного открытия кадрового окна;

- время упреждения начала синхроконтактаJ

till, - время упреждения конца

син- кхроконтакта,

В режиме эксплуатационного самоконтроля под управлением одновибратора обеспечивается практически без- инерционное излуче1ше светодиодами оп тических импульсов заданной длительности, преобразуемых в электрические импульсы датчиками процессов и . последующие измерения длительности .. указаннь х импульсов методом счета и , импульсов калиброванной частоты элементами прибора, в который входит предлагаемое устройство. Очевидно, что, поскольку одновибратором может быть сформирован импульс с точностью лучше 1%, то подобным способом могут быть продиагносТированы аналоговые и цифровые элементы оптико-электронного тракта прибора, в состав которого входит описываемое устройство.

В режиме метрологического и ре-, . f монтного обслуживания диагностика оптико-электронного тракта осуществляется под, управлением объединенных определенным образом генераторов стандартных сигналов, имеюш 1х возможность внешнего однократного запуска с заданными временным сдвигом и длительностью импульса. При этом, под управлением указанных генераторов, могут быть сформированы последовательности импульсов, аналогичные по временным параметрам последовательностям,, получаемым при срабатывании реальных фотозатворов. Очевидно, что подключение при этом на выходы датчиков стандартных измерителей временных интервалов (например, частотомеров, работающих- в режиме измерения временных интервалов), объединенных определенным образом, по,з- воляет осуществить сквозную проверку оптико-электронного тракта.

Устройство (фиг. 2) для испытания фокальных фотозатворов содержит первый и второй управляющие входы 1 устройства, первый и второй управляющие входы 2 аналоговых коммутаторов, аналоговые коммутаторы 3, из- лучательные каналы 4, операционные усилители 5, задающий выход 6 источника опорного напряжения, источник 7 опорного напряжения, светодиоды 8, осветитель 9, формирователи 10 параллельных пучков, щелевые диафрагмы 11, фотодиодные приемники 12 оптического излучения, датчики 13 процессов, испытуемый фотозатвор 14, пороговые схемы 15, одновибратор 16, вход 17 запуска устройства, усилители-датчики 18 тока, сигнальные входы 19 устройства, выходы 20 устройства, первые точки 21 разрыва токоза- даюЕ(их цепей усилителей-датчиков тока, вторые точки 22 разрыва токоза- дающих цепей усилителей-датчиков тока, входы 23 отрицательного питания усилителей-датчиков тока, входы 24 положительного питания усилителей- датчиков тока, потенциальные выходы

25усилителей-датчиков тока, входы

26усилителей-датчиков тока, выходы

27коммутаторов, первые входы 28 аналоговых коммутаторов, вторые входы

29 аналоговых коммутаторов, третьи входы 30 аналоговых коммутаторов, выход 31 отрицательного питания источника опорного напряжения, выход 32 положительного питания источника опорного напряжения.

Устройство для испытания фокальных фотозатворов работает в следу--. ющих режимах:

рабочий непрерывный режим фиксаци временных параметров работы фотозатворов и синхроконтактов,

режим эксплуатационного самоконтроля оптико-электронных трактов приборов, построенных на основе устройства,

режим метрологического, и ремонтного обслуяшврния приборов, использующих устройство,

в рабочем непрерывном режиме на первом и втором управляющ {х входах 1 устройства устанавливается двоичный

код, соответствующий указанному режи- i-cy. При этом сигналы указанного ,а, воздействуя на первый и второй входы 2 аналоговых комментаторов 3 излуча- тельных каналов 4 вызывают подключение постоянного стабилизированного напряжения с уровнем, задаваемым по результатам метрологического и ремонтного обслуживания, на неинвертирующие входы операционнь х усилителей 5 с задающего выхода 6 источника 7 опорного напряжения. Этот постоянньш уровень напряжения задает с высокой точностью и стабильностью значения протекающего через светодиоды 8 тока

(погрешность и нестабильность тока легко могут быть сведены к значениям, меньшим 1%), и, как следствие, заданное значение излучаемой светодио- дами.8 каналов 4 осветителя 9 непрерывнсй мощности. Указанное излучение преобразуется форь-;ирователями 10 излучательных каналов 4 Б узкие параллельные неперекрывающиеся пучки, воздействующие в исходном состоянии через щелевые диафрагмы 11 на

фоточувствительные площадки фотодиодных приемников 12 оптического излучения соответствующих датчиков 13 процессов. Испытуемый фотозатвор 14 с синхроконтактом (например, типа X) помещается на посадочное место опи- сьтаемого блока. При зтом шторный фокальный фотозатвор 14 в исходном состоянии прерывает оптическое излу- i чение параллельньпх пучков и, как- следствие, на выходах фотодиодных приемников 12 датчиков 13 процессов устройства устанавливаются нулевые уровни напряжения или близкие к ним соответствующие значения темповых токов используемых фотодиодов. Пороговые схемы 15, уровень срабатывания которых обычно существенно выше указанных уровней темповых токов, при этом имеют на своих выходах логические сигналы низкого уровня. Срабатывание щторного фотозатвора 14 вызывает воздействие на фотодиодные приемники 12 датчиков 13 процессов

. 1525668 трапецеидальнык - (или близких к ним) световых импульсов с амплитудой (уровнем непрерывной оптичаск:ой г-юшнос- ти осветителя 9), и временными пара- j. метрами (длительностью и временным положением), соответствующими с определенной степенью точности значениям Еьщержек установленных на со- ответстзующих органэ. х фотозатвора ig (фотоаппарата) 14, Врекенная диа-- грамма совместйой работы фотозатвора 14 и синхроконтакта типа X для одной из выдержек, соответствую1цей

полному открытию кадрового окна, изо бражена (согласно вьплеуказанному) на фиг , 1 о Указанные трапецекдальные световые импульсы преобразуются в зквивалентные электрические илшуль- сы фото.пиодными приемниками 12 ,оп тического излучения HJ поступая с их выходов на входы пороговых схем 15 датчиков 13, вызывают их срабатывание по достижению трапецеидальными сигналами на своем переднем и заднем фронте половинного уровня, Б результате на выходах пороговых схем 15 и, как следствие, на выходах: датчи-- ков 13 и блока вырабатываются логические сигналы высокого уровня с дли тельностями и положением, соответст™ ву лиц и-ш временным параметрам контролируемого процесса срабатывания шторного фотозатвора 14, что изображено на фигП Указанные парамет- ры. а именно эффективные выдержки

t

Ьэц и

-эк э

времена

1ы

пробега шторок3 времена .t щ, и t.

d Q

-G lu

irреждения синхроконтакта и наличие отскока шторок контролируются цифровыми элементагет прибора, в который входит предлагаемое устройство, причем все параметры, за исключением последнего, определяются методом счета, импултэсов комбинированной частоты.

В режиме зксплуатационног о самоконтроля на управляющих: входах 1 устройства устанавливается двоичный код режигч а (например, 11); в результате чего аналоговые ком1мутаторы подключают к неинвертируюпдим входам операционных усилрггелей 5 излуча- тельньж каналов 4 осветителя 9 выход одновибратора 16, имеюший в исходном состоянии низкий зфовень сигнала,, Вследствие этого на в ыходах фотоднодкьпг 12 приемников оптичес- излучения и, как следствие, поj. g

Q 5 д

0

э

роговых схем 15 присутствуют сигналы низкого уровня, что равносильно пре- ррзшанию оптич.еского излучения шторками фотозатвора 14, Самоконтроль проводится при отсутствии предметов, прерывающих излучение осветителя 9 на посадочном месте устройства. При этом в результате воздействия на вход 17 запуска устройства и, как следствие, на одноименный вход одно- вибратора 16 5 запускаюгцего сигнала (импульсного или потенциального) од- новибратором 16, генерируется импульс напряжения калиброванной длительности, воздействующий через коммутаторы 3 каналов на неинвертирую- шде входы операционных,усилителей 5 излучательных каналов 4 осветителя 9. Под управлением указанного сигнала через светодиоды 8 протекают импульсы тока заданной длительности и уровня и, как следствие, генерируются оптические прямоугольные импульсы с заданной длительностью, воздействующие на датчики 13 процессов и преобразуемые их пороговыми схемами 15 в эквивалентные логические импульсные сигналь, которые измеряются ..элементами прибора методом счета калиброванных импульсов. Ло результатам измерений в режиме самоконтроля можно судить об исправности элементов оптико-электронного тракта. Причем высокое значение крутизны фронтов генерируемых световых импульсов, что обеспечивается .используемгзгми схемами, управляе™ мых стабилизаторов тока цепей питания светодиодов 8, делает некритичным значение aмплJ Iтyды генерируемого одновибратором 16 импульса. Важно лишь, чтобы прогенерированный оптический имлульс имел амплитуду, превышающую половинное значение оптической мощности, излучаемой осветителем 9 в непрерывном рабочем режиме,, что обеспечивает срабатывание по-, роговых схем 15 и упрощает согласование осветителя 9 с логическими и другими элемента да, на основе которых может быть построен одновибра- тор 16,

Метрологическое обслужизание и ремонтное обслуживание приборов, построенных на основе предлагаемого устройстваS может проводиться в несколько этапов:

этап проверки и установки (в случае необходимости) уровня излучаемой

15 мощкаждым-из каналов 4 оптической, ности

этап проверки и настройки (в случае необходимости) уровней срабатывания пороговых схем 15 датчиков 13 процессов;

этап проверки выделения устройством параметров контролиру.мого процесса и измерения указанных параметров элементами прибора, в который входит предлагаемое устройство.

На первом этапе сначала при отсутствии прерывающих световые пучки предметов (открытом оптическом тракте) измеряются в рабочем непрерывном режиме значения напряжений на входах фотодиодных приемников 12 оптического излучения, строящихся обычно с использованием быстродействующих операционных усилителей с подключением фотодиодов в фотовольто- мическом режиме к их неинвертирующим входам. При необходимости осуществляется регулировка в каждом из излучательных каналов 4 оптической мощности подстройкой резистивных элементов в цепях усилителей-датчиков 18 тока и др, Впоследствии устройство переводится в режим метрологического и ремонтного обслуживания установкой соответствующего кода на управляющих входах устройства и, как следствие, на одноиме)1ных входах 2 аналоговых коммутаторов 3 излучательных каналов 4 осветителя 9. В результате коммутаторами 3 осуществляется подключение неинвертирующих входов операционных усилителей 5 к сигнальным входам 19 устройства,- к которым подключаются входы генераторов стандартных сигналов, работающих в режиме генерации последовательност импульсов. Правильность установки уровней срабатывания пороговых схем может диагностироваться в динамическом режиме путем плавного или с малой дискретностью изменения амплитуд генерируемых импульсов и сравнения амплитуды управляющего сигнала, при которой произошло срабатьшание пороговых схем 15 с заданным значением На данном этапе может также осуществляться диагностика работы фотодиодных приемников оптического излучения путем анализа временных диаграмм на выходах указанных элементов при помощи осциллографа и др. приборов.

10

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Впоследствии на этапе проверки выделения устройством временных контролируемых процессов к выходам 20 устройства подключается набор стандартных измерителей временных интервалов (предварительно аттестованных), объединенных определенным образом, а также элементы измерения временных параметров ,поверяемого прибора, в которое входит предлагаемое устрой- ство. Генераторы сигналов объединяются по определенной схеме, обеспечивающей электронное моделирование на сигнальных входах 19 устройства (сигнал срабатьтания синхроконтакта не рассматривается для упрощения),-сра- батьгаание реального фотозатвора (диаграммы 1, ие на фиг.1), причем генераторы работает в режиме разового запуска и путем воздействия на их органы управления возможно задание приведенных на фиг.1.временных параметров контролируемых процессов в широком диапазоне значений.

Последующее сравнение показаний стандартных измерителей временных интервалов с задаваемыми значениями позволяет аттестовать правильность фиксации предлагаемым устройством задаваемых параметров, а сравнением показаний .вьшеуказанных стандартных измерителей с показаниями органов индикации диагностируемого прибора осуществляется поверка его цифровых измерительных цепей в полном объеме контролируемых параметров.

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить достоверность контроля фотозатворов за счет введения эксплуатационного самоконтроля оптико-электронного тракта приборов, построенных на его основе,причем встроенный одновибратор позволяет диагностировать правильность измерения эффективных выдержек. Следует также отметить, что наборы вышеописанных стандартных генераторов и измерителей могут быть вьшолнены на основе микропроцессорной серии КР580 с использованием интегральных таймеров КР580ВИ53, применяемых как высокочастотные пpoгpaм шpyeмыe устройства моделирования контролируемых процессов или же использоваться в качестве переносных малогабаритных диагностических пультов. При этом в случае неисправностей элементов оптико-электронного тракта, вызванных внезапными

и (или) постепенными отказами послед- HHXj указанные неисправности могут эффективно диагностироваться„ Подобным образом может быть зафиксировано воздействие помех на приборы контроля Вьшолнение наряду.:с контрольной опе-,е рацией операцир самоконтроля; способствует повышению точноетн-ой надеж™ НОСТ.И приборов5 построенн.ых на основе предлагаемого устройства, и, как следствие; поддержанию высоких метрологических характеристик на протяжении их работы между метрологичес кими проверками.

CD

о р

у л а PI 3 о б

8

0

5

0

5

тей и повышения достоверности контроля, осветитель выполнен в виде источника опорного напряжения и трех идентичных излучателей, каждый из которых содержит имеющий три входа и два управляющих входа аналоговьщ коммутатор, выход которого соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом усилителя-датчика тока, в разрыв токозадагощей цепи которого включен светодиод, потенциальный выход усилителя-датчика тока соединен с инвертирующим входом дифференциального усрлителя, а входы положительного и отрицатех(ьного питания усилителя-датчика тока - с соответствующими вых.одами источника опорного напряжения, задающий вход .соторого соединен с одним из входов каждого аналогового коммутатора.

2, Устройство по п, Ij отличающееся TSMf что в него введен одновибратор, выход которого соединен с одним из входов каждого аналогового коммутатора

I U U

I i

Корректор ОеКрав.цова