Блок измерения разности граничных токов развертки Советский патент 1979 года по МПК G01B19/37 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к телевизионным устройствам для измерения теомет.рических параметров объектов.

Известен блок измерения разности граничных токов развертки к телевизионному измерителю размеров объектов, содержащий усилитель видеосигнала ,и усилитель тока развертки, соединенные входами соответственно с выходами телекамеры и генератора разверток, и узел измерения разности граничных токов развертки 1.

Однако точность измерения размеров этим блоком недостаточна .из-за нелинейной зависимости между нaJПpяжeннocтью поля и тока отклоняющей системы, геометрических искажений оптической системы и несферичлости мишени телевизионного датчика.

Известен также блок измерения раз«ости граничных токов развертки к телевизионному измерителю размеров объектов, содержащий усилитель видеосигнала и усилитель тока развертки, соединенные входами соответственно с выходами телекамеры и генератора разверток, и узел измерения разности граничных токов развертки, соединенные входом с выходом усилителя видеосигнала 2.

Точность измерения размеров этим блоком тажже недостаточна -по причинам, указанным выше.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Для этого предлагаемый блок измерения разности граничных токов развертки снабжен блоком аппроксимации, соединенным входом с выходом усилителя тока развертки, суммирующим усилителем, соединенным входами с выходом усилителя тока развертки и выходами блока аппроксим ции, а выходом - с входом узла измерения .разности граничных токов развертки.

Кроме того блок аппроксимации может быть выполнен в виде схемы, содержащей два регулируемых делителя напряжения питания, п компараторов, соединенных первыми входами с выходом усилителя тока развертки, а вторыми входами - с выходами первого регулируемого делителя напряжения питания, п ключей, -соединенных первыми входами с выходами соответствующих компараторов, вторыми входами - с выходами второго регулируемого делителя напряжения питания, а выходами - с входами суммирующего усилителя, переменные конденсаторы, соединенные одной обкладкой с выходами соответствующих

ключей, а другой обкладкой - с общей точкой блока.

На фиг. 1 -представлена функциональная схема яблока измерения разности граничных токов развертки; на фиг. 2 - функциональ|ная схема блока аппраксимации; на фиг. 3 - временные диаграммы сигналов блока измерения разности граничных токов развертки: а - изменение во времени выходного напряжения усилителя тока развертки; 6 - вависимость от выходного напряжения усилителя тока развертки среднего арифметического значения приведенной погрешности измерения при включенном блс:ке алпроксимащии; в - ступенчатая аппроксимадия приведенной погрешности измерения, получаемой -при выключенном блоке аппроксимации; г - изменение во времени выходного напряжения одного из ключей; д - изменение во времени сум марного выходного напряжения всех ключей блока аппроксимадии; е - изменение во гфемени выходного напряжения суммирующего усилителя; ж-зависимость от выходного напряжения суммирующего усилнтеля зоны разброса приведенной погрешности измерения при выключенном блоке аппроксимации.

Блок измерения разности граничных токов развертки содержит усилитель 1 видеосигнала, усилитель 2 тока развертки, узел 3 измерения разносии граничных токов развертки, блок аппроксимадии 4 и суммирующий усилитель 5.

Блок аппроксимации содержит два регулир)емых делителя 6 и 7 напряжения питания, п компараторов 8 (/), 8 {2},... 8 (п), п ключей 9 (1), 9 (2),. .. 9 (п и неременные конденсаторы 10 (1), 10 (2,... 10 (п).

При этом усилители / и 2 соединены входами соответственно с выходами телекамеры и генератора разверток, узел 3 измерения .разности граничных токов развертки соединен входом с выходом усилителя 1 видеосигнала, блок аппроксимации 4 соединен входом с выходом усилителя 2 тока , развертки, суммирующий усилитель 5 соединен входами с выходами усилителя 2 тока развертки и блока аппроксимации 4, а выходом со входом узла 3 измерения разности 1гран,ичных токов развертки.

В блоке аппроксимации 4 компараторы 8(1), 8(2),... 8(п) соединены первыми входами с выходом усилителя 2 тока развертки, а вторыми входами - с выходами регулируемого делителя 6 напряжения питания; ключи 9(1), 9(2),... 9(п) соединены первыми входами с выходами соответствующих компараторов 8(1), 3(2),... 8(п), вторыми входами - с выходами регулируемого делителя 7 напряжения питания, а выходами - с входами суммирующего усилителя 5, переменные конденсаторы 10(1), 10(2),... 10(п) соединены одной обкладкой с выходами соответствующих жлючей 9(1), 9(2),... 9(п), а другой обкладкой - с общей точкой блока измерения разности граничных токов развертки.

Блок измерения разности граничных токов развертки работает следующим образом.

Видеосигнал от изображения измеряемого объекта усиливается усилителем / и поступает в блок 3 измерения .разности граничных тОКов развертки. Пилообразное напряжение, пропорциональное току развертки, поступает с выхода генератора разверток 1на вход усилителя 2 тока развертки. Усиленное пилообразное напряжение с выхода усилителя 2, подается на один лз входов суммирующего усилителя 5 н на вход блока аппроксимации 4. С выхода суммирующего усилителя 5 на вход блока 3 измерения разности граничных токов развертки подается пилообразное напряжение, приращение которого соответствует приращению линейного размера измеряемого объекта. В блоке 3 измеряется в цифровой формуле приращение напряжения с выхода суммирующего усилителя 5 за время между передним и задним фронтами видеосигнала от телевизионного датчика, соответствующего пересечению считывающей апертурой изображения измеряемого объекта на мишени телевизионного датчика. Таким образом, получаемый в блоке 3 цифровой код пропорционален линейному размеру объекта. Если выключить блок аппроксимации 4 и калибровать устройство по максимальному измеряемому размеру, то связь средней арифметической приведенной погрешности измерения с выходными наирял :вниями усилителя 2 может быть представлена в виде графика, изображенного на фиг. 36. При этом для построения функции погрешности измеряемые объекты должны так проецироваться на мишень телевизионного датчика, чтобы их начальной границе соответствовал один к тот ток развертки в ее начале.

Блок аппроксимации 6 вырабатывает ряд напряжений, суммарное значение которых (см. фиг. 3d) используется для компенсации систематической погрешности устройства и подается на суммирующий усилитель 5. Зависимость погрешности измерения от выходного напрялсения усилителя 5 аппроксимируется ступенчатой функцией (см. фиг. Зв). Для привязки этой функции ко времени применены компараторы 8(1), 8(2),... 8(п), каждый из :которых сравнивает пилообраз1ное напряжение, поступающее с выхода усилителя 2, с одним из постоянных напряжений, каждое из которых соответствует одной из границ ступени аппроксимации и снимается с одного из выходов регулируемых делителей ,6 напрялсения питания. Папряжение с выходов компараторов 8(1), 8(2),. . . 8(п) открывает ключи 9(1), 9(2),... 9(п). Во включенном состоянии с выхода каждого ключа 9(1, 9(2), . . . 9(п) снимается нулевой потенциал, а при выключенном - потенциал, подаваемый на ключ с одного из выходов регулируемых делителей 7 напряжения питания. Выходное напряжение одного ключа показано на фиг. Зг, а суммарное выходное напряжение всех ключей - на фиг. 3d. Эта диаграмма (см. фиг. 3d) соответствует изменению абсолютной погрешности измерения во времени. Переменные конденсаторы 10(1), 10(2),... 10(п) позволяют уменьшить ошибку аппроксимации систематической .погрешности измерения ступенчатой функции. При включенном блоке аппроксимации 4 :С выхода суммирующего усилителя 5 снимается такое пилообразное напряжение (см. фиг. Зе), при подаче которого на вход блока 3 в нем вырабатывается в цифровой форме значение размера контролируемого объекта с ошибкой, зона разброса которой показана на фиг. Зж. Изобретение позволяет примерно в 10 раз -повысить точность измерения размеров контролируемых объектов по сравнению с известными телевизионными устройствами. Формула изобретения 1. Блок измерения раз1ности граничных токов развертки к телевизионному измерителю размеров объектов, содержащий усилитель видеосигнала и усилитель тока развертки, соединенные входами соответственно с выходами телекамеры и генератора разверток, и узел измерения разности граничных токов развертки, соеди1ненный входом с выходом усилителя видеосигнала, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повыщения точности измерения, он снабжен блоком аппроксимации, соединенным входом с вы.чодом усилителя тока .разверт ки, суммирующим усилителем, соединенным входами с выходом усилителя тока развертки и выходами блока аппроксимации, а выходом - с входом узла измерения разности граничных токов развертки. 2. Блок по п. 1, отличают и и с я тем, что блок аппроксимации выполнен в виде схемы, содержащей два регулируемых делителя напряжения питания, п компараторов, соединенных первыми входами с выходом усилителя тока развертки, а вторыми входами - С выходами первого регулируемого делителя напряжения питания, п ключей, соеди«енных первыми входами с выходами соответствующих компараторов, вторыми входами - с выходами второго регулируемого делителя напряжения питания, а выходами - с входами суммирующего усилителя, переменные конденсаторы, соединенные одной обкладкой с выходами соответствующих ключей, а другой обкладкой - с общей точкой блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 416561, кл. G 01 В 15/00, 1974. 2.Полоник В. С. Телевизионные автоматические устройства. М., «Недра, 1974, с. 94-97.