Устройство для контроля измерительных приборов с визуальным представлением выходной информации Советский патент 1982 года по МПК G01D18/00 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в системах автсматического контроля осцилографов, измерителей амплитудно-частотных характеристик и других измерительных приборов с визуальным представлением выходной информации,

rto основному авт. св. 758027 Ю известно устройство для контроля измерительных приборов с визуальным представлением выходной информации, содержащее блок управления, генератор тестовых сигналов, управляющий . вход которого подключен к блоку управления , а выход - к входу контролируемого прибора, датчик видеосигнала, оптически связанный с контролируемым прибором, блок отобрс1жения 20 результатов контроля и сннхрогенератор, подключенный к датчику видеосигнала и к первому входу блока отображения результатов контроля, селектор видеимпульсов, подключен- 25 ный к датчику видеосигнала, блок коррекции результатов контроля,подключенный к второму входу блока отображения, последовательно соединенные детектор экстремальных зна- Q чений, подключенный к выходу селектора .видеоимпульсов, функциональный преобразователь, рторой вход которого подключен к синхрогенератору, дифференциальный анализатор и компаратор, к второму входу которого подключен генератор констант, при этом селектор видеоимпульсов, детектор экстремальных значений, дифференциальный анализатор, компаратор и блок отображения результатов контроля соединены с соответствующими входами блока коррекции, а управляющие входы селектора видеоимпульсов , дифференциального анализатора, генератора констант и блока коррекции соединены с выходами блока управления Cl.

Получение высоких метрологических характеристик в известном устройстве затруднено вследствие наложения на результаты контроля низкочастотных и высокочастотных помех датчика видеосигнала и контролируемого прибора. Цель изобретения - повыиение точности контроля за счет снижения влияния помех.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены дополнительный генератор, вход которого соединен с выходом детектора экстремальных значений, управляющий вход с дополнительным выходом блока управления, а вход синхронизации допол нительного генератора - с синхрогене ратором, блок сравнения, два интегра тора, входы которых соединены с соот ветствующими выходами дополнительног генератора, а выходы - с входами бл ка сравнения, выход которого соедине с входом функционального преобразователя, последовательно соединенные нуль-индикатор и схема совпадения, второй вход которой соединен с первьм выходом детектора экстремашьных значений, третий - с выходом дифференцигшьного анализатора, первый выход с третьим входом-блока коррекции, а второй - с первым входом компаратора На; фиг. 1 дана блок-схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы, поясняю щие функции его отдельных блоков . (с формирование решетчатых функций (скользящего окна) дополнительным генератором; бив - изображени окна соответственно для низкочастотной и высокочастотной помех). Предлагаемое устройство содержит генератор 1 тестовых сигналов, подключенный к контролируемому прибору 2, который оптически связан с датчиком 3 видеосигнала, выход которого подключен к однсмлу из входов селектора 4 видеоимпульсов, блок 5 коррек ции результатов контроля, соединенный с одним из выходов селектора 4 видеоимпульсов, последовательно соединенные детектор & экстремальных значений, вход которого подключен к другому выходу, селектора 4 видеоимпульсов, дополнительный генератор 7 (функции), интегратоЕ« 8 и 9, блок 10 сравнения, нуль-индикатор 11, схе му 12 совпадения, функциональный преобразователь 13,подключенный к выходу блока 10 сравнения, дифференциальный .анализатор 14, вход которог соединен с одним из входов функцио нального преобразователя 13, блок 15 управления, своими .выходами соединен ный с одними из входов.генератора 1 тестовых сигналов, селектора 4, блока. 5 коррекции результатов контроля, дополнительного генератора 7, дифференциёшьного анализатора 14 и последовательно соединенньш генератора 16 констант и компаратора 17. Устройство содержит .также синхрогенератор 18, подключенный к датчику 3 видеосигнала, функциональному преобразователю 13 и блоку 19 отображения результатов контроля, второй из входов которого подключен к выходу блока 5 коррекции результатов контроля, при этом выходы детектора 6 экстремальных значений и дифференциального анализатора 14 сое,цинены с входами схемы 12 совпадения, один из выходов которой соединенс блоком 5 коррекции результатов контроля, а другой - с входом компаратора 17, выход которого соединен с соответствующим входом блок,а 5 коррекции результатов контроля. Устройство работает следующим образом. Воздействуя на генератор 1 тестовых сигналов посредством блока 15 управления, оператор устанавливает на индикаторе измерительного прибора 2 контролируемое изображение. Данное изображение проецируется оптическим путем на чувствительный элемент телевизионного датчика 3, который преобразует контролируемое изображение в видеосигнал, поступающий на селектор 4 видеоимпульсов. В селекторе 4 осуществляется предварительная обраг ботка видеосигнала - разделение служебной (лмпульсы соответствующие оптическим реперам) и полезной (сигнал изображения) информации, а также подавление импульсных помех, отличающихся по амплитуде и длительности от служебного и полезного сигналов. На выходе селектора 4 образуются два потока видеоимпульсов, один из которых поступает непосредственно в блок 5 коррекции результатов контроля (сигналы оптических реперов), а другой - на детектор 6 экстремальных значений видеосигнала (видеоимпульсы контролируемого изображения). Детектор б формирует строб-импульсы, соответствующие максимальным и минимальпъцл значениям амплитуды видеоимпульсов , что позволяет выделять амплитуду видеоимпульсов (измерение яркости), границы контаастных переходов контурных линий (измерение толщин контурных линий), середины контурных линий .(точнре измерение координат отдельных точек изображения) и неравномерность амплитуды видеоимпульсов (дефектоскопия яркости экрана измерительного прибора). Информация о распределении амплитуд видеоимпульсов (контроль яркости) и временных интервалов, соответствующих границам контрастных переходов контурных линий (контроль качества фокусировки луча экрана измерительного прибора), поступа:ет в коррекции, в то время как строб-импульсы середин контурных линий совместно с синхроимпульсами поступают на вход дополнительного генератора 7 и один из входов схемы 12 совпадения с С выхода селектора 4 импульсы оптических реперов поступают в блок 5 кор рекции результатов контроля, а видеосигнал контролируемого изображения на детектор 6 экстремальных значений. В детекторе 6 выделяются экстремальные значения видеоимпульсов.

соответствующие рас пределению яркости, толщины и координат середин контурных линий изображения,. Информация о яркости (распределение амаритуд видеоимпульсов)и толщине контурных линий (длительность видеоимпульсов) поступает в блок 5 для коррекции и формирования результатов контроля яркости и качества фокусировки индикатора измерительного прибора. Координаты середин контурных линий в аналоговом или цифровом виде поступают на вход генератора 7 и схему 12 совпадения.

Генератор 7 формирует в окрестности анализируемой точки изображения О (центра тяжести геометрической фигуры заданной конфигурации фиг. 2а) скользящее окно (об,ласть интегрирования решетчатых функций ,aj) . Ординаты-if,: верхней и нижней областей решетчатых функций (фиг. 2 а) поступают на интеграторы 8 и 9, где осуществляется операция п - м

/2iy,- и 2у,- ( fl - число ординат

is -Is-t

решетчатых функций или показатель ширины скользящего окна).

С выходов интеграторов 8 и 9 результаты интегрирования решетчатых фу/нкций, ограниченных областью скользящего окна (фиг. 2 а), подаются на блок 10 сравнения, в котором реализуется операция:

s fi rLIv- ля:

1S-1

Диаграммы (фиг. 2 5 и ) показывают, что значение , свидетельствует, что сигнал на выходе блока 10 сравнения свободен о.т низкочастотных (гармонических - фиг. 26) и высокочастотных случайных (фиг. 2 в) помех. Случайная помеха (фиг. 2 «а и б ) и уравнение (1) не оказывает отрицательного воздействия на выделение информативных, элементов контролируемого изображения (экстремумов выходного сигнала блока 10).

Через блок 15 управления опера-: тор может установить размеры скользящего окна (изменять величинуnj, соответствующие оптимальным условиям фильтрации низкочастотных и высокочастотных помех.

Выходной сигнал блока 10 сравнения поступает одновременно на нуль-индикатор 11 и функциональный преобразователь 13. В нуль-индикаторе 10 фиксируются моменты времени, соответствующие переходу сигнала блока 10 через нуль и формируются строб-импульсы, которые подаются на схему 12 совпадения.

В функциональном преобразователе 13 осуществляется преобразование выходного сигнала блока 10 в конечные разности (приращения Д5 ) для соседних строк растра телевизионного датчика 3.

Дифференциальный анализатор 14 формирует строб-импульсы, соответствующие экстремумам контролируемого изображения, по результатам изменения знака приращения л5, которые также поступают на схему 12 совпадения.

В результате совпадения сигналов . с выходов детектора б экстремальных значений, нуль-индикатора 11 и дифференциального анализатора 14 на выходе схемы 12 выделяются информативные элементы аппроксимированного изображения объекта контроля - максим мы, , точки перегиба и угловые переходы. Координаты информативных элементов (точек контроля)

анализируемого изображения с выхода схемы 12 совпадения поступают в блок 5 коррекции результатов контроля для обработки.

Работа дифференциального анализатора 14 контролируется оператором через блок 15 управления, посредством которого оператор устанавливает также програалмы функционирования селектора 4, блока 5 коррекции результатов контроля, генератора 7 функций и генератора 16 констант.

В генер аторе 16 констант задаются условия (набор фиксированных или изменяемых оператором напряжений.посредством блока 15, а также цифровых значений констант) выделения особых точек аппроксимированного изображения объекта контроля, соответствующих определенньи (стандартным) амплитудно-временным параметрам тестового

40 сигнала генератора 1.

С помощью генератора 16 констант оператор может перемещать по изображению тестового сигнала на экране индикатора блока 19 маркерные (реперные) точки.

Выделение координат стандартных и маркерных точек осуществляется в компараторе 17 по совпадению временных или амплитудных значений констант С текущими значениями координат аппроксимированного изображения, поступаиощими на схему 12.

Информгщия об особых, наперед заданных, точках контроля передается в блок 5 коррекции результатов контроля.

В пэа4ятк блока 5 записаны истинные значения толщин линий, яркости и координат оптических реперов (зталонного изображения, оптически совмещенного с экраном индикатора измерительного прибора). Данные о толщине линий, ягркости и координатах оптических реперов, считываемые телевизионным датчиком 3, сравниваются в блоке 5 с истинными значениями пе речисленных параметров и вырабатыва ются сигналы ошибки (набор поправочных коэффициентов). Исходя из полученного сигнала оиг ки, в полезную информацию (толщина линий, яркость и координаты информа тивных элементов контролируемого изображения) вносятся поправки, а результат коррекции отображается на экране индикатора блока 19 отобра жения или вводится в ЭВМ для последующей обработки. В блоке 5 хранятся (вводятся опе ратором через блок 15 управления) также масштабные коэффициенты пересчета геометрических характеристи объекта контроля в электрические (напряжение, дпительность, частота и т.д. тестовых сигналов) и допуски на отклонение соответствующих параметров измерительного прибора 2. Ре зультаты допускового контроля измерительного прибора 2 поступают в блок 19 отображения и документируют ся, С помощью блоков 5 и 19 возможн -реализация процесса редактирования (стирание и дорисовка элементов изображения) результатов контроля, представленных в визуальной форме. Блок 19 выполняет функции оперативного отображения и документирования результатов контроля. Синх---, ронная работа блока 19, телевизионного датчика 3, генератора 7 и функ ционального преобразователя 13 обес печивается синхрогенератором 18. Таким образом, введение в устрой ство генератора функций, интеграторов, блока сравнения, нуль-индикатор и схемы совпадения позволяет повы- сить точность контроля измерительных приборов с визуальным представлением выходной информации за счет осуществления специальной обработки сигналов изображения, соответствующих объекту контроля, которая позволяет скомпенсировать низкочастотные (гармонические) и высокочастотные случайные помехи, с высокой точностью выделять информативные элементы изображения в присутствии шумов. Формула изобретения Устройство для контроля измерительных приборов с визуальным представлением выходной информации по авт. св. 758027, отличающееся тем, что, с целью повыУения точности контроля, в него введены дополнительный генератор, вход которого соединен с выходом детектора экстремальных значений, управляющий вход - с дополнительйым выходом блока управления, а вход синхронизсщии дополнительного генератора - с синхрогенератором, блок сравнения, два интегратора, входы соединены с соответствующими выходами дополнительного генератора а выходы - с входами блока сравнения, выход которого соединен с входом функционального преобразователя, последовательно соединенные нульиндикатор и схема совпадения, второй вход которой соединен с первым выходом детектора экстремальных значений, третий - с выходом дифференциального анализатора, первый выход - с третьим входом блока коррекции, а второй с первым входом компаратора. Источники информёщии, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство ССС по заявке 2691221/18-10 кл.С:01 D 18/00, 01.11.78.

Ч

у

/

yf

у

у

у