Вычислительное устройство для дифференциальных фотоимпульсных измерителей геометрических размеров изделий Советский патент 1980 года по МПК G01B19/37 

ВЫХОДОМ счетного узла, а выход - со входом блока преобразования результата измерений. Кроме того, блок сравнения длительгности Ш1деоимпульсов выполнен в виде триггера, первый вход которого соединен с выходом формирователя рабочих импуль сов, а второй вход - с выходом формирователя тактовых импульсов, ждущего мул тивибратора с длительностью импульса, равной половине времени сканирования по ля зрения фотоголовок, вход которого сое динен с выходом триггера и коньюнктора, входы которого соединены с выходом жду щего мультивибратора и одним выходом триггера, а выход-с одним из входов мас штабного генератора. При этом генератор фиксированной частоты рассчитан на частоту, которая относится к частоте масштабного генератора, как расстояние от фотоголовок измерителя до измеряемой поверхности к толщине изделия. На фиг, 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжения в характерных точках схемы. Устройство содержит два идентичных канала 1 и 2 обработки видеоимпульсов, Канал 1 включает формирователь 3 рабочего импульса, соЬтветствующего моменту развертки левой кромки изделия, и формирователь 4 тактового импульса, соот тствующего окончанию сканирования. Канал 2 включает формирователь 5 рабочего импульса, соответствующего моменту развертки правой кромки изделия, и формирователь 6 тактового импульса, соответствующего началу сканирования. Кроме того, устройство включает блоки 7 и 8 сравнения длительностей видеоимпульсов. Блок 7 вьшолнен в виде триггера 9, ждущего мультивибратора 10 с длительностью импульса, равного половине времени сканирования, и коньюнктора 11. Блок 8 включает триггер 12, мультивибратор 13 и коньюнктор 14, ИмпулЕг сы с блоков 7 и 8 сравнения управляют работой масштабного генератора 15 с ре гулируемой частотой. Счетный узел 16 содержит первый счетчик 17, считающий импульсы масшта ного генератора, второй счетчик 18, запоминаюишй в обратном коде информацию первого и генератор 19 фиксированной частоты, который включается от триг гера 2О. Масштабный генератор 15, сче ный узел 16 и триггер 20 образуют измерительный блок. Результат измерения формируется в блоке 21 преобразования результата измерения и индипируется на индикаторе 22. Фотоголовки 23 и 24 измерителя выдают в каналы 1 и 2 видеоимпульсы, получаемые от изделия 25, размер которого B подлежит измерению. Фотоголовки при измерении устанавливаются на номинальный размер Be. Измеряется отклонение размера В от номинального размера Be. Работает устройство следующим образом . При сканировании краевых зон изделия 25, находящихся в полях зрения фотого- ловок 23 и 24, формируются видеоимпульсы, показанные на эпюрах а,в. В моменты -fc , -t т, сканирования кромок изделия формирователи 3 и 5 вырабатывают рабочие импульсы, а в моменты -i , { формирователи 4 и 6 вырабатывают рабочие импульсы, соответствующие для t. началу, а для -t - окончанию сканирования полей зрения фотоголовок 23 и 24. Формирование рабочих и тактовых импульсов производится любым из известных методов обработки пологих фронтов Бицеоимпульсов. Измеряемая величина, без учета погрешности, пропорциональна временному сдвигу рабочих импульсовГдц--Ь- --Ь (11. Представление временного интервала в вид, удобный для индикации, производится в блоке преобразования 21 результата измерения. Для учета в окончательном результате измерения погрешности необходимо произвести сдвиг одного из рабочих фронтов на величину« .ь. 2) длительности, пропорциональные отклонениям кромок измеряемого изделия от оптических осей фотоголовок. Причем формула (2) справедлива только при условии ,д,Ь .е. при отклонении кромки во внешнюю от центра устройства сторону. В противном случае необходимо, чтобы иГд, при u.Bg CНахождение величины С и ее учет в результате измерения проводится следующим образом. Предварительно в блоках 7 и 8 сравнения выделяются длительности TC. (блок 7 7) ),(блок 8 ). С помощью 9 и 12 осуществляется прообразоЕШние видеоимпульсов с пологими фронтами в прямоугольные эпюры (эпюры С,f ), их отрицательные фронты запускают ждущие мультиш1браторы 10, 13 (эпюры d.g; ), длительности которых равны половине вре мени сканирова1шя поля зрения фотоголовок 23 и 24, т.е. щэемени от начала ск нирования до пересечения с оптическими осями фотоголовок, перпендикулярньк к плоскости измеряемого изпелия 25. Коньюнкторы 11, 14 выделяют раэности в л длительностей импульсов с триггеров 9 и 12 и ждущих мультивибраторов 10, 13 (эпюра , для коньюнтгто для коньюнктора 14), причем длительности импульсов с триггера 9 и 12 должны быть больше длител1зностей со ждущих мультивибраторов 10 и 13, т.е. иначе В дальнейшем полученные величины иГд Б2-умножаются на коэф{ л51шент Ь / (M-tl) Для этого ИМПУЛЬСЫС. и ,, управляют масштабным генератором 15. В результате на учетчик 17 счетного узла 16 выдается количество импульсов, пропорциональное сумме длительностей импульсовГд иСГд.в2 Частота масштабного генератора 15 пропоршюнальна толщине 1i измеряемого изделия. После окончания счета информация со счетчика 17 переписывается во второй счетчик 18 в обратном коде, С этого момента блоки 7 и 8 выделения готовы к определению величины . следующий цикл измерения. А информация во втором счетчике 18 может быть в любой момент преобразована во временной интервал ITg , Так, в момент t (момент сканирования кромки изделия фо тоголовкой 1-го канала в следующий пер од измерения) рабочий импульс с формирователя 3 поступает на триггер 20, пе ребрасывая его в состояние 1 (эшора к). При этом запускается генератор 19, который начинает считывать инфор- мацию со второго счетчика 18. Как тол ко количество импульсов генератора 19 прошедших на второй счетчик 18, станет равным количеству импульсов, посту пивших от масштабного генератора 15 на первый счетчик 17, на выходе второ го счетчика 18 формируется сигнал, пер водящий триггер 2О в исходное состояние (эгаора к). ОдноБре%)енно запирается генератор положнгсльный (, формнрую1лн йся на Bi ixono тригччра 20, поступает на вхоп блока 21 преобразования результата изк орення BNIOCTO рабочего импульса с формирователя 3. Величина В эеменного сдвига ff между постзпившим в момент -i, на ьход триггера 20 рабочего импульса и положительным фронтом с его выхода (эпюра к) определяется величинами отклонений кромок изделия от оптических осей фотоголовок, а также отноше1шем частот масштабного генератора 15 и f -генератора фиксированной частоты 19. Выбирая f . / f 2 - Vi ( M-1i, получим этот временной сдвиг в соответствии с 4юрмулой (2), т.е.. Окончательный результат из «ереиия сформирова1 иып в блоке 21 преобразования результата измерения с помошью рабочего импульса с формирователя 5 (момент Ь ) и положительного с триггера 20 (момент -f. ), будет равен (згаора m ),-i,,-. , т.е. из него будет исключена погрешность f. Учетрассчитываемой погрешности производится в следующем перподе сканирования. Временное запаздывание, равное одному периоду, лем1т в пределах 3-20 мс в зависимости от типа фотоголовок. Учитывая, -что реальное поперечное nepevfeшение проката доволь ю к ецленноо (период значительных колеба1П1й составляет, как правило, несколько секумц), такая задеряжа не вносит динамической погрешности измерения. Единственным параметром, требующим предварительного ввода в устройство, является толщина 1l ii3NfepHe ioro проката, от ве.:чины которого вьгбирается частота масштабного генератора 15. При необходимости управление этой частотой может быть выполнено дистанционным и производится оператором или автомаTiWecKii системой управления техиологическим процессом (АСУ ТП). . Использование изобретения для измерения ширины толстога стового проката, например, слябов, позволит значительно поднять точность измерения, доведя ее до значений, получаемых на измерителях ширины тонких полос. Особенно эффективно будет использование изобретения на станах, где по ряду технологических и других причин не удается в месте предполагаемой установки прибора производить ограничение поперечных перемещений, что до сих пор пропят- CTBOBfl/io ы1« цр1М1ию нам op и голой ширины на подоб1гых стпнлх. Формула изобретения 1, Вычислительное устройство для дифференциальных фотоимпульсных измерителей геометрических размеров изделий, содержащее два,-идентичных канала обработки видеоимпульсов, каждый из ко торых содержит формирователь рабочих импульсов и формирователь тактовых импульсовц вход которого соединен со входом формирователя рабочих импульсов и с выходом фотоголовки измерителя, измерительный блок, соединенный входами с выходами каналов обработки видеоимпульсов, блок преобразования результато измерения, соединенный входами с выходом измерительного блока и выходом од ного из формирователей рабочих импульсов, и индикатор, соединенный входом с вьгходом блока преобразования результат измерения, отличающееся тем, что, с цегью повышения точности р зультата измерения, каждый канал снабжен блоком сравнения длительности видеоимпульсов, входы которого подключены к выходам формирователей рабочих и тактовых импульсов, а измерительный блок вы- 30

полнен.в виде схемы, состоящей из масштабного генератора, соединенного входами с выходами блока сравнения длительности видеоимпульсов, счетного узла.

жлючающего генератор фиксированной час-35 (прототип).

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 381888, кл, G О1 В 19/37, 1971 тоты, соединенного первым входом с вьгходом масштабного генератора, и триггера, первый вход которого соединен с выходом первого формирователя рабочих импульсов, второй вход - с выходом счетного узла, а выход - со входом блока преобразования результата измерения, 2. Вычислительное у.стройство . 1, отли чающееся тем, что блок сраинения длительности видеоимпульсов выполнен в виде триггера, первый вход которого соединен с выходом формирователя рабочих импульсов, а второй вход с выходом формирователя тактовых импульсов, ждущего мультивибратора с длительностыо импульса, равной половине времени сканирования поля зрения фотоголовок, вход которого соединен с выходом триггер и конюнктора, входы которого соединены с выходом ждущего мультивибратора и одним выходом триггера, а выход-с одним из входов масштабного генератора. 3. Вычислительное устройство по п, 1, отличающееся тем, что генератор фиксированной частоты рассчитан на частоту, которая относится к частоте масштабного генератора, как расстояние от фотоголовок измерителя до измеряемой поверхности к толщине изделия.

ZS

го

Iff

L Liy-I /8 jJ

i,

t.

;

tj-t.-T,