Способ определения положения границыОб'ЕКТА Советский патент 1981 года по МПК G01B11/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в фотоэлектрических микроскопах. Известен способ регистрации грани цы полосы, заключающийся в формирова нии в плоскости двухщелевой диафрагмы изображения границы н сравнении световых потоков, прошедших через ше ли диафграмы l. Недостатком этого способа является появление ошибки регистрации при изменении интенсивности светового потока по сечению пучка. Известен фотоследящий способ опре деления положения границы объекта, заключающийся в формировании изображения границы в плоскости однощелевой диафрагг, поддержании постоян ства величины светового потока, прошедшего через диафрагму, путем изменения ее ширины и считывания размера диафрагмы 2. Недостатком данного способа является зависимость точности измерения от качества регулирования. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ определения положения границы объекта, по которому перемещают объект, накапливают сигналы, характеризующие перемещение объекта, освещают объект, формируют два изображения объекта, перемещающиеся в плоскости анализа во взаимно перпендикулярных направлениях, и регистрируют положение границы объекта по моменту соприкосновения полутональных изображений границы объекта Гз. Недостатком известного способа является наличие ошибки определения . положения границы, вызванной постоянной засветкой. Цель изобретения - повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что изображение объекта преобразуют в негативные изображения границ объекта, задают величины уровней сравнения сигнала фотоприемного устройства, при достижении сигналом фотоприемного устройства заданных уровней последовательно уменьшают масштаб сигналов, характеризующих перемещение, так, что при пересечении задним фронтом сигнального импульса фотоприемного устройства нижнего уровня сравнения масштаб становится равным нулю, после чего .регистрируют положение границы объекта.

На фиг. 1 представлена структурная, схема устройства, реализующего предлагаемый способ, на фиг, 2 временные диаграммы, поясняющие способ ,

, Устройство содержит источник 1 монохроматического когерентного света, систему 2 линз, призмУ 3-двойного изображения, одношелевую диафрагму 4, фотоприемное устройство, например фотоприемник 5, схему 6 сравнения, датчик 7 линейного перемещения, накопитель 8.

Способ осуществляется следующим образом.

Контролируемый объект 9 освещают источником 1, например одномодовым лазером, и перемещают с постоянной скоростью в плоскости предметов системы 2 линз. Границы объекта 9 перпендикулярна направлению перемещения. Перемещением бокового отражателя призмы 3 (плоское зеркало) получают минимум интерференционного поля в зоне щели диафрагмы 4. При перемещении объекта 9 в зоне щели диафрагмы 4 появляются движущиеся в противоположных направлениях негативные изображения гринцы объекта 9. Фотоприемник 5 преобразует поступающий световой поток в электрический сиг-, нал (фиг.2с , где U - напряжение сигнала, t - время). Сигнал с фотоприемника 5 поступает на схему 6 сравнения, в качестве которой использован аналого-цифровой преобразователь с дешифратором. В качестве датчика 7 линейного перемещения использован интерферометр с электрическим интерполятором. Интерполятор по сигналам с интерферометра вырабатывает пачки импульсов, число импульсов в пачке соответствует коэффициенту интерполяции, значение которого задается со cxeNbi б сравнения. Изменение коэффициента интерполяции приводит к изменению.масштаба импульсов, поступающих в накопитель 8 с датчика 7. Роль накопителя играет счетчик импульсов.

На фиг. 2 5 показан график изменения масштаба импульсов с да тчика 7 Задается п уровней сравнения. Число уровней выбирается исходя из значения масштаба до прихода светового импульса и условия равенства масштаба нулю при пересечении задним фронтом сигнала нижнего уровня сравнения. .При пересечении фронтами сигнала с фотоприемника 5 уровня

сравнения изменяется коэффициент интерполяции и масштаб уменьшается

М

на величину дм -J- где М - значение к асштаба до прихода светового f импульса; 2п - число состояний схемы 6 сравнения, соответствующих п заданным уровням сравнения. При этом минимальное расстояние между уровнями сравнения выбирается большим, чем максимальная амплитуда помех, сопровождающих сигнал с фотоприемника 5. Благодаря этому масштаб уменьшается до йуля в момент пересечения задним ФРОНТОМ сигнала нижнего уровня сравнения. В этот момент tS прекращается накопление сигналов, характеризукидих перемещение контро,лируемого объекта. Полученное в накопителе 8 число характеризует начальное положение кромки объекта 8.

Формула изобретения

I .

Способ определения положения rfiaницы объекта, по которому перемещают объект, накапливают сигналы, харак25 теризукхцие перемещение объекта, освеЩс1ют объект, формируют два изображения объекта, перемещающиеся в плоскости анализа во взаимно противоположных направлениях, и регистрируют положение границы объекта, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, изображения объекта преобразуют в негативные изображения границ объекта, задают величины уровней сравне5 ния сигнала фотоприемного устройства, при достижении сигналом фотоприемного устройства заданных уровней последовательно уменьшают масштаб сигналов, характеризугацих перемещение,

40 так, что при пересечении задним фронтом, сигнального импульса фотоприемного устройства нижнего уровня сравнения масштаб становится равным нулю,, после чего регистрируют поло е жение границы объекта.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 . Авторское свидетельство СССР №385207, .кл. OlN 21/46, 1973.

2.Зарезанков Г.Х. Фотоэлектрические приборы автоматического контроля размеров проката. М., Гос. науч.техн.изд-во литературы по черной и цветной металлургии, 1962, с. 25.

3.Авторское свидетельство СССР 55 №451902, кл. G 01 В 9/04, 1974 (прототип).

5 ДМ

P-J