Устройство для измерения линейной плотности ленты Советский патент 1982 года по МПК D01H5/32 

(54) УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНОЙ ПЛОТНОСТИ ЛЕНТЫ

1

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике текстильной промышленности, конкретнее к устройствам для измерения линейной плотности ленты.Известно устройство для измерения линейной плотности ленты, содержащее измерительные ролики, один из которых установлен с возможностью перемещения и кинематически связан со светонепроницаемым экраном фотоэлектрического преобразователя, включающего осветитель и светодетектор и логический блок 1.

Основной недостаток известного устройства - невысокая точность измерения, обусловленная аналоговым выходом фотоэлектрического преобразователя.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее измерительные ролики, один из которых установлен с возможностью прямолинейного перемещения и кинематически связан со светонепроиицаемым экраном фотоэлектрического преобразователя, включающего осветитель и светодетектор и логический блок, снабжено генератором

и.мпульсов, связанным с одним измерительным роликом, светодетектор выполнен в виде пря.моугольной фотометрической матрицы, в столбца.х и рядах которой распо,1ожены фотоприемники, верхняя сторона светонепроницаемого экрана выполнена ступенчатой с высотой ступени меньшей расстояния между двумя соседними фотоприемниками, расположенными в одном столбце прямоугольной фотометрической матрицы, или поперечная ось прямоугольной фотометрической матрицы расположена под острым углом к поперечной оси светонепроницаемого экрана, а логический блок состоит из набора элементов И, число которых равно числу фотоприемников, коммутатора, триггера и счетчика, при этом выход генератора подключен к входу коммутатора, каждый выход которого связан с первым входом одного из элементов И, второй вход каждого элемента И электрически связан с одним из фотоприемников, а выходы всех элементов И соединены со счетным входом счетчика, причем первый и последний выходы коммутатора подключены к взаимоинверсным входам триггера, вы.ход которого связан с обнуляющим входо.м счетчика.

На фиг. 1 показана конструкция устройства; на фиг. 2 - электрическая схема устройства; на фиг. 3 - диаграммы работы устройства; на фиг. 4 и 5 - варианты выполнения и расположения матрицы и светонепроницаемого экрана.

Устройство состоит из измерительных роликов, между которыми расположена лента 1. Ролик 2 имеет выступ, а ролик 3 паз. Ролики образуют вытяжную пару, тем самым совмещают функции измерения и вытягивания ленты. Верхний ролик укреплен на рычаге 4 с точкой 5 опоры. На конце рычга укреплен светонепроницаемый экран 6, совершающий совместно с роликом колебательные движения. По одну сторону экрана размещен осветитель 7 (например, люминисцентная лампа), излучение которого преобразуется в параллельный пучок конденсатором 8. По другую сторону экjэaнa располагается прямоугольная фотометрическая матрица 9, представляющая собой тхп фотоприемников 10, установленных в узлах элементарных ячеек прямоугольного вида. На выступе ролика 2 имеется отверстие 11, через которое излучение от отдельного источника 12 поступает на дополнительный фотоприемник 13, подключенный на вход коммутатора 14. Источник 12 и фотоприемник 13 совместно с роликом 2 образуют генератор импульсов. Выходы коммутатора по числу фотоприемников 10 поступают на входы элементов И 15, на вторые входы которых подключены фотоприемники 10. Первый и последний выходы генератора подключены на R и S входы триггера 16 соответственно. Выходы элементов И объединены и соединяются со счетным CI входом счетчика 17, а на его обнуляющий вход Р подключен выход триггера.

Устройство работает следующим образом.

При прохождении ленты 1 между роликами 2 и 3 имеют место как участки с уплотнения.ми, так и с утонениями. Допустим, в мо.мент времени to и.меем толщину ленты, соответствующую требуемой. При этом экран 6 заслонит собой от излучения источника 7 и конденсатора 8 часть фотоприемников 10 матрицы 9. Описываемое положение экрана изображено на фиг. 1 пунктирной линией. Условимся затемненное состояние приемников 10 считать за нулевое. Тогда верхние фотоприемники будут иметь состояние, условно обозначенное за единичное. При подходе отверстия 11 к линии источник 12 - приемник 13, последний освещается, запуская коммутатор 14. Это происходит в момент времени ti (фиг. 3). Коммуматор 14 вырабатывает последовательно на каждом из выходов единичные импульсы шириной Т сдвинутые друг относительно друга на отрезок времени At. Импульсы, последовательно поступая на первые входы соответствующих. элементов И 15 как бы опрашивают их. При наличии единичного

импульса на втором входе элемента И, на его выходе имеем уровень логической 1. В остальных случаях на вь1ходе элемента И имеем 0. Этот случай изображен на фиг. 3 для принятого положения экрана (время ti-12). После генерации всех импульсов коммутатор 14 устанавливается в нулевое состояние и дожидается следующего импульса с приемника 13. Во время генерации происходит следующее. Первый и.мпульс коммутатора, кроме входа элемента И, поступает на R вход триггера 16, устанавливая его в нулевое положение. С выхода Q триггера 16 ноль поступает на R вход счетчика 17 разрещая счет поступающих импульсов. Импульсная последовательность на CI входе счетчика 17 образуется объединением выходов элементов И 15. При подходе последнего импульса на S вход триггера 16 он устанавливается в нулевое состояние, сбрасывая показания счетчика 17. Устройство готово к следующему измерению. Если за время tj положение экрана изменится, то изменится и количество освещенных фотоприемников 10. Изменится и количество импульсов на объединенном выходе элементов И 15. Счетчик 17 преобразует полученную информацию в требуемый код на выходе устройства. Работа остальных элементов устройства не меняется. Изменение начинается при прохождении в очередной раз отверстия И между источником 12 и приемником 13. Тем самым происходит измерение линейной плотности на определенной длине ленты. Цифровая информация с выхода устройства может подаваться на индикатор. Обратимся к вопросу точности устройства. Возможно было бы расположить фотоприемники 10 в 1 столбец друг над другом. Ощибка измерения в этом случае определится расстоянием между соседними по высоте фотоприемниками. Эта величина изображена на фиг. 4 как Н. В случае изготовления экрана ступенчатой формы с величиной ступени h и при расположении фотоприемников в узлах матрицы m х h ощибка уменьшается до величины h, при этом Н п -h, где п - число фотоприе.мников матрицы в ряду.

Для случая, изображенного на фиг. 4, имеем уменьщение ощибки в 4 раза.

Аналогичный результат можно получить, взяв экран прямоугольной формы, но наклонив матрицу на угол d. (фиг. 5).

Экономический эффект от использования изобретения определяется высокой точностью измерения.

Формула изобретения

Устройство для измерения линейной плотности ленты, содержащее измерительные ролики, один из которых установлен с возможностью прямолинейного перемещения и кинематически связан со светонепроницаемым экраном фотоэлектрического преобразователя, включающего осветитель и светодетектор, и логический блок, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерения, оно имеет генератор импульсов, связанный с одним измерительным роликом, светодетектор выполнен в виде прямоугольной фотометрической матрицы, в столбцах и рядах которой расположены фотоприемники, верхняя сторона светонепроницаемого экрана выполнена ступенчатой с высотой ступени, меньщей расстояния между двумя соседними фотоприемниками, расположенными в одном столбце прямоугольной фотометрической матрицы, или поперечная ось прямоугольной фотометрической матрицы расположена под острым углом к поперечной

// J2

ФУГ

оси светонепроницаемого экрана, а логический блок состоит из набора элементов И, число которых равно числу фотоприемников, коммутатора, триггера и счетчика, при этом выход генератора подключен к входу коммутатора, каждый выход которого связан с первым входом одного из элементов И, второй вход каждого элемента И электрически связан с одним из фотоприемников, а выходы всех элементов И соединены со счетным входом счетчика, причем первый

и последний входы коммутатора подключены к взаимоинверсным входам триггера, выход которого связан С обнуляющим входом счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3862473, кл. D 01 Н 5/32, 1975.

W У О

fpus.l

и

i, Ut

OB Uc

A t 4 3

Ua

UH

tff, f

H

IJ,

n Up 4c Ur Uy