Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, для измерения толщины стенок изделий типа стеклянных трубок, например, при технологическом контроле в процессе их изготовления.
Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых размеров путем исключения формирователя импульса заданной шштельности, ограничивающего зону измерений,и повышение точности путем использования фотоприемника на основе датчика с зарядовой связью.
Па t Hir.i представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы его работы.
Устройство содержит оптически связанные источник 1 монохроматического излучения, оптическую систему 2 и фотоприемник 3 на основе датчика на приборе с зарядовой связью (ДПЗС), последовательно соединенные видеоусилитель 4, блок 5 аппроксимации, пороговый элемент 6 и инвертор 7, последовательно соединенные формирователь 8 импульса положения изделия и первый счетчик 9, второй 10, третий 11 и четвертый 12 счетчики, первый 13 и вто10
15
20
25
35
40
рой 14 формирователи импульса измеряемого размера, тактовый генератор 15, задающий генератор 16 и блок 17 вычислений. Первый, второй и третий выходы тактового генератора 15 подключены соответственно к управляющему входу фотоприемника 3 на основе ДПЗС второму входу видеоусилителя 4 и второму входу блока 5 аппроксимации. Четвертый выход тактового генератора подключен к первым входам формирователей 13 и 14 импульса измеряемого размера, первому входу формирователя 8 импульса положения издания, первому входу блока 17 вычислений и управляю- щему входу второго счетчика 10. Выход инвертора 7 подключен к вторым входам второго формирователя 14 импульса измеряемого размера и формирователя 8 импульса положения изделия. К второму входу первого формирователя 13 импульса измеряемого размера подключен выход порогового элемента б, Первый выход первого формирователя 13 импульса измеряемого размера подключен к управляющему входу третьего счетчика 11, первый выход второго формирователя 14 импульса измеряе- ,мого размера - к управляющему входу
15784674
четвертого счетчика. Второй выход каждого формирователя 13 и 14 импульса измеряемого размера подключен к его третьему входу. Выход задающего генератора 16 подключен к входам частоты заполнения счетчиков 9-12, выходы которых подключены к информационным входам блока 17 вычислений, выход которого подключен к входам обнуления счетчиков 9-12. Измеряется толщина стенки стеклянной трубки 18.
Устройство работает следующим образом.
Луч источника 1 монохроматического излучения, сформированный оптической системой 2 в пучок света, направляется под углом 50-60° соосно с измеряемым объектом - оптически прозрачной трубкой 18. Отраженные от внешней и внутренней поверхностей стенки трубки 18 лучи направляются на фотоприемник 3 на основе ДПЗС, расположенный в фокусе оптической системы 2. Накопленная на фотоприемнике 3 на основе ДПЗС информация считывается с помощью тактового генератора 15, который осуществляет формирование тактовых импульсов для фотоприемника 3 на основе ДПЗС и, кроме того, осуществляет формирова1- ние импульсов выборки управляющих сигналов для видеоусилителя 4 и блока 5 аппроксимации. Видеосигнал с выхода фотоприемника 3 на основе ДПЗС поступает на первый вход видеоусилителя 4, который усиливает его до необходимого уровня и фильтрует от возможных помех. Усиленный и очищенный от помех сигнал, несущий информацию о размере измеряемого изделия, поступает на блок 5 аппроксимации, который сглаживает его и выдает на вход порогового элемента 6, при этом первый импульс соответствует световому лучу, отраженному от внешней стенки стеклянной трубки 18, а второй импульс от ее внутренней стенки.
На выходе порогового элемента 6 образуются два импульса прямоуголь- . ной формы, расстояние между средними частями которых есть истинное значение толщины стенки S стеклянной трубки 18. Импульсы поступают на счетный вход первого формирователя 13 импульса измеряемого размера и вход инвертора 7,с выхода которого инверсные импульсы поступают .на счетный вход
30
50
55
второго формирователя 14 импульса измеряемого размера и второй вход формирователя 8 импульса положения изделия, на первый вход которого поступает сигнал створа с четвертого выхода тактового генератора 15 (см. фиг.2), поступающий также на первые входы первого и второго формирователей 13, 14 импульса измеряемого размера , управляющий вход второго счетт чика 10, и на вход блока 17 вычислений.
Первый и второй формирователи 13 и 14 импульса измеряемого размера формируют два импульса S, и S, половина геометрической суммы длительностей которых есть значение толщины стенки стеклянной трубки 18
si i 2
S
si
Формирователь 8 импульса положени изделия формирует импульс, несущий информацию о положении стеклянной трубки 18 в зоне измерения. С выхода первого и второго формирователей 13 и 14 импульса измеряемого размера и с выхода формирователя 8 импульса положения изделия импульсы поступают соответственно на управляющие входы первого, третьего и четвертого счетчиков 9, 11, 12. Первый, второй, третий и четвертый счетчики 9, 10, 11, 12 подсчитывают количество импульсов от задающего генератора 16 за время действия импульсов на их управляющих входах. Частота задающег генератора 16 должна быть по крайней мере на порядок выше частоты тактового генератора 15. С выходов счетчиков 9-12 информация считывается и обрабатывается блоком 17 вычислений, который по концу импульса створа после считывания информации сбрасывает счетчики в исходное состояние.
Блок 5 аппроксимации представляет собой фильтр нижних частот, частота среза которого определяется управляющим сигналом, поступающим с 3-го выхода тактового генератора 15. При этом, осуществляя сглаживание исходного видеосигнала, он позволяет расширить разрешающую способность устройства выше, чем один элемент фотоприемника 3 на основе ДПЗС. Формула изобретения
Устройство автоматического контроля геометрических размеров объек
10
15
20
25
5784676
тов, содержащее оптически связанные источник излучения и фотоприемник, I видеоусилитель, к входу которого
подключен выход фотоприемника, пороговый элемент, последовательно соединенные формирователь импульса положения изделия и первый счетчик, второй и третий счетчики, задающий генератор, выход которого подключен к входам частоты заполнения первого, второго и третьего счетчиков, блок вычислений, к информационным входам которого подключены выходы первого, второго и третьего счетчиков, выход блока вычислений подключен к входам обнуления первого, второго и третьего счетчиков, о т л и ч а ю ц е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых размеров и повышения точности, оно снабжено опти есксй системой, оптически связанной с источником излучения и фотоириекником, блоком аппроксимации, вход которого подключен к выходу видеоусилителя, тактовым генератором, первым и вторым формирователями импульсов измеряемого размера, инвертором и четвертым счетчиком, источник излучения выполнен в виде источника монохроматического излучения, фотопрнемник выполнен на основе датчика на приборе с зарядовой связью, выход бнока аппроксимации подключен к входу порогового элемента, первый выход тактового генератора подключен к управляющему входу фотоприемника, второй выход - к второму входу видеоусилителя, третий выход тактового генератора подключен к управляющему входу блока аппроксимации, выход импульса строба тактового генератора подключен к первым входам первого и второго формирователей импульсов измеряемого размера, к первому входу формирователя импульса положения изделия, к первому входу блока вычислений и к управляющему входу второго счетчика, выход порогового элемента подключен к второму 5Q входу первого формирователя импульса измеряемого размера и к входу инвертора, выход которого подключен к второму входу второго формирователя импульса измеряемого размера и к второму входу формирователя импульса положения изделия, выход первого формирователя импульса измеряемого размера подключен к управляющему входу третье-- го счетчика, выход второго формирова30
35
40
45
55
теля импульса измеряемого размера подключен к управляющему входу четвертого счетчика, вход импульсов частоты заполнения четвертого счетчика под- , ключей к выходу задающего генератора, . вход обнуления четвертого счетчика подключен к выходу блока вычислений,
выходы третьего и четвертого счетчиков подключены к информационным входам блока вычислений, второй выход каждого формирователя импульса измеряемого размера подключен к его третьему входу.
Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых размеров путем исключения формирователя импульса заданной длительности, ограничивающего зону измерений, и повышение точности путем использования фотоприемника на основе датчика на приборе с зарядовой связью. Луч света от источника 1 монохроматического излучения через оптическую систему 2 направляется на измеряемую трубку 18 соосно с ней под углом к поверхности. Лучи, отраженные от внутренней и внешней ее стенок направляются на фотоприемник 3 на основе датчика на приборе с зарядовой связью и преобразуются в видеосигнал. По импульсам полученного сигнала первый и второй формирователи 13 и 14 импульса измеряемого размера формируют импульсы, по которым определяется измеряемый размер. Формирователь 8 импульса положения изделия формирует импульс, длительность которого пропорциональна положению изделия в зоне измерения. Полученные сигналы обрабатываются блоком 17 вычислений. 2 ил.
1№выхад
rriL
Выход 8лакаЗ
ГЛ /5
Вы7дд блоков
д,шоЪ
блоков
Выход б по на В
4 ЯЗшод ТГ15
выход
Импульс положения
выход
ЗГ16
выход счетчика
т
Выход счетчикст
BbixoL счетчика 11
awnu-wuinw
Выход
блока Т7
Редактор Л.Пчолинская
Фиг. 2
Составитель В.Козлов
Техред Л.Сердюкова Корректор И.Муска
