УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ длины ИЗДЕЛИЙ Советский патент 1967 года по МПК G01B7/04 

Известны устройства для измерения длины изделий, например проката, перемещаемых в нродольном нанравлении, в которых узел для точного измерения длины изделий содержит Путевые датчики, расположенные по линии перемещения изделия на заданном эталонном расстоянии один от другого, генератор линейно изменяющегося пилообразного нанряжения, счетно-решающий элемент для деления двух интервалов времени, выполненный в виде соединенного с этим генератором RC-контура и ключа для соединения сопротивления и конденсатора в RC-контуре, время-импульсный преобразователь выходного напряжения счетно-рещающего элемента в код с компенсационным конденсатором, и схему управления.

Отличие предлагаемого устройства по сравнению с известными состоит в том, что для расширения допустимого диапазона измерения длин и скоростей движения изделия и уменьшения необходимой длины участка измерения оно снабжено узлом для грубого измерения длины и узлом для грубого измерения скорости изделия, выполненным в виде измерителя времени перемещения изделия на заданную длину, а в RC-контур счетно-решающего элемента введены дополнительные конденсаторы и управляемые узлом для грубого измерения скорости ключи, при помощи которых указанные конденсаторы подключены к RC-контуру.

Другое отличие предлагаемого устройства заключается в том, что время-импульсный преобразователь снабжен ключом, соединяющим компенсационный конденсатор с выходом указанного генератора.

Это позволяет уменьшить погрешности, вызываемые нестабильностью параметров генератора линейно изменяющегося пилообразного напряжения.

На чертел е представлено взаимное распололсение датчиков на линии движения контролируемого изделия и блок-схема устройства.

Полная длина L изделия / складывается из базового размера Lg, за который принимают минимальную длину изделия, нескольких (на чертеже двух) отрезков I, и отрезка 4-.

Количество отрезков /, определяется с -помощью узла 2 грубого определения длины, состоящего из базовых датчиков 5, 4, 5, 6 и логического блока 7.

Длина отрезка / определяется как частное от деления двух интервалов времени, один из которых (числитель длительностью t) образуется от момента пересечения передним концом изделия соответствующего базового датчика (в данном случае датчика 5) до момента пересечения задним концом изделия датчика 8, а другой (знаменатель длительностью t) образуется от момента пересечения задним концом изделия датчика 8 до момента пересечения тем же концом датчика 9, расположенного от датчика 8 на эталонном расстояннн. Такое онределение длины отрезка /.г- позволяет исключить влияние скорости движения изделия на точность излшрения.

Онерацию деления осуществляет узел 10 точного измерения длины. Этот узел включает 3 себя датчики S и Я схему унравлеиия 11, генератор 12 линейно изменяющегося инлообразпого напряжения; счетно-решающий элемент для деления двух интервалов времени, выполненный в виде RC-контура, состоящего из сопротивлеиия 13, одного из конденсаторов 14, 15, 16, ключей 17, 18, 19 выбора одного из конденсаторов 14, 15, 16 и ключа 20 для соединеиня сопротивления 13 с выбранным конденсатором; время-импульсный преобразователь ).:ыходного напряже1:ня ciieTHO-рещающего элемента в код, состоящий1из компенсационного конденсатора 21, ключа 22, соединяющего конденсатор 21 с генератором 12, схемы сравнения напряжения на RC-контуре и компенсационном конденсаторе. Схема сравнення включает в себя иуль-оргаг нд диоде 23 и усилитель-формирователь 24. Устройство содержит также узел 25 грубого онределения скорости изделия. Этот узел включает в себя два датчика 26, 27, установленные один от другого на заданном расстоянии /о, генератор 28 эталон1)ОЙ частоты, ключ 29 и счетчик 30 имнульсов. Результаты измерений из узла 2 и узла 10 поступают в счетчик 31 выходиого устройства 32 и воспроизводятся на цифровом табло 33.

Схема работает следующим образом.

При движении изделия 1 его задний конец пересекает датчик 26. Сигнал с этого датчика открывает ключ 29, и импульсы с генератора 28 эталонной частоты поступают в счетчик 30. Когда задний конец изделия иересечет датчик 27, сигнал с него закроет ключ 29, и постуиленне импульсов в счетчик 30 прекратится. Количество импульсов, поступивщих в счетчик 5(9, будет зависеть от скорости движения изделия.

Весь диа-пазон изменения скорости изделия разбит на поддиапазоны. В зависимости от того, к какому поддиапазону будет относиться скорость измеряемого изделия, счетчик 30 откроет один из ключей 17, 18, 19, а именно тот, который должен включить емкость RC-контура, соответствующего нужному поддиапазону. Так, напр.имер, если будет открыт ключ 18, то в RC-контур будет введен конденсатор 15. Одновременно с сигналом на закрытие ключа 29 датчик 27 выдает сигнал в логический блок 7, чем подготавливает к работе узел 2 грубого определения длины. Запуск узла в работу производится сигналом с того базового датчика, который первым будет пересечен передним концом изделия, после того, как узел 2 подготовлен к работе. В данном случае таким датчиком является датчик 5. Как только сигнал с датчика 5 поступит в логический блок 7, последний выдаст на счетчик 31 код грубого определения длины, соответствующий датчику 5 (на чертеже длина равна 2/ ). Одновременно логический блок 7 выдаст в схему управления // сигиал иа начало отсчета интервала времени tx- После этого логический блок 7 возвращается в исходное состояние, и пересечение передним концом изделия последующих базовых датчиков не может вызвать его срабатывания. Новый запуск узла 2 возможен только после того, как следующее изделие своим задним концом пересечет датчик 27.

Перед началом работы элементы узла 10 точного измерения длины находятся в следующем исходном состоянии: генератор 12 и ключи 17, 18, 20 и 22 закрыты. Напряжение на конденсаторах 14, 15, 16 отсутствует, потенциалы точек а и б равны иулю. Как только в схему унравлеиия // поступит сигнал из логического блока 7, откроется генератор 12 и конденсатор 15 начиет заряжаться. При этом потенциал точки в .будет измеияться цо линейному закону (в данном случае уменьшаться). Как только задний конец изделия пересечет датчик 8, сигнал с него поступит в схему управления //, которая закроет генератор 12, и потенциал точки а снова станет равным нулю.

Напряжение на конденсаторе 15 к этому моменту будет пропорционально интервалу времени tjc. Одновременно открывается ключ 20, и конденсатор 15 начнет разряжаться иа сопротивление 13.

Разрял ение будет длиться в течение времени ty до момента пересечения задним концом изделия датчика 9. Параметры RC-контура выбраны так, что при изменении скорости в пределах данного ноддиаиазоиа экспонеита,

по которой происходит разряжеиие, очень близко совпадает с гиперболой. По окончании времени ty ключ 20 закрывается и на конденсаторе 15 остается напряжение, пропорциональное частному от деления интервалов времени tx на /у, а следовательно, это напряжение |будет пронорционально длине отрезка 1хОдновременно с закрытием ключа 20 открывается геиератор 12 и ключ 22. Конденсатор

21 сравнения начнет заряжаться, и потенциал точки а начнет измеияться по лииейному закону. Это будет длиться до тех лор, пока потенциал точки а не станет равным потенциалу точки 8. Когда напрялсения иа коиденсаторах

15 и 21 станут равны, откроется диод 23, ток заряда генератора 12 пройдет через конденсатор 15 и ключ 18 на вход усилителя-формирователя 24, носледний сработает и выдаст сигнал в схему управления // иа возврат узла 10 в исходное состояние. Время заряда конденсатора 21 до напряжения, равного напряжению на конденсаторе 15, будет пропорциоиальио величине этого напряжения и тем самым длине отрезка /л-. В течение этого временя

имиульсы с генератора 28 через схему управления 11 поступают в счетчик 31. Количество этих импульсов представляет собой код длины 1х. Счетчик 31 суммирует код узла 2 и узла 10 с постоянно заданным кодом базового

вующий всей длине изделия L, фиксируется на цифровом табло 33.

Предмет изобретения

1. Устройство для измерения длины изделий, наиример ироката, перемещаемых в продольном направлении, состоящее из путевых датчиков и узла для точного измерения длины, содержащего генератор линейно изменяющегося нилообразного напряжения, счетно-решающий элемент для деления двух интервалов времени, выполненный в виде соединенного с этим генератором RC-контура и ключа для соединения сопротивления и конденсатора в RC-контуре, время-импульс 1ый преобразователь выходного напряжения счетно-решающего элемента в код с компенсацнонным конденсатором, схему управления, отличающееся тем, что, с целью расширения допустимого диапазона измерения длии и скоростей движения изделия и уменьшения необходимой длины участка измерения, оно снабжено узлом для грубого онределеиия длииы и узлом для грубого измерения скорости, выполненным в виде измерителя времени перемещения изделия на заданную длину, а в RC-коитур счетно-решающего элемента введены дополнительные конденсаторы и управляемые узлом грубого определения скорости ключи, нрн помощи которых указанные конденсаторы подключены к RC-контуру.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью уменьшения погрешностей, вызываемых нестабильностью параметров генератора линейно изменяющегося пилообразного напряжения, время-нмпульсный нреобразователь снабжен ключом, соединяющим компенсационный конденсатор с выходом указанного генератора.

32