Устройство автоматического контроля геометрических размеров объектов

(51)5 С 01 В 21/О ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИЗОБРЕТЕНИЯ ЛЬСТВ(54) УСТРОЙКОНТРОЛЯ ГЕОБЪЕКТОВ ВО ЛВТОМЛТИЧЕСКОГО ЕТРИЧЕСКИХ РЛЗМЕРОВ ся к измериобретения -еряемых 57) Изобрет ельной техн ение относике. Цельиапазона и расширение размеров и теля импул вам исключе ия Аорм длитель ост иа заданнои его зону и ограничиваю повышение т ния Фотопри мер ении м испол ваности п ника на ове датчи СПИ САНИ 8 О157 М 67 на приборе с зарядовой связью, Лучсвета от источника 1 монохроматпчсского излучения через оптическую систему 2 направляется нд измеряемуютрубку 18 соосно с ней под угломк поверхности. Лучи, отраженные отвнутренней и внешней ее стенок, направляются на Аотопрпемпик 3 на основе датчика на приборе с зарядовойсвязью и преобразуются в видеосигнал. По импульсам полученного сигналапервый и второй Аормировдтели 13 и14 импульса измеряемого размера формируют импульсы, по которым определяется измеряемый размер. Формирователь 8 импульса положения изделияАормирует импульс, длительность которого пропорциональна положению изделия в зоне измерения. Полученные сигналы обрабатываются бпоком 17 вычислений. 2 илИзобретение относится к измерительной технике и может быть использонано, например, для измерения толщины стенок изделий типа стекляннь 1 х5 трубок, например, при технологическом контроле в процессе их изготовления.Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых размеров путемисключения формирователя импульса заданной длительности, ограничивающего зону измерений,и повышение точности путем использования Аотоприемника на основе датчика с зарядовойсвязью, 151 д фиг.1 представлена Аункциональная схема устройства; на Аиг.2 нременные диаграммы его работы.Устройство содержит оптически сззязанные источник 1 монохроматического излученш, оптическую систему 2 и фотоприемник 3 на основе датчика 1на приборе с заряцоной связью (ДПЗС), последовательно соединенные видеоусилитель 4, блок 5 аппроксимации, поро голый элемент 6 и инвертор 7, последовательно соединенные формирователь 8 .импульса положения изделия и первый счетчик 9, второй 10, третий 11 и четвертый 12 счетчики, первый 13 и второи 4 формироззатели импульса измеряемого размера, тактовый генератор 15, задающий генератор 16 и блок 17 вы,числений. Первый, второй и третий выходы тактового генератора 15 подключены соответственно к управляющему входу Аотоприемника 3 на основе ДПЗС второму входу видеоусилителя 4 и второму входу блока 5 аппроксимации, Четвертый выход тактового генератора подключен к первым входам Аормиронателей,13 и 4 импульса измеряемого размера, первому входу Аормирователя8 импульса положения изделия, первому входу блока 17 вычислений и управляю 45 щему входу второго счетчика 10. Выход инвертора 7 подключен к вторым входам второго Аормирователя 14 импульса измеряемого размера и Аормирователя 8 импульса положения изделия, К второму входу первого Аормирователя 1350 импульса измеряемого размера подключен выход порогового элемента 6, Первый выход первого Аормирователя 13 импульса измеряемого размера подключен к управляющему входу третьего счетчика 11, первый выход второго формирователя 14 импульса измеряе,мого размера - к управляющему входу четвертого счетчика. Второй выход каждого Аормиронателя 13 и 14 импульса измеряемого размера подключен к его третьему входу. Выход задающего генератора 16 подключен к входам .частоты заполнения счетчиков 9-12, выходы которых подключены к информационным входам блока 17 вычислений, выход которого подключен к входам обнуления счетчиков 9-12. Измеряется толщина стенки стеклянной трубки 8.Устройство работает следующим образом.Луч источника 1 монохроматического излучения, сАормированный оптической системой 2 в пучок света, направляется под углом р( = 50 - 60" соосно с измеряемым объектом - оптически прозрачной трубкой 18. Отраженные от внешней и внутренней поверхностей стенки трубки 18 лучи направляются на фотоприемник 3 на основе ДПЗС, расположенный в Аокусе оптической системы 2. акопленная на фотоприемнике 3 на основе ДПЗС инАормация считывается с.помощью тактового генератора 15, который осуществляет Аормирование тактовых импульсов для фотоприемника 3 на основе ДПЗС и, кроме того, осуществляет формирова ние импульсов выборки управляющих сигналов для нидеоусилителя 4 и блока 5 аппроксимации. Видеосигнал с выхода фотоприемника 3 на основе ДПЗС поступает на первый вход нидеоусилитеця 4, который усиливает его до необходимого уровня и фильтрует от возможных помех. Усиленный и очищенный от помех сигнал, несущий информацию о размере измеряемого изделия, поступает на блок. 5 аппроксимации, который н 1сглаживает его и выдает на вход порогового элемейта 6, при этом первый импульс соответствует световому лучу, отраженному от внешней стенки стеклянной трубки 18, а второй импульс от ее внутренней стенки.На выходе порогового элемента 6 образуются два импульса прямоуголь- . ной формы, расстояние между средними частями которых есть истинноезначение толщины стенки Б стеклянной трубки 18, Импульсы поступают на счетный вход первого Аормирователя 13 импульса измеряемого размера и вход инвертора 7,с выхода которого инверсные импульсы поступают на счетный вход10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 второго Аормирователя 14 импульса, измеряемого размера и второй вход Аормирователя 8 импульса положения изделия, на первый вход которого поступает сигнал створа с четвертого выхода тактового генератора 15 (см. фиг.2), поступающий также на первые входы первого и второго Формирователей 13, 14 импульса измеряемого раз.мера, управляющий вход второго. счетт чика 10, и на вход блока 17 вычислений.Первый и второй Формирователи 13 и 14 импульса измеряемого размера1 формируют два импульса Би 8, половина геометрической суммы длительностей которых есть значение толщины стенки стеклянной трубки 18/8(+ БгЯ2 Формирователь 8 импульса положенияизделия Аормирует импульс, несущийинформацию о положении стекляннойтрубки 18 в зоне измерения. С выходапервого и второго Аормирователей 13и 14 импульса измеряемого размераи с выхода Аормирователя 8 импульсаположения изделия импульсы поступаютсоответственно на управляющие входыпервого, третьего и четвертого счетчиков 9, 11, 12. Первый, второй,третий и четвертый счетчики 9, 10,11, 12 подсчитывают количество импульсов от задающего генератора16 за время действия импульсов на ихуправляющих входах. Частота задающегогенератора 16 должна быть по крайней .мере на порядок выше частоты тактового генератора 15С выходов счетчиков 9-12 инАормация считывается иобрабатывается блоком 17 вычислений,который по концу ймпульса створа после считывания информации сбрасываетсчетчики в исходное состояние,6Блок 5 аппроксимации представляетсобой Аильтр нижних частот, частотасреза которого определяется управляющим сигналом, поступающим с 3-го выхода тактового генератора 15. Приэтом, осуществляя сглаживание исходного видеосигнала, он позволяет расширить разрешающую способность устройства выше, чем один элемент Фотоприемника 3 на основе ДПЗС.1Формула изобретенияУстройство автоматического контроля геометрических размеров объектов, содержащее оптически связанныеисточник излучения и Аотоприемник,видеоусилитель, к входу которогоподключен выход Аотоприемника, пороговый элемент, последовательно соединенные Аормирователь импульса положения изделия и первый счетчик, второй и третий счетчики, задающий генератор, выход которого подключен к входам частоты заполнения первого,второго и третьего счетчиков, блоквычислений, к информационным входамкоторого подключены выходы первого,второго и третьего счетчиков, выходблока вычислений подключен к входамобнуления первого, второго и третьего счетчиков, о т л и ч а 1 ю щ е е с ятем, что, с целью расширения диапазона измеряемых размеров и повышения точности, оно снабжено оптическойсистемой, оптически связанной с источником излучения и Фотоприемником,блоком аппроксимацпг, вход которогоподключен к выходу видеоусилителя,тактовым генератором, первым и вторым Аормирователями импульсов измеряемого размера, инвертором;г четвертым счетчиком, источник излучениявыполнен в виде источника монсхроматического излучения, Фотоприемппквыполнен на основе датчика па приборес зарядовой связью, выход блока аппроксимации подключен к входу порог ового элемента, первый выход тактоьогогенератора подключен к управляющемувходу Фотоприемника, второй выход -к второму входу видеоусилителя, третий выход тактового генератора подключен к управляющему входу блока аппроксимации, вьгход импульса стробатактового генератора подключен к первым входам первого и второго Аормирователей импульсов измеряемого размера, к первому входу Формггроватеггяимпульса положения изделия, к первомувходу блока вычислений и к управляющему входу второго счетчика, выход порогового элемента подключен к второмувходу первого Аормирователя импульсаизмеряемого размера и к входу инвертора, выход которого подключен к второму входу второго Формирователя импульса измеряемого размера и к второму входу Аормирователя импульса положения изделия, выход первого Аормирователя импульса измеряемого размераподключен к управляющему входу третьего счетчика, выход второго Вормирова