Оптический способ измерения перемещения с помощью масштабной линейки и устройство для его осуществления

Оптический способ измерения перемещения с помощью масштабной линейки и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет устранения погрешностей, связанных с неправильной идентификацией штриха масштабной линейки. Устройство для измерения перемещения с помощью масштабной линейки содержит строчный преобразователь 3, на который проецируется изображение не менее двух интервалов шкалы масштабной линейки 1. Первый штрих, появляющийся в развертке, анализируется на истинность анализатором 4 истинности и, если он одобряется по выбранным параметрам, от него отсчитывается известный интервал с помощью формирователя 5 строба, т.е. определяется место расположения второго штриха, который выделяется с помощью схемы 6 выборки. Вычислитель 7 определяет смещение второго штриха относительно линейки строчного преобразователя 3, т.е. перемещение объекта. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОКИ СОВЕТСКИХ

СО@МЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 01 В 21 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

r1PH ГКНТ СССР (21) 4363182/24-28 . (22) 14.01.88 (46} 15.08.90. Бюп. Р 30 (72) Я.M.Îò÷èê, М.Ф. Скворцов, С.М. Рузин, В, Т. Синоженко и А.В.Трофимов (53) 53 1.7 (088.8) (56) Патент ФРГ Р 3427067, кл. G 01 В 11/02, 1985. (54) ОПТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ С ПОГ10ЩЬЮ МАСШТАБНОЙ ЛИНЕЙКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет устранения погрешностей, связанных с неправильной идентнфика„„SU„„1585676

2 цией штриха масштабной линейки. Устройство для измерения перемещения с помощью масштабной линейки содержит строчный преобразователь 3, на который проецируется изображение не менее двух интервалов шкалы масштабной линейки 1. Первый штрих, появляющийся в развертке, анализируется на истинность анализатором 4 истинности и, если он одобряется по выбранным параметрам, от него отсчитывается известный интервал с помощью форми-. рователя 5 строба, т.е. определяется место расположения второго штриха, который выделяется - помощью схемы

6 выборки. Вычислитель 7 определяет смещение второго штриха относительно линейки строчного преобразователя 3, т.е. перемещение объекта..2 с. и з,п,ф лы 1 ил.

1585676

Изобретение относится. к измерительной технике и может быть исполь-, зовано для определения перемещения объектов с помощью масштабной линей5 ки.

Цель изобретения — повышение точности измерения sa счет устранения погрешностей, связанных с неправильной идентификацией штриха масштабной линейки.

На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующего способ.

Устройство для измерения перемещений с помощью масштабной линейки, реализующее способ, содержит масштабную линейку 1, предназначенную для установки на объекте измерения, оптически связанные оптическую систему 2 и строчный преобразователь 3, анализатор 4 истинности, формирователь 5 строба, счетный вход которого соединен с управляющим выходом строчного преобразователя 3 и счетным входом анализатора 4 истинности, 25 управляющий .вход соединен с выходом. анализатора 4 истинности, схему

6 выборки, информационный вход которой соединен с информационным выходом строчного преобразователя 3 и информационным входом анализатора

4 истинности, вычислитель 7, информа ционный вход которого соединен к выходом схемы 6 выборки, управляющий вход соединен с управляющим входом схемы 6 выборки и выходом формирователя 5 строба.

Анализатор 4 истинности выполнен в виде последовательно соединенных формирователя 8 поэлементной разности, вход которого является информа. ционным входом анализатора 4 истинности, инвертора 9, порогового детектора 10 и анализатора 11 длительнос- . ти, счетный вход которого является

45 счетным входом анализатора 4 истинности, детектора 12 нуля, управляющий вход которого соединен с выходом анализатора 11 длительности, последовательно соединенных интегратора

13, информационный вход которого сое- динен с информационным входом детектора tg нуля и выходом инвертора 9 и детектора 14 амплитуды, управляющий вход которого соединен с управляющим входом интегратора 13, выходом 55 детектора 12 нуля и вторым входом анализатора 11 длительности, выход— соединен с управляющим входом анализатора 11 длительности и является выходом анализатора 4 истинности., Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

Участок шкалы масштабной линейки 1, содержащий не менее двух полных интервалов, периодически проецируется (с помощью засветки с частотой

3v

Е ф вЂ, где ч — скорость перемещения а s - -интервал шкалы масштабной линейки 1} с помощью оптической системы 2 на линейку фоточувствительных элементов строчного преобразователя

3, в качестве которого использован линейный фоточувствительный прибор с зарядовой связью (ЛФПЗС) с узлом считывания и схемой управления. Видеосигнал со строчного преобразователя 3, поступает на формирователь 8 поэлементной разности, на выходе которого формируется его производная, которая инвертируется на инверторе

9 и поступает на входы порогового детектора 10, детектора 12 нуля и интегратора 13.

Если производная от сигнала превышает установленный на пороговом детекторе 10 уровень, запускается анализатор 11 длительности. Анализатор 11 длительности выполнен на основе счетчика с предустановкой. Запуск анализатора 11 длительности производится по одному из установочных входов, при этом в счетчик заносится код, равный половине от числа фоточувствительных элементов ЛФПЗС, перекрытых изображением штриха масштабной линейки 1.

В момент занесения кода изменяется уровень на выходе переполнения счетчика анализатора It, разрешая работу детектора 12 нуля и вычитание импульсов частоты Е иэ кода, занесенного в счетчик анализатора 1I, при этом

1 т - TÝ где Т вЂ” период квантования видеосигнала.

Если к моменту возникновения переполнения счетчика анализатора 11 длительности код, занесенный в счетчик, становится меньше нуля и до этого момента не произошел переход производной видеосигнала через "0", сигнал

5 1585676 6 воспринимается как помеха, анализатор анализируют содерж

11 длительности запрещает работу депо заданным критер тектора 12 "0" и прекращает счет, перемещение объект тактовой частоты, схема ожидает ново- ложения иэображени го срабатывания порогового детектора ного участка, о т

10. Если до возникновения переполнес я тем, что, с ц ния счетчика анализатора 11 длитель- ности измерений, о ности произошел переход производной ку изображения уча видеосигнала через "0", срабатывает держащего не менее детектор 12, он производит перезанос штрихов, из анализ кода в счетчик анализатора 11 дли- нала выделяют част тельности и снимает запрещающйй сиг- заданным критериям нал с управляющего входа интегратора ха, формируют зада

13. С выхода интегратора 13 сигнал, 15 интервал, соответс пропорциональный амплитуде видеосиг- между штрихами, по нала, поступает на вход детектора 14 ro выделяют -часть амплитуды. При возникновении пере- ответствующую иэобр полнения счетчика анализатора 11 дли- rn штриха выделенн тельности запрещается работа детекто- 3) его смещению опред ра 12, срабатывает детектор 14 ампли- положения изображе туды, фиксируя свое состояние, и сбра- 2. Устройство дл еывается интегратор 13. Если амплчту- мещения с помощью да видеосигнала находится в заданном ки, содержит масшт диапазоне, что свидетельствует о на- 25 назначенную для ус личии штриха, на выходе детектора 14 измерения, оптичес амплитуды устанавливается уровень, ч ес кую систему и с запрещающий работу анализатора 11 дли- ватель и вычислит тельности, запускающий формирователь ю щ е е с я тем, ч

5 строба и разрешающий работу вычисли- 30 шения точности, оно теля 7. Формирователь 5 строба отсчи- тором истинности, тывает заданное количество импульсов строба и схемой вы частоты и формирует строб на время рого соединен с ин длительности видеосигнала от следую- дом вычислителя, у щего штриха масштабной линейки 1, ко- схемы выборки соед

35 торый поступает на управляющий вход мирователя строба схемы 6 выборки. При этом видеосигнал дом вычислителя, ин от штриха масштабной линейки 1 посту- - схемы выборки соед пает на вход вычислителя 7, который ным выходом строчно вычисляет erî положение относительно 40 ля и информационнь шкалы строчного преобразователя 3. ра истинности, сче

Засветка с заданной частотой обес- соединен с управля печивает воэможность определить пеРе-. ного преобразовател мещение одного и того же (выбранного) . формирователя строб штриха в пределах расстояния, равно 5 тора истинности сое

45 го интервалу шкалы масштабной линей ющим входом формир ки 1. для определения полного значе- 3. Устройство по ния перемещения ведется счет этих ин- ч а ю щ е е с я т т ер валов . ы олнен

Формула изобретения

1. Оптический способ измерения перемещения с помощью масштабной линейки, заключающийся в том, что периодически осуществляют развертку изображения выделенного участка штриховой шкалы масштабной линейки по направлению измеряемой координаты, ание видеосигнала иям, определяют а по изменению поя штриха, выделенличающий елью повышения точсуществляют раэвертстка линейки, сотрех изображений ируемого видеосиг-: ь, соответствующую иэображения штринный временной твующий расстоянию окончанию которовидеосигнала, соажению следующеого участка, и по еляют изменение ния первого штриха. я измерения перемасштабной линейабную линейку предтановки на объекте . ки связанные оптитрочный преобразоель, отличато, с целью повыснабжено анализайормирователем борки, выход котоформационным вхоправляющий вход инеи с выходом фори управляющим вхоформационный вход инеи с информационго преобразоватепк входом аналиэатотный вход которого ющим выходом строчя и счетным входом а, а выход аналиэадинен с управляователя строба. п. 2, о т л и— ем, что анализатор истинности в п в виде формирователя поэлементной разности, вход которого является информационным входом анализатора истинности, последовательно соединенных инвертора, вход которого соединен с выходом формирователя поэлементной разности, порогового детектора и анализатора длительности, счетный вход которого является счетным входом анализатора истинности, детектора нуля, .управлякиций

1585676

Составитель С.Конюхов

Техред Л.Сердюкова Корректор С.Шекмар

Редактор Л.Пчолинская

Заказ 2321 Тираж 488 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101 вход которого соединен с выходом анализатора длительности, последовательно соединенных интегратора, информационный вход которого соединен с информационным входом детектора нуля и выходом инвертора и детектора амплиту ды, управляющий вход которого соединен с управляющим. входом интегратора, выходом детектора нуля и вторым входом анализатора длительности, а

sbixop детектора амплитуды соединен с управляющим входом анализатора длительности и является выходом анализатора истинности.