Устройство для измерения перемещений

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1415 114 аО ТЕНИЯ ояв 14нты етс итс сче Такимос выходоувстви-. ло зрения котот опросявления продо объек тельн очувствименьшим носа измерео элемента со вс тре 18 ока- соответсто фоточувст начала изме тельного элемен нияв пол являлся не ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ(57.) Изобретение относится к автоматике. Цель - снижение динамическойошибки за счет слежения за переднимконцом объекта. Распределитель 4 импульсов поочередно опрашивает выходы блока 2 коллимированных фоточувствительных элементов. Отсутствиюв зоне измерения непрозрачного объекта соответствует отсутствие сигнала на выходе элемента 2 И-ПИЛИ-НЕ14. При появлении в зоне измеренияобъекта на одном или нескольких выходах блока 2 сигнал отсутствует,Эти выходы при опросе вызывают ление сигнала на выходе элемен после чего поочередно через эл задержки 15, 16, 17 останавлив счет импульсов счетчиком 3, вв в регистр 18 число, сосчитанно чиком 3 до момента останова сч и затем вновь восстанавливаетс мпульсов счетчиком 3 м осуществляется опр 2 от начала до Фото го элемента, в полеобнаружен объект. лжается до момента п а в поле зрения фот мером до окончания процния, после чего в регисжется записанным числовующее номеру ближайшег зрения которого не озрачный предмет, 1Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, вЧастности к фотоэлектрическим устройствам измерения линейных интервалов, и может быть применено для ав 5томатического измерения величин перемещений объекта в зоне наблюдения.Цель изобретения - снижение динамической ошибки за счет слежения зайередним концом объекта.На чертеже представлена функцио-нальная схема устройства.Устройство содержит линейный источник 1 света, оптически связанныйф ним блок 2 коллимированных светочувствительных элементов, счетчик 3импульсов, распределитель 4 импульсов, генератор 5 импульсов, триггерлогический элемент И 7, элемент 208 задержки, инвертор 9, логическиелементы 2 И-ИЛИ 10 и 11, схему 12 совФадения, логический элемент ИЛИ 13,логический элемент 2 И-ПИЛИ-НЕ 14,торой, третий и четвертый элементы 2515-7 задержки, регистр 18, блок 19максимального изменения, выход счетЧика 3 импульсов является выходом20 устройства, а вход элемента 8 задержки - входом 21 устройства. 30Линейный источник 1 света предназначен для обеспечения достаточной освещенности в пределах зоны наблюдения,Блох 2 коллимированных фоточувствительных элементов преднаЪначен дляопределения наличия в створе междулинейным источником света и фоточувствительными элементами блока непрозрачного предмета.Счетчик 3 считает импульсы, посту лающие от генератора 5 импульсов. Навыходах счетчика 3 после окончанияизмерения фиксируется результат измерения.Распределитель 4 импульсов исполь зуется для поочередного опроса фоточувствительных элементов блока 2.Триггер б формирует прямоугольныйимпульс, длительностью равный времени от начала работы до появления встворе фоточувствительных элементовблока 2 и линейного источника светанепрозрачного предмета или до совпадения числа, записанного в регистр 18,и числя, сосчитанного счетчиком 3,Логический элемент И 7 пропускаетимпульсы генератора 5 импульсов насчетный вход счетчика 3 во время единичного состояния триггера 6,Элемент 8 задержки предназначендля задержки установки триггера вединичное состояние на время, необходимое для установки в нуль счетчика 3 и ввода в регистр 18 кода максимальной величины измерения, поступающего из блока 19,Инвертор 9 используется для коммутирования через логические элементы10 и 11 2 ИИЛИ кода максимальной величины измерения или кода номера фоточувствительного элемента блока 2,в створе которого обнаружен нелрозрачный предмет.Регистр 18 хранит код максимальнойвеличины измерения или код номера фоточувствительного элемента блока 2,в створе которого обнаружен непрозрачный предмет.Схема 12 совпадения предназначена для формирования сигнала совпадения кода, записанного в регистре 18,и числа, сосчитанного счетчиком 3.Логический элемент ИЛИ 13 служитдля останова счета импульсов счетчиком 3 при появлении сигнала.из схемы12 совпадения или при обнаружении встворе линейного источника света ифоточувствительных элементов блока2 непрозрачного предмета.Логический элемент 2 И-ПИЛИ-НЕ 14предназначен для формирования сигнала при появлении непрозрачного предмета в створе линейного источника света и фоточувствительных элементовблока 2,Элемент 15 задержки формирует сигнал записи в регистр 18 числа импульсов, сосчитанного счетчиком 3 до момента появления сигнала на выходесхемы 12 совпадения или логического элемента 2 И-ПИЛИ-НЕ 14.Элемент 16 задержки предназначендля установки в нуль счетчиков 3 импульсов,Элемент 17 задержки служит длявозвращения в единичное состояниетриггера 6.,Устройство работает следующим образом.По сигналу "Пуск", поступающемупо входу 21, устанавливается в нульсчетчик 3 импульсов, через логическиеэлементы 2 ИИЛИ 10 и 11 на входах регистра 18 устанавливается код макси"мальной величины измерения и вводится в регистр 18. Затем, после задержки на элементе 8 задержки, триггерЬ устанавливается в единичное состояние, Синхронно с этим через логический элемент И 1 на счетный вход счетчика 3 импульсов от генератора 5 импульсов начинают поступать им 5 пульсы. В момент появления на выходе схемы 12 совпадения сигнала (при поступлении на счетчик количества импульсов, соответствующего максимальной величине измерения) поочередно производятся следующие операции, По сигналу с выхода логического элемента ИЛИ 13 триггер 6 устанавливается в нулевое состояние, чем останавливает поступление импульсов на счетный вход счетчика 3. Затем, после задержки на элементе 15 задержки, в регистр 18 вводится число, соответствующее количеству импульсов, сосчитанных счетчиком до момента оста- нова счета, После этого, через время, определяемое элементом 16 задержки, счетчик 3 импульсов устанавливается в нуль, после задержки 25 на элементе 18 задержки триггер 6 вновь устанавливается в единичное состояние, и описанный процесс циклически повторяется, Все это происходит до тех пор, пока в створе меж ду линейным источником 1 света и блоком 2 коллимированных фоточувст. вительных элементов не появится непрозрачный предмет.Блок коллимированных фоточувствительных элементов представляет собой расположенные в плоскости измерения с шагом, равным дискрету измерения, фоточувствительные элементы, установленные в фокусе объектива. Каждый 40 фоточувствительный элемент блока 2 направлен на линейный .источник света и фиксирует появленйе в поле зрения фоточувствительного элемента, определяемого диаметром линзы или объекти ва, непрозрачного предмета. Распределитель 4 импульсов поочередно опрашивает выходы блока 2 коллимированных фоточувствительных элементов. Отсутствию в зоне измерения непроз рачного предмета соответствует отсутствие сигнала на выходе логического элемента 2 И-ПИЛИ-НЕ 14. При появлении в зоне измерения непрозрачного предмета на одном или нескольких выходах блока 2 отсутствует сигнал. Эти выходы при опросе вызывают появление сигнала на выходе элемента 14, По этому сигналу поочередно (через элементы 15-17 задержки) останавливается счет импульсов счетчиком 3 (путем установки в нуле- вое состояние, триггера 6), вводится в регистр 18 число, сосчитанное счетчиком 3 до момента останова счета, и затем вновь восстанавливается счет импульсов счетчиком 3 (триггер 6 возвращается в единичное состояние). Таким образом осуществляется опрос выходов блока 2 от начала до фоточувствительного элемента, в поле зрения которого обнаружен непрозрачный предмет. Этот опрос циклически продолжается до момента появления непрозрачного предмета в поле зрения фоточувствительного элемента с меньшим номером (то есть установленного ближе к началу измерения). При этом вновь появляется сигнал на выходе логического элемента 2 И-ПИЛИ-НЕ 14 и последовательно производятся операции: останов счета счетчиком 3, ввод в регистр 18 числа, сосчитанного счетчиком 3 до момента останова счета, обнуление счетчика 3 и возобновление счета импульсов счетчиком 3. Таким образом осуществляются циклы измерения до появления непрозрачного предмета в поле зрения фотоэлемента со все меньшим номером до окончания процесса измерения, после чего в регистре 18 окажется записанным число, соответствующее номеру ближайшего фоточувствительного элемента от начала измерения, в поле зрения которого не появлялся непрозрачный предмет. Результат измерения1 мскс и 1 пгде 1 с - величина максимальногоотклонения контролируемого объекта;и - число дискретов измерения, определяемое количеством фоточувствительныхэлементов в блоке 2;1 1, - число, записанное в регистре 18.Формула изобретенияУстройство для измерения перемещений, содержащее линейный источник света, оптически связанный с ним блок коллимированных светочувствительных элементов, счетчик импульсов, генератор импульсов, триггер, логический элемент И, первым входом соединенный1415038 Составитель Л. КрюковаРедактор В. Бугренкова Техред А.Кравчук Корректор С. Черни Заказ 3861/36 Подписное Тираж 680 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 с выходом генератора импульсов, вторым входом - с выходом триггера, а выходом - с первым входом счетчика импульсов, и логический элемент ИЛИ, .о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,5 с целью снижения динамической ошибки, оно снабжено элементом задержки, выХодом соединенным с первьи Б-входом триггера, последовательно соединенными вторым, третьим и четвертым элеьеитами задержки, последний из кото 11 ых соединен с вторым 8-входом триггера и логическими элементами 2 ИИЛИ первыми входами соединенные с соответствующими выходами счетчика импульсов, инвертором, входом соединеннымвторым входом счетчика импульсов,инверсным выходом - с вторыми входами элементов 2 ИИЛИ, регистром, ц входами соединенным с выходами соОтветствующих элементов 2 ИИЛИ, и+1)-м входом - с входом инвертофа, а (и+2)-м) входом - с выходом второго элемента задержки, схемой Совпадения, двумя входами соединенной с соответствующими выходами регистра, а выходом - с первым входом элемента ИЛИ, логическим элементом 2 И-ПИЛИ-НЕ и входами соединенным сУсоответствующими выходами блока коллимированных светочувствительных элементов, а инверсным выходом - с вторым входом элемента ИЛИ, распределителем импульсов, входами соединенным с соответствующими выходами устройства,(п+1)-м и (и+2)-м входами схемы совпадения и первыми входами первого и второго элементов 2 ИИЛИ, а выходами - с(п+1)-м"и (и+2)-м входами элемента 2 И-ПИЛИ-НЕ, и блоком максимального измерения, выходами соединенным с третьими входами соответствующих элементов 2 И 2 ИЛИ, выход элемента ИЛИ соединен с входом второго элемента задержки и В-входом триггера, выход третьего элемента задержки соединен с третьим входом счетчика, второй вход которого соединен с четвертыми входами элементов 2 ИИЛИ, входом первого элемента задержки, который является входом устройства.