Способ измерения положения проекции границы объекта на фотоприемнике с зарядовой связью Советский патент 1990 года по МПК G01B11/16 

I (Л

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения изменений линейных размеров различных тел. Цель изобретения - повышение быстродействия путем осуществления электронного сканирования положения проекции границы объекта фотоприемником с зарядовой связью в режиме непрерывного перемещения его зарядовых пакетов. Зарядовые пакеты фотоприемника с зарядовой связью перемещают непрерывно, без стадии накопления зарядов. По амплитуде каждого выходного импульса фотоприемника с зарядовой связью определяют положение проекции границы объекта. 4 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения изменения линейных размеров различных тел.

Цель изобретения - повышение быстродействия путем осуществления электронного сканирования положения проекции границы объекта фотоприемником с зарядовой связью (ФПЗС) в режиме непрерывного перемещения его зарядовых пакетов.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, осуществляющего способ; на фиг. 2 - диаграммы напряжений на выходе ФПЗС и на выходе сглаживающего фильтра для случая, когда все ячейки ФПЗС перекрыты изображением объекта; на фиг. 3 - диаграммы напряжений на выходе ФПЗС и выходе сглаживающего фильтра для

случая, когда граница изображения объекта проходит через середину ФПЗС; на фиг. 4 - диаграммы напряжений для случая, когда все ячейки ФПЗС освещены.

Сущность способа заключается в следующем.

Объект освещают и проецируют на ФПЗС, работающий в режиме непрерывного перемещения зарядовых пакетов без стадии накопления зарядов. Амплитуда выходного напряжения на выходе ФПЗС в таком режиме пропорциональ- на положению изображения границы объекта относительно края ФПЗС, принятого за точку отсчета.

Реализация способа показана на примере устройства для измерения деформации образца.

ЈН

1

00 00

Устройство, реализующее способ, содержит первый измерительный канал 1, второй измерительный канал 2 и формирователь 3 сигнала деформации. Каждый из измерительных каналов состоит из оптически связанных осветителя 4, узкополосного светофильтра 5, объектива 6 и ФПЗС 7, формирователя 8 управляющих импульсов и сглаживающего фильтра 9, выход формирователя 8 управляющих импульсов подключен к управляющему входу ФПЗС 7, выход которого подключен к входу сглаживающего фильтра 9, выход которого является выходом измерительного канала. Выход первого измерительного канала 1 подключен к первому входу формирователя 3 сигнала деформации, к второму входу которого подключен выход второго измерительного канала 2. Осветители 4 первого и второго измерительных каналов 1 и 2 освещают соответствующие границы образца 10.

Способ осуществляется следующим образом.

На границы образца 10 (фиг. 1) направляют с помощью осветителей 4 параллельные пучки света. При этом в каждом измерительном канале 1 и 2 изображение соответствующей границы образца 10 через светофильтр 5 проецируется объективом 6 на ФПЗС 7. Формирователь 8 управляющих импульсов обеспечивает работу ФПЗС 7 в режиме без накопления заряда, осуществляя при этом непрерывное перемещени зарядовых пакетов вдоль фоточувстви- тельных ячеек ФПЗС 7. При этом осуществляется непрерывное электронное сканирование изображения границы образца 10. Величина зарядового пакета, поступающего на выход ФПЗС 7, а следовательно,его выходное напряжение определяется положением границы образца относительно фоточувстви- тельных ячеек ФПЗС 7. Если все фоточувствительные ячейки ФПЗС 7 закрыты изображением образца 10, амплитуда

5

0

5

0

5

0

5

выходного напряжения ФПЗС 7 имеет минимальное .значение (фиг. 2), а постоянное напряжение на выходе сглаживающего фильтра 9 равно нулю.

Когда все фоточувствительные ячейки ФПЗС 7 освещены (фиг. 4), амплитуда его выходного напряжения и напряжение на выходе сглаживающего фильтра 9 имеют максимальное значение. Таким образом, напряжение на выходе сглаживающего фильтра 9 пропорционально положению границы изображения образца относительно края ФПЗС 7, принятого за точку отсчета. Сформированное напряжение с выхода каждого измерительного канала поступает на соответствующий вход формирователя 3 сигнала деформации, который вырабатывает сигнал, пропорциональный измерению линейных размеров образца 10.

При измерениях границы образца 10 следует проецировать на ФПЗС таким образом, чтобы границы изображения проходили через середину ФПЗС. Это позволит регистрировать как увеличение, так и уменьшение контролируемого размера.

Формула изобретения

Способ измерения положения проекции границы объекта на фотоприемнике с зарядовой связью, заключающийся в том, что перемещают зарядовые пакеты фотоприемника с зарядовой связью, положение проекции границы объекта определяют по параметрам сигнала с выхода фотоприемника с зарядовой связью, отличающий- с я тем, что, с целью повышения быстродействия, перемещают зарядовые пакеты фотоприемника с зарядовой связью непрерывно,, положение проекции границы объекта определяют по амплитуде каждого выходного импульса фотоприемника с зарядовой связью.

е

Hi

7

ю

v

а ю

//////S//////S/,

/////////////Л

t

е

HI

1

Xе

я ртптпггт)у

/

ТО

а

ю

ilffllfflli

лллгь

т

L t