Устройство для считывания и измерения геометрических параметров протяженных объектов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А ао 62 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯИ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОТЯЖЕНИЫХ ОБЬВКТОВ, содержащее исполнительный блок, приводкоторого соединен с датчиком сигналов и с приемником, выход которогоподключен к усилителю-ограничителю,генератор опорной частоты, соединен 1ный с датчиком сигналов, с первымдетектором и с входом первого. триггера, выходы которого подключены кодним входам элементов И группы,другие входы которых соединены сусилителем-ограничителем, первыйсчетчик, подключенный к индикатору,ент И, один вход которо-н с вторым триггером, ключен к генератору имнульд соединен с вторым счет". литель мощности, подклюифроаналоговому; преобразок приводу исполнительного к памяти и второй элементч а ю щ е е с я тем, что, вышения точности устрой- содержит второй детектор, ого соединен с выходом мента И группы, третий ход которого подключен к тектору, а выход соединей, одом второго элемента И, д которого подключен к фимпульсов, дифференцирую" т, соединенный с входом второго триггера, подклюпервому и второму .детектотор, входы которого соедиФеренцирующим элементом, .й амяти и с вторьак счетчиод подключен к цифроаналообраэователю, и третий соединенный с выходоммента И группы и с вхого триггера первый элемго соединедругой подсов, а выхочиком, усиченный к цвателю. иблока, блоИ, отлис целью поства, оновход котородного элетриггер, ввторому дес одним вхдругой вхогенераторущий элемени выходом,ченного крам, сумманены с дифс блоком пком, а выхговому предетектор,другого эледом третьеИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для считыванияи измерения геометрических параметровпротяженных объектов и может бытьиспользовано при контроле многоелойных объектов, например толщины раз"личных покрытий,в том числе ледяным на дорожных трассах.Известно устройство для считывания и измерения геометрических пара"метров протяженных объектов, содержащее датчики сигналов, подключенныечерез коммутатор к генератору опорной частоты, амплитудный дискриминатор, вход которого соединен с приемником, триггер элементы И, счетчик и индикатор 1Известно также устройство, содержащее исполнительный блок с датчикомсигналов и с приемником, привод "20которых подключен к усилителю мощнос.ти, генератор опорной частоты, подключенный к детектору и к триггеру,элементы И группы, счетчики, блокпамяти, усилитель-ограничитель, соединенный с приемником 23.Недостаток известных устройствзаключается в недостаточно высокойточности,Цель изобретения состоит в повышеф З 0нии точности устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство, содержащееисполнительный блок, привод которогосоединен с датчиком сигналов и сприемником, выход которого .подключенк усилителю-ограничителю, генераторопорной частоты, соединенный с датчиком сигналов, с первым детектороми с входом первого триггера, выходыкоторого подключены к одним входам 40элементов И группы, другие входыкоторых соединены с усилителем-ограничителем, первый счетчик, подключенный к индикатору, первый элементИ, один вход которого соединен с 45вторым триггером, другой подключенк генератору импульсов, а выходсоединен с вторым счетчиком, усилитель мощности, подключенный к цифро"аналоговому преобразователю и к приводу,.исполнительного блока, блокпамяти и второй элемент И, введенывторой детектор, вход которого соединен с выходом одного элемента Игруппы, третий триггер, вход которого подключен к второму детектору, авыход соединен с одним входом второго элемента И, другой вход которогоподключен к генератору импульсов,дифференцирующий элемент, соединенный с выходом второго триггера,под"ключенного к первому и второму детекторам,сумматор, входы которогосоединены с дифференцирующим элементом, с блоком памяти и с вторымсчетчиком, а выход подключен к цифро 65 аналоговому преобразователю, и,третий детектор, соединенный с выходом другого элемента И группы элементов и с входом третьего триггера.Яа чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство включает привод 1 с датчиком 2 сигналов, вынолненным, например, в виде передатчика, приемник 3, исполнительный блок 4, усили-. тель 5 мощностй, цифроаналоговый пре. образователь:(ЦАП) 6, сумматор 7, блок 8 памяти, первый 9 ивторой 10 счетчики, индикатор 11, первый 12 и второй 13 элементы И, грулпу элементов И 14 и 15, первый 16, втооой 17 и третий 18 триггеры,.генератор 19, опорной частоты, генератор 20 им" пульсов, первый 21,второй 22 и третий 23 детекторы, выполненные, например, в виде триггеров Шмидта, дифференцирующий элемент 24 и усилитель-ограничитель 25, первый 26 и второй 27 слои изображения объекта исследования.Устройство работает следующим образом.Генератор 19 опорной частоты вырабатывает последовательность сину. соидальных колебаний, поступающих в датчик 2, который излучает их в сторону плоской поверхности последнего объекта, и каждый раз в момент формирования синусоидальных колебаний генератор вырабатывает синхронизирующий импульс, поступающий на вход триггера 16, устанавливая его в нулевое состояние.При достижении синусоидальных колебаний первого слоя 26 они отражаются от его поверхности и поступают через приемник 3 и усилитель-ограничитель 25 на элементы И 14 и 15, Поскольку триггер 16 находится в нулевом состоянии, то синусоидальные колебания через элемент И 14 поступают на детектор 22.Параллельно с этим опорное синусоидальное найряжение с выхода генера" тора 19 поступает на детектор 21,Детекторы 21 и 22 нуля, выполненные по схеме триггера Шмидта, вырабатывают импульсы в моменты перехода входных синусоидальных сигналов через нуль. В результате этого сначала триггер 17 срабатывает от опорного сигнала А в момент запуска датчика 2, при этом открывается элемент И 12 и счетчик 10 начинает вести отсчет импульсов от генератора 20, Затем обратный переброс триггера 17 и прямой переброс триггера 18 осуществляется сигналом В. Время, в течение которого открыт триггер 17, пропорционально сдвигу фаз между опорным сигналом А и отраженным от поверхности первого слоя сигналом В,1037293 2 но ПП фПатент",д,ул.Проектна филиа г. Ужго При возвращении триггера 17 в исходное состояние перепад напряжения на его другом выходе дифференцируется элементом. 24. ИмпуЛьсом, соответствующим моменту прйхода сигнала В, запускается сумматор 7, который суммйрует величину эталонного расстояния от, датчика 2 до ,поверхности 26, хранящуюся в блоке 8 памяти.в обратном коде с показания счетчика 10.Разность этих величин через ЦАП 7 и усилитель 5 мощности поступает на привод 1 в качестве сигнала рассогласования. Последний будет обрабатывать этот сигнал до получения сумматором 7 нулевой разности.Как только сигналы опорной частоты достигнут границы, разделяющей сяои 26 и 27, они отражаются от нее (сигнал С ) и через усилитель-ограничитель 25, и элемент И 15, который теперь открыт потенциалом триггера16, так как последний переведен впротивоположное состояние с дифферен.цирующего элемента 24 после приходасигнала В поступают на детектор 23.5 Этот детектор фиксируетмомент,перехода синусондального напряжениячерез нуль и вырабатывает импульс,который возвращает триггер 18 в эисходное состояние, снимая тем самым Я разрешающий потенциал с элемента .И 13.За время разности фаз, пропорциональное толщине верхнего слоя 26,счетчик 9 зафиксирует определенноечисло импульсов, которое с учетомсоответствующсй градуировки индикатора 11 дает точную характеристикутолщины покрытия носителя.Введение новых узлов и блоковпозволило существенно повысить точность предлагаемого устройства.