Способ измерения линейных размеров Советский патент 1990 года по МПК G01B21/02 

J

I 33 I 3 v 3 5 3

I

ii

ннт/н/11/ iiiiii-tfm-iiiii ///// //

/у

/

/

-iiiii ///// //

у

/

сл

1

00

& оъ

00

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности за счет получения полной информации от кодовых участков шкал. Линейные размеры измеряются с помощью связываемой с объектом шкалы 2 с кодовыми участками 3, из которых выбираются не менее двух участков. Фиксируются координаты центров тяжести изображений кодовых участков 3 как двуградационных, так и полутоновых. Определяются смещения кодовых участков 3 относительно начала шкалы при усреднении M отсчетов, а размер определяется с учетом смещения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений, контроля положения и раз меров объектов.

Цель изобретения - повышение точности за счет получения полной информации от кодовых участков шкал.

На чертеже дана схема, поясняющая способ.

Схема для осуществления способа содержит источник 1 освещения для направления светового потока на шкалу

2с кодовыми участками 3, оптическую систему 4 для передачи оптического изображения участков 3 на линейку 5 фотоприемников.

Способ осуществляется следующим образом.

При включении источника 1 освещения сигнал от него модулируется двумя i-м и (1+1)-м кодовыми участками

3шкалы 2, полученный оптический сигнал передается с помощью оптичес- кой системы 4 на линейку 5 фотоприемников, изображение участков i и (i+1) с помощью линейки 5 фотоприемников преобразуется в последовательность электрических сигналов, причем абсолютное положение шкалы 2 получают из содержимого сигналов кодовых участков, точнее положение шкалы определяют из соотношения положений

центров тяжести Xj, X +, изображений i-го, (i+1)-ro кодовых участков и линейки 5 фотоприемников с учетом их смещений X o,i X0i, + , относительно начала шкалы:

- X; + X

Г

«чм

где К - порядковые номера фотоприемников, преобразующих изображение i-го кодового участка шкалы К; К ; К j,., ; ...

U ., амплитуда сигнала К фртоприемника;

Т - период расположения фотоприемников в линейке 5, при этом поле зрения линейки фотоприемников полностью охватывает по крайней мере два кодовых участка шкалы, содержимое каждого из которых несет информацию о его порядковом номере, смещение X0 центров тяжести изображений i-го и (i+1)-ro кодовых участков 3 относительно начала шкалы 2 определяют при калибровочном перемещении шкалы 2 в пределах всего измерительного диапазона посредством усреднения и накапливающего суммирования по m выборочным отсчетам разностей координат UX ; X, - X ;, центров тяжести изображений 1-го, (i-l)-ro кодовых участков 3, полученных для различных относительных полО7 жений линейки 5 фотоприемников и i-го, (1-1)-го кодовых участков при . условии нахождения их в поле зрения линейки фотоприемников:

о, i

I m

-i -Zuxj,

j i m

где X . - положение центра тяжести первого кодового участка относительно начала шкалы, X - 0.

Точное положение шкалы определяют из соотношения положений Х-, центров тяжести двуградационных изображений i-го, (i-H)-ro кодовых участков шкалы и линейки фотоприемников с учетом

их смещений X 0 , но начала шкалы в ражением (1), положение X

0.1+

относительсоответствии с вы- причем в этом случае

{ центра тяжести двугра- дационного изображения i-го кодового участка 3 относительно линейки 5 фотоприемников определяют как

0

5

0

5

X

(t+0

2N Т 7- KJ/2N

где К ; - порядковые номера фотоприемников, находящихся на перепадах яркости двуградационного изображения i-го кодового участка шкалы, при этом число N прозрачных окон во всех кодовых участках постоянно.

Формула изобретения

Kj/2N,

их положения относительно линейки фотоприемников, определяют положение кодовой шкалы относительно линейки фотоприемников, отли чающий с я тем, что, с целью повышения точности измерения, фиксируют двуграда- ционные изображения кодовых участков положение кодовых участков определяю по координатам Xj и Х;, центров тяжести двуградационных изображений 1-го и (i+O-ro кодовых участков от- носительно линейки фотоприемников 2N

т т

где К - порядковые номера фотоприем ников, находящихся на фронтах двуградационного изображения i-го (i+O-ro кодовог участка шкалы;

Т - шаг фотоприемников в линейке;

N - число прозрачных окон в кодовом участке, постоянное для всех кодовых участков, большее разрядности двоичного числа, определяющего ко- личество кодовых участков на шкале,

определяют смещение центра тяжести изображения 1-го кодового участка относительно начала шкапы X путем калибровочного перемещения шкалы в пределах всего измерительного диапа-

смещений X

зона посредством усреднения и накапливающего суммирования по га выборочным отсчетам разностей координат центров тяжести изображений., i-1 кодовых участков, полученных для различных относительных положений линейки фотоприемников и i, i-1 кодовых участков при условии нахождения их в поле зрения линейки фотаприемника, а положение шкалы вычисляют с учетом

смещений X

X

0.1

и X

0,1 + 1

центров тя

жести изображений кодовых участков относительно начала шкалы.

k;(i«n

+и

f- - ,+h М -Н

гр

и,к/

Ч1 + )

K U,VI)

порядковые номера п фотоприемников, преобразующих изображение одного кодового участка шкалы;

амплитуда сигнала К-го фото-

приемника.