Изобретение относится к устройствам дл.я определения площади, объема, момента инерции и других теометрически.х параметров тел.
Р1звестны фотоэлектрические устройства для определения площади непрозрачных плоских фигур, в частности сечений объемных тел, путем построчного сканирования с номощью подвижпого фотоэлемента, подключенного к электронному ключу, управляющему нересчетной схемой на выходе генератора постоянной частоты. Мерой площади служит, как правило, число импульсов, зарегистрированных пересчетной схемой, когда открыт электронный ключ, управляемый фотоэлементом.
Предложенное фотоэлектрическое устройство не только нозволяет повысить точность определения площади сечения, но и дает возможность одновременно вычислить объем , образованного вращения сечения относительно нроизвольной оси, и момент инерции сечения относительно этой оси.
Это обеснечено тем, что чертеж с зачерченным измеряемым сечением закреплен на боковой поверхности нрозрачного вращающегося барабана, приводной электродвигатель которого через мальтийский механизм соединен с ходовым винтом, перемещающим каретку с фотоэлементом по направляющим параллельно образующей барабана. Одновре.менно этот
же винт смещает кодированную в функции расстояния фотоэлемента от начала системы координат на чертеже перфоленту, управляющую схемами деления частоты импульсов, поступающих на соответствующие счетчики пересчетной схемы.
Названные схемы деления целесообразно строить как схему считывания кода с перфоленты и подключать на вход схемы сравнения, на другой вход которой через электронный ключ включен генератор постоянной частоты, управляющий одновременно синхронным приводным электродвигателем.
На фиг. 1 показана принципиально-структурная схе.ма предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема измерения площади.
Чертеж выполняют на кальке, и измеряе.мое сечение / зачерняют, после чего его накладывают jia наружную поверхность прозрачного барабана 2.
Необходимо, чтобы координатная ось Y была параллельна оси и образующей барабана 2. В таком положении чертеж на барабане .закрепляют. С одной стороны чертежа расноложен осветитель 5, с другой - фотоэлемент 4. Барабан 2 с чертежо.м вращается через редуктор 5 синхронным электродвигателем 6. Фотоэлемент 4 неремещается вместе i кареткой 7 по направляющим 8 от винта 9 параллельно образующей барабана 2. Направляющие 8 и виит 9 укреплены на неподвижной стойке 10, по выточке которой барабан 2 вращается, как на подшипнике.
Винт 9 через мальтийскнй крест 11 поворачивается один раз в конце каждого оборота барабана 2 дискретно на определенный угол и таким образом фотоэлемент 4 находится s неподвижном состоянии, яока барабан 2 совершает большую часть своего оборота, а затем скачком перемещается на расстояние АУ вдоль образующей барабана 2 и вновь фиксируется в этом положении на время следующего оборота барабана и т. д. С винтом 9 жестко связана катушка лентопротяжного механизма 12, перемещающего перфоленту 13- Таким образом перфолента протягивается на определенную длину дискретно и одновременно с перемещением фотоэлемента в конце каждого оборота барабана.
Когда между осветителем 3 и фотоэлементом 4 находится залитая тушью часть чертежа, электронный ключ 14 открыт, когда же между осветителем 3 и фотоэлементом 4 находится прозрачная часть кальки или барабана, электронный ключ 14 закрыт. В открытом состоянии ключ пропускает импульсы от генератора 15 в пересчетную схему, в закрытом состоянии не нропускает.
Напряжение на двигатель 6 подается от генератора 15 через делитель 16 частоты, преобразователь 17 формы импульсов и усилитель 18 мощпости. Генератор 15 вырабатывает импульсы с постоянной частотой, и электродвигатель 6 вращается с постоянной скоростью, пропорциональной частоте импульсов, и синхронно с ними. Таким образом за время перемещения какой-либо точки чертежа относительно неподвижного фотоэлемента на единицу длины чертежа приходится определенное число пмпульсов, генерируемых генерагором 15.
За время одного оборота барабана 2 с чертежом фотоэлемент 4 просматривает вдну строч.ку чертежа, соответствующую расстояпию У от о,сп абсцисс X. Перемещаясь после каждого оборота барабана на единицу длины Л У вдоль оси Y, фотоэлемент строч1ка за строчкой просматривает всю площадь чертежа. При этом, поскольку он открывает ключ 14 только тогда, когда находится под зачерченной частью чертежа, в счетчик 19 пройдет число импульсов, пропорциональное суммарпому временн нахождения фотоэлемента под зачерчеппой частью сечения, т. е. пропорциональное площади зачерченной части чертежа (сечения). Псключение погрешности из-за возможного изменения частоты генератора 15 или скорости вращения обеспечивается тем, что электродвигатель 6 питаегся напряжением от того же генератора, чьи импульсы подвергаются счету. Делитель 20 числа импульсов введен для учета масштаба чертежа. По индикатору 21, показывающему суммарное число импульсов, прошедших з счетчик 19, можно прочесть в определенном
масштабе илощадь исследуемого сечения.
Так же, как и при вычислении площади (и одновременно с ним) электронный ключ пропускает импульсы генератора 15 к счетчику 22. При переходе фотоэлемента со строчки па строчку одновременно с ним, как было описано выше, на определенный шаг продвигается перфолента 13. Па перфоленте пробиты отверстия, образующие код числа, обратно пропорционального расстоянию фотоэлемента (вдоль оси барабана) от точки, принятой за начало отсчета координаты на чертеже. Контактные или фотоэлектрические дагчики 23 в соответствии с кодом на иерфолен5 те подают напряжения в схему 24 сравнения. Когда число импульсов, сосчитанное счетччком 22 , совпадает с закодированным на лепте, схема 24 сравнения в-ыдаст один импульс в счетчик 25 и одновременно сбросит все разряды счетчика 22 в нулевые состояния. И так каждый раз по наконлении в счетчике 22 числа имиульсов, заданного кодом перфоленты 13, в счетчик 25 будет ироходить один импульс, т- е. счетчик 22, схема 24 сравнения и
5 перфолента 13 совместно осуществляют деление частоты импульсов генератора 15 по заданной ирограмме в к раз.
Поскольку коэффициент деления частоты, набранный кодом на перфоленте 13, связан с
0 перемещением фотоэлемеита вдол, оси Y обратно пропорциональной зависимостью, то в счетчик 25 за время нахождения фотоэлемента под зачерченной частью чертежа на единицу длины X будет проходить число импульсов, пропорциональное удалению фотоэлемента, от начальной точки вдоль оси Y. После прохождения фотоэлементом 4 всего поля чертежа суммарное число импульсов сосчитанное счетчиком 25, будет в определенном масштабе выражать объем тела, образованного врашением данного сечения относительно оси X или относительно оси с уравнением Y-YQ, смотря по тому, С какой точкой совмещена начальная строчка перфоленты. Величи.5 на объема тела вращения может быть прочптана по индикатору 26.
Вычисление момента инерции сечения происходит аналогично вычислению объема тела вращения и одновременно с ним.
0 Пмпульсы от геператора 15 через ключ 14 проходят в счетчик 27, который совместно со схемой 28 сравнения и перфолентой 13 с датчиками 23 осуществляет деление частоты, обратно иропорциоиально квадрату удаления
5 фотоэлемента 4 от начала координат YO, считая вдоль осп барабана У; при этом суммарпое число импульсов, которое сосчитает счетчик 29 после прохождения фотоэлементом 4 всего поля чертежа, будет в определенном
) масштабе выражать момент инерции сечения относительно оси X или оси с уравнением У-УО, смотря по тому, с какой точкой чертежа совмещена начальная строчка перфоленты 13. Величина момента инерции сечения
Пред м е г и з о б р е т е н и я
1. Фотоэлектрическое устройство для определения площади непрозрачпых плоских фигур, в частности сечений объемных тел, путем построчного сканирования с иомощыо подВ1 жного фотоэлемента, подключенного к электронному ключу, унравляюш,ему пересчетной схемой на выходе генератора постоянной частогы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности оиределення площади сечения и одновременного вычисления объема тела, образованного вращением этого сечения отиосительно произвольной оси, и момента инерции сечения относительно этой оси, чертеж с зачерчеииым измеряемым сечением закреплен па боковой поверхности прозрачного вращаюпгегося барабана, приводно
электродвигатель которого через мальтиискяи механнзм соединен с ходовым винтом, перемещающим каретку с фотоэлементом по направляющим параллельно образующей барабана, п одновременно кодированную в функции расстояния фотоэлемента от начала системы коордннат на чертел-се перфоленту, управляющую схемами деления частоты импульсов, поступающих на соответствующие счетчики пересчетпой схемы.
2. Устройство но п. 1, отличающееся тем, что каждая из схем деления частоты вынолнена как схема считывания кода с иерфоленты и нодключена на вход схемы сравнения, на другой вход которой через электронный ключ включен генератор постоянной частоты, управляюи1ий одновременно синхронным приводным электродвнгателем.
У,
У
2xV
