Устройство для измерения площади плоских объектов Советский патент 1982 года по МПК G01B7/32 G01B7/30 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам измерения площади плоских объектов со сложной конфигурацией и может быть использовано в биологических исследованиях, связанных с определением площади листьев растений, а также в других областях науки и техники, где требуется измерение площади плоских объектов произвольной формы, неоднородных по оптической плотности, и оптически прозрачных плоских объектов .

Известно устройство измерения площади, плоских объектов, основанное на применении фотоэлектрического способа измерения и содержащее фотоприемник, прозрачный цилиндр, механизм транспортирования и блок вычисления с естественным источником света 1.

недостатком устройства является его ограниченное применение, так как при малых уровнях освещенности предъявляются жесткие требования к конструктивному исполнению фотоприемника, толщине стенки прозрачного цилиндра из-за появления погрешности вследствие засветки на краях измеряемого объекта, и, кроме того, зат- .

измерение площади объектов с малой оптической плотностью.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения площади плоских объектов, содержащее узел сканирования, состоящий из источника и приемника измерительного сигнала, приспособление перемещения объекта,, состоящее из барабана и протягивающих валков, и преобразователь углового перемещения барабана. Кроме того устройство содержит электронный измерительный блок, а источник и приемник измерительного сигнала выпол15нены в виде оптических излучающих и фотоприемных элементов (2,

Однако устройство не позволяет измерять плсяцадь плоских оптически прозрачных объектов и обладает высо20ким энергопотреблением, что- не позволяет создать портативное переносное устройство с автономным питанием для работы в полевых условиях.

Цель изобретения - расширение функ25циональных возможностей за счет обеспечения измерения площади оптически прозрачных объектов..

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения пло30щади плоских объектов, содержащем узел сканирования, состоящий из источника и приемника измерительного сигнгша, барабан,протягивающие, валки и преобразователь углового перемещения барабана, источник измерительного/сигнала выполнен в виде линейки электродов, расположенных по линии сканирования, а приемником сигнала является барабан, выполненный с токопроводящей поверхностью и образующий с электродами линейки емкостные ячейки. Преобразователь углового перемещения барабана выполнен в виде емкостной ячейки, при этом один электрод емкостной ячейки расположен по периметру у одного из торцов барабана в виде чередующихся токопрюводящих и нетокопроводящих участков, а другой расположен на линейке элект родов . Кроме того крайняя из емкостных ячеек для сканирования используется в качестве опорной емкости, одним электродом которой является токопроводящий поясок по периметру у одного из торцов барабана, другой расположен на линейке электродов. На фиг. 1 приведен узел сканирсгвания, преобразователь углового пере моцения барабана и приспособление транспортирования; на фиг. 2 - функцирнальная схема устройства. Устройство содержит узел сканиро вания, состоящий из источника измерительного сигнала, выполненного в виде линейки 1 электродов, приемника измерительного сигнала, выполненного в виде барабана 2 с токопроводящей поверхностью, образующей с электрода ми линейки 1 емкостные ячейки.3, пр тягивающие валки 4 и 5, преобразователь б углового перемещения барабана 2, выполненный в виде емкостной ячей ки, образованной электродами 7 и 8, и формирователя импульсов 9. При это один из электродов 8 выполнен в виде чередующихся токопроводящих и нетоко проводящих участков по периметру у одного из торца барабана 2. Кроме то го устройство содержит опорную емкость 10, образованную двумя электро дами 11 и 12, и схему формирования и обработки сигнала, состоящую из ге нератора 13, делителя 14 частоты, логического элемента 15, регистра 16 RS-триггера 17, коммутатора 18, блока 19 сравнения,логического элемента 0, счетчика 21, индикатора 22. Измеряемый объект обозначен позицией 23. Формирователь 9 импульсов преобразователя 6 углового перемещения барабана соединен с установочным вхо дом регистра 16 и R-входом RS-триггера 17, выход которого соединен с входом логического элемента 15, а S-вход соединен с выходом старшего разряда регистра 16. Выход генеpaiopa 13 соединен с электродом 11 опорной емкости 10, с электродом 8 преобразователя б углового перемещения барабана 2, информационным входом коммутатора 18 и с входом делителя 14 частоты, выход делителя 14 частоты соединен с вторым входом логического элемента 15 и входом логического элемента 20, второй вход . логического элемента 20 соединен с выходом блока 19 сравнения, а выход логического элемента 20 - с входом счетчика 21. Выходы счетчика соединены с соответствующими входами ий-, дикатора 22. Выход логического элемента 15 соединен с информационным входом регистра 16, которого соединены с соответствующими управляющими входами коммутатора 18, выходы которого соединены с соответстствующими электродами линейки 1 емкостных ячеек 3, общий электрод ячеёк образован токопроводящей поверхностью барабана 2, соединен с входом блока 19 сравнения, второй вход блока 19 сравнейия соединен с электродом 12 опорной емкости 10. Устройство работает следующим образом. При вращении барабана 2 тргшспортируется измеряемый объект 23 между электродами линейки 1 и барабаном 2. При вращении барабана на выходе формирователя 9 импульсов преобразователя 6 углового перемещения барабана 2 появляются импульсы, причем перед1ний фронт импульсов соответстствует-совмещению электрода 7 с одним. из токопроводяэдих участков электрода 8 на барабане 2. За время между передними фрсдатами соседних импульсов барабан 2 поворачивается на определенный угол, что соответствует линейному перемещению измеряемого объекта 23 на определенное расстояние. За это же время с делителя 14 частоты нерез логический элемент 15, через регистр 16,коммутатор 18 поочередно подается частота с генератора 13 на каждый электрод линей и 1 емкостных ячеек 3, Электрический сигнал с общего электрода, образованного токопроводящей поверхностью барабана 2, превышает сигнал с опорной емкости 10, если между электродом линейки 1 , на которлй в данный момент подана частота, и общим электроде, образованным токопроводящей поверхностью барабана 2, имеется объект измерения вследствие различия диэлектрической проницаемости воздуха (опорная емкость) и измеряемого объекта. При превышении сигнала с емкостных ячеек 3 над сигналом с опорной емкости 10. блок 19 сравнений ввдает Разрешение на прохождение импульсов через логический элемент 20 на вход счетчика 21. При включении псюледнего электрода в линейке 1 емкостных ячеек 3 RS-триггер 17 ВЕзда ет Запрет на проходкден1 е импульсов через логический элемент 15 на вход регистр а 16. При дгшьнейшей работе импульсы поступают на вход регистра 16 только после очередного импульса с формирователя 9 импульсов преобразователя 6 углового перемещения барабана 2. Таким образом, счетчик 21 суммиру ет количество импульсов, равное коли честву емкостных ячеек, между электродами которых размещен объект по кги дой строке опроса и по всем строкам. Площадь измеряемого объекта ртображается на индикаторе 22. За счет выполнения узла сканирования в виде линейки емкостных ячеек и используя в качестве одних из электродов емкостных ячеек барабан приспособления транспортирования, устройство обеспечивает возможность измерения площади неоднородных по оптической плотности и оптически прозрачных объектов. В расчете на одно устройство годовой экономический эффект составляет 1409,56 руб. Формула изобретения 1. Устройство для измерения площади плоских объектов, содержащее узел сканирования, состоящий из источника и приемника измерительного сигнала,барабан,протягивающие валки и преобразователь углового перемещения барабана, отличающеес я тем, что, с целью расширения функционсшьных возможностей -за счет обеспечения измерения площади оптически прозрачных объектов, источник измерительного сигнала выполнен в виде линейки .электродой- расположенных по линии сканирования, а приемником сигнгша служит барабан, выполненный с токопроводящей поверхностью и образующий с электродами линейки емкостные ячейки. 2. Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что преобразователь углового перемещения барабана выполнен в виде емкостной ячейки, один электрод которой расположен -по периметру у одного из торцов барабана в виде чередующихся токопроводящих и нетокопроводящих участков, а другой электрод расположен на линейке электродов . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 731279, кл. G 01 В 11/28, 1977. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке 2565403/25-28, кл. G 01 в 11/28, 1979 (прототип).