Устройство для определения координат длинномерных объектов в процессе производства Советский патент 1990 года по МПК G01B21/00 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля положения длинномерных объектов.

Цель изобретения - повышение точности за счет увеличения крутизны преобразования и распшрение диапазона измерений за счет применения мае- ки с отверстиями, ширина которых мо- нотонйо нелинейно изменяется во всем диапазоне измерений,

На фиг. 1 представлена оптическая схема устройства; на фиг, 2 представлен вид маски со стороны осветителя; на фиг. 3 представлена блок-схема электронного блока.

Устройство состоит из оптически связанных источника параллельного пучка (осветителя), коллиматора 2, маски 3, выполненной из непрозрачного материала, с отверстиями 4, 5 и 6 равной площади, размер отверстий 4 и 5 вдоль оси, перпендикулярной измерительному направлению, описьша- ется выражениями

01

-м

V.,

И П - 2 2 Ю(

i FF

V. (1

2--Ш

КХ

-ь 1),

- 2 где Н - сумма ширин отверстий;

К - задаваемая крутизна преобразования f X - координата вдоль оси лежащей

в плоскости маски,

и фотоприемников 7-9, причем фотоприемники 7, 8 и 9 оптически связаны с отверстиями 4, 5 и 6 соответственно, и электронного блока 10, выполненного, в виде последовательно соединенны операционного усилителя 11, вход которого подключен к выходу фотоприемника 9, дифференциального усилителя 12, второй вход которого подключен к выходу фотоприемника 8, делителя 13 и дифференциалБНого усилителя 14, а также последовательно соединенных дифференциального усилителя 15, входы которого подключены к выходам усилителя 11 и фотоприемника 7 соответ- ственно, а выход подключен к второму входу делителя 13, и делитель 16, второй вход которого подключен к выходу усилителя 12, а выход подключен к входу усилителя 14,

Устройство работает следующим образом.

Теневое изображение о.бъекта ТУ .проецируется на отверстия 4 и 5 мас- ;КИ 3. Сигналы с фотоприемников и 8 пропорциональны площади отверстий 4 и 5, не перекрытых теневым изображе- нием. Сигнал с фотоприемника 9 зависит только от освещенности маски 3 и является опорным. Электронный блок 10 обрабатьтает сигналы с фотоприем- НИКОВ 7, 8 и 91, 1. и Ig в соответствии с алгоритмом

I li-Lls. Ь. 1« - 1з Ь-Ь

где I - выходной сигнал блока 10.

Тогда сигнал на выходе блока 10 пропорционален величине KU, где U - измеряемая координата.

Формула изебретения

Устройство для определения координат длинномерных объектов в процессе производства, содержащее оптически связанные источник параллельного пучка, маску с двумя отверстиями переменной ширины и три фотоприемника, первый и второй фотоприемники оптически связаны с первым и вторым отверстиями маски соответственно усилитель, вход которого подключен к выходу третьего фотоприемника, и дифференциальный усилитель, выход которого является выходом устройства, отличающееся тем, что, с. целью повьшения точности и расширения диапазона измерений, оно снабжено вторым и третьим дифференциальными усилителями, первые входы которых объединены и подключены к выходу усилителя, а вторые входы подключены к выходам первого и второго фотопри- емннков соответственно, и двумя делителями, первые входы которых подключны к выходам второго и третьего дифференциальных усилителей соответственно, вторые входы подключены, к выходам третьего и второго дифференци- алБНЫх усилителей соответственно, а выходы подключены к входам первого дифференциального усилителя, маска вьшолнена с третьим отверстием, оптически связанным с третьим фотоприемником, площади всех отверстий маски равны, а первое и второе отверстия выполнены с ширинами V и V, изменяющимися вдоль оси, лежащей в плоскости маски, по законам

|(,

2ICX

рг

1),

Н К X

сумма ширин отверстий; крутизна преобразования; координата вдоль оси, лежащей в плоскости маски.

1 2 .

gfcri

muz.1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности за счет увеличения крутизны преобразования и расширение диапазона измерений за счет применения маски с отверстиями, ширина которых монотонно нелинейно изменяется во всем диапазоне измерений. Устройство состоит из оптически связанных осветителя 1, маски 3 фотоприемников 7, 8 и 9 и электронного блока 10. Ширина отверстий маски 3 изменяется вдоль измерительного направления по законам V=H/2(1 ± 2/KX ± √U/K 2X 2 +1), где H - сумма ширины отверстий, K - крутизна преобразования, X - координата вдоль измерительного направления. Электронный блок 10 обрабатывает сигналы с фотоприемников 7, 8 и 9 J 7, J 8 и J 9 в соответствии с выражением J 7 - J 9/J 8-J 9-J 8-J 9/J 7-J 9. Тогда на выходе блока 10 будет присутствовать напряжение, пропорциональное величине K4, где U - измеряемая координата. 3 ил.

7

3

ФЦ1.2

JSbixod -