Устройство для измерения линейных размеров и перемещений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 21/О 505 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБ ЕТЕИИЯМ И ОтНРЫТИаПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ЕНИ Н АВТОРСКОМУ СВйДЕТЕЛЬСТВ 8 24 О. Бюп. Р 23исследовательс й пр омышленност розов, Н.Д.Крыли Е.В.Бойко (088.8) 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕН ЫХ РАЗМЕРОВ И ПЕРЕМЕЦЕНИЙ конт- Цель одейст- ования(57) бр ение относится к ительной технике - повышение быст ольно-изм зобретени вия за счет фотоприемни сключения скани м измерительной инеи(21) 44513 (22) 28,06 (46) 23.06 (71) Научи тут шинной (72) А.В.М М.П.Лапшин (53) 53 1.7 1(56) Автор У 1465703,е свидетельство СССР С 01 В 21/00, 1987. ки, Устройство содержит неподвижнуюлинейку 1, считывающую головку ввиде источника 3 излучения и фотоприемника 4 с четырьмя светочувствительными элементами, блок 5 суммирования, регистр 8 сдвига, входы которого подключены к выходу фотоприемника 4, схему 9 сравнения, первая группа входов которой подключена к выходуфотоприемника 4, а вторая группа -к выходам регистра 8 сдвига, и блок10 логической обработки сигналов.При перемещении считывающей головкиотносительно линейки 1 изменяютсясигналы на первой группе входов схемы 9. Сигналы на первой и второйгруппах входов схемы 9 сравниваются, и по результату сравнения блок10 выдает.на вход "+" или "-" блока5 сигнал счета. 2 ил.Изобретение относится к контрольно-измерИтельной технике и может быть использовано для контроля линейных размеров и перемещений.5Цель изобретения - повышение быстродействия за счет исключения сканирования Фотоприемником измерительной линейки.На Фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на Фиг. 2 - функциональная схема электронной части устройства,Устройство состоит из измерительной, линейки 1 с периодической световой структурой, закрепленной на не, подвижной базе и выполненной с прозрачной меткой 2 начального положения, считывающей головки, выполненной в виде .источника 3 излучения и 2 Оприемника 4 излучения, оптически связанного с источником 3 излучения через измерительную линейку 1, последовательно соединенных блока 5 суммирования и блока 6 индикации, синх-. 25рогенератора 7, сдвигового регистра, 8 с параллельной записью информации,схемы 9 сравнения с двумя группамивходов, блока 10 логической обработки сигналов, фотодатчика 11 начального положения и блока 12 задания.Выходы приемника 4 излучения электрически соединены с информационнымивходами сдвигового регистра 8 и первой группой входов схемы 9 сравнения, 3вторая группа входов которой соединена с выходами сдвигового регистра 8,Выход схемы 9 сравнения подключен кинформационному входу блока 10 логической обработки сигналов, тактовый 40вход которого соединен с выходом синхрогенератора 7, а выходы подключенык входам "Сдвиг", "Запись" и "Нач.запись" сдвигового регистра 8 и входом "+" и "-" блока 5 суммированиясоответственно. Выход фотодатчика 11начального положения подключен к входу блока 12 задания, выход которогосоединен с входом "Запись" блока 5суммирования.50Подвижная часть устройства, включающая жестко связанные между собой источник 3 и приемник 4 излучения установлена с воэможностью перемещения вдоль измерительнои линейки 1.Приемник 4 излучения выполнен в виде четырех светочувствительных элементов, расположенных с шагом Ь,Сдвиговый регистр 8 выполнен в виде последовательно соединенных Бтриггеров 13-16, Р-входы которыхобъединены . и являются входом Запись" регистра 8, элементов И-НЕ17-20, первые входы кбторых являются информационными входами регистра8, вторые входы объединены и являются входом "Нач.запись" регистра 8,а выходы подключены к Б-входам 0 триггеров 13-16 соответственно, элемента И-НЕ 21, входы которого объединены и являются входом "Сдвиг"регистра 8, а выход подключен к входам СЭ-триггеров 13-16.Схема 9 сравнения выполнена в виде последовательно соединенных 4-входового полного сумматора 22 и элемента 4 И-НЕ 23, первая и вторая группывходов сумматора 22 являются первойи второй группами входов схемы 9,а выход элемента 23 является выходомсхемы 9,Блок 10 логической обработки выполнен в виде последовательно соединенных элементов И-НЕ 24 и 25, 0-триггера 26, двоичного счетчика 27 исдвоенного дешифратора-мультиплексора28, входы элемента 25 объединены,вход С 1 счетчика .27 подключен к первому выходу счетчика 27, последовательно соединенных элементов И-НЕ 2931, первые входы элементов 24 и 29объединены и подключены к выходулогической единицы источника пита,ния (источник питания на схеме непоказан), второй вход элемента 30подключен к четвертому выходу дешифратора-мультиплексора 28, первый выход которого подключен к входу"Нач.запись" регистра 8, последовательно соединенных элемента И-НЕ 32,входы которого объединены и подключены к второму выходу дешифратора-мультиплексора 28, Формирователя 33 импульса, элемента И-НЕ 34, входы которого объединены, и элемента И-НЕ 35,выход которого подключен к входу"+" блока 5, последовательно соединенных элемента И-НЕ 36, первый входкоторого подключен к третьему выходудешифратора-мультиплексора 28, а второй вход - к выходу логической единицы источника пйтания, и элементаИ-НЕ 37, входы которой объединены, 1573346а выход подключен к второму входуэлемента 30 и входу Запись" регистра 9, последовательно соединенныхэлемента И-НЕ 38, входы которогообъединены с вторыми входами элементов 35 и 24 и подключены к выходусхемы 9 сравнения, и элемента И-НЕ39, второй вход которого объединенс первым входом элемента 35, а выходподключен к входу "-" блока 5, входС 2 счетчика 27 подключен к выходусинхрогенератора 7.Устройство работает следующим образом,Пусть в исходном состоянии в начальный момент времени все светочувствительные элементы приемника 4 излучения, оптически связанные с источником излучения через измерительнуюлинейку 1, открыты. При включениипитания и подаче командного сигналана вход блока 10 логической обработкисигналов, на его выходе формируетсяимпульс начальной записи, поступающий на соответствующий вход "Нач.запись" сдвигового регистра 8.По этому сигналу в сдвиговый регистр 8 записывается начальная .входная информация, поступающая на информационные входы регистра 8 с выходовприемника 4 излучения и отражающаясостояние его светочувствительнихэлементов.В течение первого такта периодаизмерения схема 9 сравнения производит сравнительную оценку состоянийсигналов с выходов сдвигового регистра 8 и приемника 4 излучения надвух группах входов. В этом случаена его выходе формируется сигналлогический "0", поступающий на информационный вход блока 10 логической обработки сигналов. Дальнейшая работа блока 10 блокирована, ион остается в состоянии первого такта измерения. При перемещении контролируемого объекта 40 считывающаяголовка, механически связанная сконтролируемым объектом 40, изменяетсвое положение относительно зубчатойрейки, смещаясь в ту или другую сторону. При этом на выходе приемника4 излучения появится импульс от светочувствительного элемента, световойпоток на который перекрывается зубчатой рейкойПри сравнении информации, записанной в регистр 8, и новой информации, 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 мирования. Так как каждому импульсу с приемника 4 излучения соответствует один засвеченный светочувствительный элепоступающей, на входы схемы 9 сра внения, на выходе схемы 9 в течениепервого такта измерения вырабатывается сигнал логической "1", разрешающий дальнейшую работу блока 10 в пос-ледующих тактах,Во второй такт периода измеренияблок 10 логической обработки сигналов формирует сигнал сдвига на одиншаг, поступающий на вход "Сдвиг"сдвигового регистра 8. Состояниена выходах сдвигового регистра, посравнению с начальными, изменяется.При одинаковом состоянии сигналов надвух группах входов, схема 9 сравнения зыдает сигнал логический 0" наинформационный вход блока 1 О логической обработки. Б третий такт периодов измерений блок 10 формирует сигнал счета, поступающий на один из"+" или "-" блока 5 суммированияВ этом случае числовая информация,содержащаяся в сумматоре 5; изменится на единицу. В четвертый такт периода измерения на выходе блока 10 логической обработки вырабатываетсясигнал записи, поступающий на соответствующий вход Запись" сдвиговогорегистра 8. По этому сигналу осуще.ствляется запись входной информации,поступающей на информационные входырегистра со светочувствительных элементов, а, Ь, с, с 1 приемника 4 излучения, после чего блок 10 обработкисигналов переходит к первому тактупроцесса измерения. Период процессаизмерения, состоящий из четырех тактов, повторяется. При изменении направления перемещения объекта 40 исчитывающей головки на противоположное, происходит перекрытие зубчатойрейки светового потока на светочувствительный элемент приемника 4 излучения.На выходе схемы 9 сравнения вовтором измерительном такте вырабатывается сигнал логической "1", поступающий на информационный вход блока10 логической обработки сигналов.В третьем такте периода измеренияна выходе блока 10 формируется импульс счета, который в этом случаеподается на другой вход блока 5 сум1573346 мент, то зная шаг Ь расположениясветочувствительных элементов, определяют истинное смещение считывающейголовки относительно зубчатой рейки.Таким образом за один период измерения блок 6 индикации фиксирует вцифровом виде число, соответствующеетекущему линейному размеру или величине перемещения контролируемогообъекта 40. М.Кузнецодюкова оставител рректор Н.Король, Редактор С.Патрушева ехр Тираж 48 венного комитета по и 113035, Москва, Ж, каз 1637 НИИПИ Госу Подписноеретениям и открытиям при ГКНТ СССушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 Формула изобретенияУстройство для измерения линейных размеров и перемещений содержащее измерительную линейку с периодической световой структурой, источник излучения,. приемник излучения, оптически связанный с источником излучения через измерительную линейку, источник и приемник излучения установлены с возможностью перемещения вдоль измерительной линейки, и счетчик, о т л и ч а ю щ е е с я. тем,что, с целью повышения быстродействия, оно снабжено сдвиговым регистром с параллельной записью информации, схемой сравнения, первая группавходов которой подключена к выходамсдвигового регистра, блоком логической обработки информации, информационный вход которого подключен к выходу схемы сравнения, а первые три выхода подключены к управляющим входамсдвигового регистра, синхрогенератором, выход которого подключен к тактовому входу блока логической обработки информации, приемник излучения выполнен в виде линейки, фоточувствительных элементов, выходы которыхподключены к информационным входамсдвигового регистра и к второй группе входов схемы сравнения, счетчиквыполнен реверсивным, а входы счетчика подключены к четвертому и пятомувыходам блока логической обработкиинформации,