Устройство для определения координатоб'ектов

Устройство для определения координатоб'ектов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социапистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 121277 (21) 2553682/18-28 (51) М, Кл.

G 01 В 21/00

G 01 В 11/26 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 230781.Бюллетень М 27

Дата опубликовани я описания 2 307.81

{53) УДК 5 31 . 71 7 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ф 2

Э.Д.Едренкин и В.С.У(абреев.J

I (71) Заявитель

Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ

ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к автомати. ке и измерительной технике и может быть использовано для измерения координат объектов или отверстий..

Известен оптико-электронный профилоскоп, содержащий электронно-лучевую трубку, оптическую систему, фотоприемник, которое позволяет контролировать профиль объекта ).1).

Однако точность его при измерении координат объектов недостаточна, так как полезный сигнал обратной связи на выходе фотоприемника пропорцио нален отклонению от профиля, а не от координат объекта. °

Наиболее близким к изобретению является устройство для определения координат объектов, содержащее установленные последовательно, электрон- 20 но-лучевую трубку, оптическую систему и фотоприемник, схему обработки сигналов фотоприемника, состоящую из двух идентичных каналов, блок развертки и сумматор, подключенный к отклоняющей системе электроннолучевой трубки Г21.

Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения координат. 30

Цель изобретения — повышение точности измерения координат объектов.

Поставленная. цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительным сумматором, соединенным с отклоняющей системой электронно-лучевой трубки, каждый иэ каналов схемы обработки сигналов фотоприемника выполнен в виде соединенных последовательно множительного блока и фильтра, а блок развертки содержит управляемые генераторы вертикальной и горизонтальной развертки, первые выходы генераторов развертки подключены к соответствукщим сумматорам и вторым входам множительных блоков, вторые выходы генераторов развертки подключены к вторым входам сумматоров, а выходы каждого из фильтров соединены с третьими входами соответствующего сумматора.

На чертеже дана блок-схема предлагаемого устройства. устройство состоит из электроннолучевой трубки 1, оптической системы 2, фотоприемника 3, схемы обработки сигналов фотоприемника 3, содержащей множительные блоки 4 и 5, фильтры 6 и 7, генераторы 8 и 9 вертикальной и горизонтальной раэверт84 901.0 ки, программного блока 10, суммато ров 11 и 12.

Устройство работает следующим образом.

По команде с программного блока

10 генератор 9 горизонтальной и генератор 8 вертикальной разверток формируют постоянные и .переменные напряжения, определяющие траекторию пятна на электронно-лучевой трубке 1.

Например, если объект 13 — круглое отверстие, то постоянные напряжения пропорциональны предлагаемым коорди натам центра отверстия, а переменные составляющие изменяются по синусоидальному закону. Поэтому световое пятно на экране электронной трубки

1 сканирует по окружности радиуса R

Коэффициент передачи 2Кп оптической систеьы таков, что изображение сканирующего пятна перемещается по окружности, радиус которой равен 20 радиусу отверстия, т.е.

KoR (1)

Если центр. траектории совмещен с центром отверстия, то на выходе фото- 5 приемника 3 только постоянная составляющая сигнала.

Если .центр траектории не совпадает с центром отверстия, то при.малых . смещениях на выходе фотоприемника 3 присутствует сигнал вида (, 1-KÄPcps(ez

l коэффициент усиления onТНуо-электронного тракта, 35 р — величина смещения объекта относительно начальной .выставки центра траектории движения пятна, о — частота сканирования; направление смещения объ- 40 екта;

n (t) — шум оптико-электронного

0 тракта, включающий шум фотоприемника, который можно считать белым (в щ наибольшей степени последнее справедливо для фотоэлектронного умножителя время И

Если с выхода по переменному току генератора 9 горизонтальной развертки на второй вход множительного блока 4 поступает напряжение

08н (t) 0 cos esp t, (3) $$ на выходе этого множительного блока

4 напряжение равно

U4(t) К1K4U<Я cos(ЮОt + )х

«cosEUp + Uq np (t) cps(Opt ф0 (4)

Если учесть, что .

cos (Шв t + Ч ) cos v cosclfp t

s i и. М - s in p t, (5) напряжение на выходе множительного блока 4 записывается в виде

U4(t)=0,5К K4U ЯООзti 05K K4U g сОВМ с082ю10 г

«0,5К К О., Мп Ч з1п 2 ц +0» 110(ЦАПОВ(иО (б

ЗдЕсь я cos Ч х (7),где fx -смещение центра объекта 13 с центром траектории движения.

Фильтр б выделяет медленно менякицуюся составляющую, которой соответствует первое слагаемое в уравнении (б) и значительно подавляет остальные высокочастотные составляющие. Поэтому напряжение на выходе фильтра б пропорционально смещениюбх

11.,О = 0 5К К4Кь х (8)

Выходное напряжение фильтра на сумматоре 11 складывается с постоянной составляющей генератора 9 горизонтальной развертки U0.

Тогда на выходе сумматора 11 постоянная составляющая развертки определяется суммой

Ug+ o 5K K Кь0Ех (9) где .Х = ха- хс, (i0) х — координата центра объекта

13; х — координата центра траектоС рии сканирования.

Постоянное напряжение с генератора 9 горизонтальной развертки 09 определяет начальное смещение центра траектории движения пятна хн = КгKOU9 (11) где Кг — крутизна горизонтальной раз" вертки, Текущая координата центра траектории определяется выражением

x = КвКг0 g

0,5 K K V.@U Xo Х4 (о)

1 5 1К4Кб(1 Кг "О КГКО(" 0 5КгQK0)

При малых хн и большом коэффициен- те усиления фильтра б (например когда в фильтре имеется интегратор) постоянная составляющая на выходе сумматора 11 определяется в виде — Х (14)

+ КгКО 0

Из этого выражения видно, что сред- - няя составляющая напряжения на выходе сумматора 11 пропорциональна координате объекта 13 и на точность контроля в основном влияет нестабильность крутизны развертки, т.е. коэффициент Kf

Аналогично работает канал по вертикальной развертке.

849010

Формула изобретения

Составитель Е.Глазкова

Редактор О.Черниченко Техред M.Ðåéâåñ Корректор Ю. Макаренко:

Заказ 6076/53 Тираж 642, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

Устройство для определения координат объектов, содержащее установ" ленные последовательно электроннолучевую трубку, оптическую систему и фотоприемник, схему обработки сигналов фотоприемника, состоящую из двух идентичных каналов, блок развертки и сумматор, подключенный к отклоняющей системе электронно-луче, вой трубки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено дополнительным сумматором, соединенным с отклоняющей системой электронно-лучевой трубки, каждый из каналов схемы обработки. сигналов фотоприемника выполнен в виде соединенных последова\ тельно множительного блока и фильтра, а блок развертки содержит управляемые генераторы вертикальной и гориэонтальной развертки, первые выходы генераторов развертки подключены к соответствукнщим сумматорам и вторым входам множительных блоков, вторые выходы генераторов развертки подключены к вторим входам сумматоров, а выходы каждого из фильтров. соединены с третьими входами соответ® ствующего сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

@426142, кл. G 01 В 11/24, 1971.

15 2, Авторское свидетельство СССР

9670804, кл. G 01 В 11/26, 1979 (прототип).