Устройство для измерения координат элементов рисунка

Устройство для измерения координат элементов рисунка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

НИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

ОП ИСА

Союз Соеетскм

Социалистичесаа

Республик

«»673840

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.04.77 (21) 2474135/18-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл

G 01 В 11/02

G 06 К 11/00

Гооударотввнный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.07.79. Бюллетень № 26 (53) УДК 531.717 (088.8) Дата опубликования описания 25.07.79 (72) Авторы изобретения

А. И. Савиковский и Е. Л. Янкелев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КООРДИНАТ

ЭЛЕМЕНТОВ РИСУНКА

Изобретение относится к фотоэлектрическим устройствам для измерения координат элементов рисунка и может использоваться, например, при аттестации образцовых шкал, измерениях штриховых мер и других линейных измерениях.

Известно устройство для измерения координат элементов рисунка, содержащее предметный столик с приводом, датчик перемещения, счетчик импульсов, блок выдачи результатов и фотоэлектрический микроскоп (1).

Недостатком данного устройства является низкая производительность измерений, связанная с остановкой предметного столика при наведении фотоэлектрического микроскопа на элемент рисунка.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения координат элементов рисунка, содержашее осветитель, предметный столик, кинематически связанный с ним электропривод, связанный с предметным столиком преобразователь перемещений, последовательно подключенные к нему блок выработки счетных импульсов, счетчик и регистр, объектив, анализирующий диафрагму, фотоприемник, последовательно соединенные пороговый элемент и формирователь импульсов, выход которого подключен к разрешающему входу

5 регистра (2) .

Недостатком устройства является низкая точность отсчета координаты края элемента рисунка, связанная с запаздыванием сигнала с выхода усилителя относительно изменения светового потока, что приводит к возникновению динамической погрешности отсчета координаты. Уменьшение величины динамической погрешности возможно лишь за счет снижения скорости измерений, т. е. производительности устройства.

15 Целью изобретения является повышение точности измерения.

Цель достигается тем, что устройство снабжено подключенным к выходу фотоприемника аналого-цифровым преобразователем, связанным с ним по информационному входу цифровым фильтром, подключенным информационным выходом к пороговому элементу, триггером, подключенным первым

673840

45

55 входом к выходу формирователя импульсов, вторым формирователем импульсов, подключенным входом к знаковому выходу цифрового фильтра, блоком задержки, связанным входом с выходом второго формирователя импульсов, а выходом — с вторым входом триггера, элементом И, подключенным входамп к выходу триггера и второму формирователю импульсов, выходом -- к рязрегпающему входу регистра, а выход блока выработки счетных импульсов соединен с тактовыми входами аналого-цифрового преобразователя и цифрового фильтря.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 — диаграмма сигналов, поясняющая работу устройства.

Устройство состоит из осветителя 1, предметного столика 2, на который устанавливается объект 3 измерещ>й, электропривода 4, преобразователя 5 перемещении, блока 6 выработки счетных импульсов, счетчика 7, регистра 8, объектива 9, анализируюгцей диафрагмы 10, фотоприемника 11, аналогоцифрового преобразователя 12, цифрового фильтра 13, порогового элемента 14, фор,vIHрователей 15 и 16 импульсов, блока 17 задержКи, триггера 18, элемента И 19. На диаграмме лань) I..BO.T«кчцие обозначения:

20 — — сигнал на выходе цифрового фильтра 13, 21 -- точка перехода через ноль сигня.1а 20, 22 †- порого срабатывания элемента 14, 23 -- выходной сигнал порогового элемента 14, 24 -- выходной сигнал формирователя !5, 25 — сигнал с выхода знакового разряда цифрового фильтра 13, 26 —— сигнал на выхо K формирователя 16.

Устройство работает следующим образом

Ооъект 3 измерений устанавливается ня предметный столик 2, который приводится в цп жс нис электроприводом 4. При двипи прелметьч>го столика осуществляется ф >г:) <)с рпр )H) омстрировяние заключается в т)>м, )го эдеме),ты рисунка объскта пере««кян>т ll()1c зрения анализирующей диафрагмы !О. При этом citt нал ня выходе фотоприемникака будет соответствовать из менени)о

lipoBpя гности по элементу рисунка. ОлноnpciIcHHn преобразователь 5 перемещений вырабатывает элсктриче«кий сигнал, подаваемый ня в.сол с)локя 6 выраоотки счетных им))ульсов. формирующий счетные импуль«ы через определенное время перемещений предметного столика.

Счетные импульсы подаются на вход счет чика 7. Содержимое счетчика 7 представляет собой текущую координату столика в данный момент времени. За начало координат принимается то IKB, в которой счетчик 7 сбрасывает«я в ноль. Измерение координат элементов рисунка состоит из двух процессов: измерения текущей координаты предметного столика и выработки импульса отсчета в момент, когда оптическая ось устройства пере«екяс-.т элемент рисунка. И мпулhc отсчета

40 выряб1ятьп1яетс0 на выходе элемента И 19, прн этом координагя из счетчика 7 переносится в регистр 8, где сохраняется до

IlpHxo;), следующего импульса отс )ета от следующего элемента рисунка, далее эта коорлината может выводиться на регистраILèlo. Выработка импульсов отсчета происходит следующим образом.

Непрерыапь)й выходной сигнал фотоприемника 11 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 12, где подвергается дискретизации и квя нтова н ию по уровню.

Выходной сигнал «нялого-цифрового преобразователя пода«1, и в виде кода на инфс>рмяционный вход цифрового фильтря 13.

На тактовые входы аналого-цифрового преобразователя 12 и I,Hôðîâîãо фильтра 13 подается сигнал с гпхходя блока 6 выработки счетных импульсов, Rc B«1«òâèc чего моменты выдачи кодB V привязаны к определенным положениям Hpiдметного столика, и его значение зависит только от текущей координаты пх, где и — - последовательность натуральных чисел;

Х --- дискретность выработки счетных импульсов. Цифровой фильтр 13 представляет собой специализированное цифровое вычислительное устройство, имеющее импуль«IIhllI ОТКЛИК, СООтВЕт«тнупо)цнй КОНКрс ТИОМу

ТИНУ ЭЛЕМЕНТОВ РИСУНКа, КООРЛИНЯтЫ Кг>то. рых измеряются.

При отсчете коор.lHHBTbl ц,трихя цифровой фильтр имеет импульсный отклик:

+1, при 0- и= Ni

1-I, (.1 = --1, при N) I)1 = 21()

О, при п >2!х!), гле х — — интервал дискретизации (лпскрегность выработки отсчетных импульсов):

Il -- пс>слеловятельность натуральных чисел (и =- 0,1,2,3...1;

Nf — целое число, опрел«1HIollicе с1ину импуль«ного Отклик<э лля IIITplf >;Ii.

При отсчете координаты края ->леменгя

РИСУНКB ЦИфРОВОй фti«IÜTÐ II)ICCT ИМLIÓ fh«IIЫй отклик:

+1, ilpli 0 - tl = (;)г (nx)

)с(> ! ° lipH N2. =tf . 2

+1, ирп Лх;2 = и 4Хм (1, ll p Ii I1 > 1 г . гле х и и те р в я л л и « к р ет и 3

l1 †- последовательность и я т ур а л ь ны х чисел (и =- 0,1,2,3...); (Х!г LIP 1(>C )И«,1О, OIIPi. ;N, )ЯК)п(ЕС ЛЛИН)

If)Ill) Л Ьс ного OTI(, IIIKB L, Iß края.

Цифровой фильтр 13 ряботяст таким Образом, что его выходной сигнал 20 (см. фиг. 2) при фотометрировянии рисунка отличается от нуля только вблизи от элементов рисунка и изменяет свой знак в единственной точке 21, жестко привязанной к положению элемента рисунка. При этом его выходной сигнал W зависит только от коорlHHBTI>l пх и не зависит от скорости движения столика.

6/3840

Форщла тобретеная

Г

}, j

j«jj j> х (айаг. > Р

И2. 2

Составителк Ю. Петраковский

Редактор H. Лристова Техред О, Луговая Корректор Е. Лукач

Заказ 4056, 35 Тираж 865 Подписное

ЦНИ И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Сигнал 20 с выхода цифрового фильтра

l3 поступает на вход порогового элемента 14 кот()рый служит для того, чтобы предотвратить ложные импульсы отсчета при отсутствии сигнала 20. Элемент 14 производит сравнение сигнала 20 с заранее заданным порогом 22, превышающим IllvMHI сигнала.

На фиг. 2 показан выходной сигнал 23 порогового э,земента 14. Сигнал с выхода порогового элемента 14 поступает на формирователь импульсов 15, вырабатывающий импульсы f!o задним фронтам входно>о сигнала. l4)If!i,a! ñ 24 с выхода формирователя

16 пост пает íà S вход триггера 18 и устанавливает efo в единицу. В точке 21 происходит изменение знакового разряда выходноп> ко,(11 цифровогс> фильтра !3, сигнал 20

1СМ. фИГ. 2} П(p(Хг>д>.т ЧЕрСЗ НОЛЬ.

С1 п)ал 26 поступает с выхода знакового

pH:Зря 1а ци(1)р(>вг>г(> (!>и ihTpH 1 3 н<1 ????????????()???????????? 16 ??????????????????, ?????????????? ?????????????????? ?????????????? 26. ?????????????? 26, ???????????????????????? ?? ?????????? 2! ???????????????? ?????????? ???????? ?????????????? 20, ifpoxo?????? ?????????????? ?? 19 !?????? ??????????????, ito tpf1 f ?? ?? 8 lif> ) (),l!! fcH в единице) в качестве импу)ьса разрен(ения записи в регистр 8, т. е, импульса отсчета. Пройдя блок 17 задержки, импульс 26 отсчета (см. фиг. 2) сорасывает в ноль триггер 18. После этого схема готова к приходу сигнала от следующего элемента рисунка.

Устройство для измерения координат

ЭЛЕ»)ЕНтОВ РИСУНКа, СОДЕРжаЩЕЕ ОСВЕтнтЕЛЬ, 6 предметный сто:шк, кинематичеcvh связанный с ним электропривод, связанный с предметным столиком преобразователь переме)цений, последовательно подклк>ченные к нему блок выработки счетных импульсов, счетчик и регистр, объектив, анализируюшук)

» диафрагму, фотоприемник, последоватсл1 но соединенные пороговый элемент и формирователь импульсов, отличающееся тем, что, с целью пов>>1шения точности измерения, опо снабжено подключенным к выходу фотопри4О емника аналого-цифровым преобразователем, связанным с ним ffo информационному входу цифровым фильтром, подклю генным информацион(ным выходом к пороговому элементу, триггером, подключенным первым входом к выходу формирователя импульсов, вторым формирователем импульсов, подключенным входом к знаковому выходу цифрового фильтра, блоком задержки, связанным входом с выходом второго формирователя иу(пульсов, а выходом — с вторым входом триггера, элементом И, подкл)оченным входами к выходу триггера и второму форм>1ровател)о импульсов, выходом — к разреfffafoIILe»), входу регистра, а выход блока выработки счетных импульсов соединен с тактовыми входами аналого-цифрового преобразователя и цифрового фильтра.

Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе

1. Со. Труды метрологических институтов

СССР, в. 101, Исследования в области линейн>1х измерений, М.— — Л., изд-во Стан Lapтов, 1968, с. 48 — -62.

2. Установка для измерения элементов фотошаблонов ONS-ll, проспект фирмы

«0IimpLIs», Япония.