Устройство для измерения скорости движения объекта

союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 цэ 601 Р ГОСУДАРСТВПО ИЗОБРЕТЕпРи гкнт сс И КОМИТЕТ М И ОТКРЫТ РЕТЕНИномерных объековышение быстростидлинномерного помощи прибора с бъектива, фокусити объекта на ПЗС, тва, наносящего нных блоков, пронала от ПЗС при ажения объектива ости ее движения и Н.Д.ЗИ.103-104НИЯ СКОасти изме использо мерения Ос (Л ма эп ПИСАНИЕ ИЗ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТА(57) Изобретение относится к облрительной техники и может бытьвано для бесконтактного и Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения скорости движения длинномерных объектов,Цель изобретения - повышение быстродействия.На фиг.1 представлена структурная схепредлагаемого устройства; на фиг.2 -юры сигналов на выходе отдельных элементов устройства.Устройство содержит линейный прибор с зарядовой связью (ПЗС) 1, объектив 2, через который иэображение участка дви.- жущегося объекта проецируется на свето- приемную площадку ПЗС. генератора 3 тактовых импульсов, выход которого соединен с управляемым входом ПЗС, последовательно соединенные датчик 4 временного интервала и детектор 5 фронтов, первый ЙЗ-триггер 6, 5-вход которого подключен к выходу детектора фронтов, а выход- к входу генератора 3 тактовых импульсов, усилитель 7 выходных сигналов ПЗС, подключенщ.Я 2 пп 1 67578 О А 1 скорости движения длин тов, Цель изобретения - и действия. Измерение скоро объекта производится при зарядовой связью (ПЗС), о рующего часть поверхнос мзркировочного устрой метки нв объект, и электро изводящих обработку си появлении в поле изобр метки и выцислении скор за время, равное 1 с, 2 ил ный к выходу ПЗС, формирователь 8 импульса "Конец считывания", вход которого соединен с выходом генератора 3 тактовых импульсов, а выход - с Й-входом первого Ю-триггера 6 и й-входом второго ВЯ-триггера 9, Я-вход которого подключен к выходу усилителя 7, счетный триггер 10, вход которого соединен с выходом детектора 5 фронтов, первый 11 и второй 12 элементы И, первые входы которых объединены и подключены к выходу генератора 3 тактовых импульсов, вторые входы- к выходу второго ВЯ-триггера 9, а третьи входы раздельно подключены соответственно к прямому и инверсному выходам счетного триггера 10.Устоойство также содержит третий элемент И 13, первый вход которого соединен с инверсным выходом счетного триггера 10, второй вход - с выходом формирователя 8 импульса "Конец считывания", реверсивный счетчик 14, суммирующий вход которого подключен к выходу первого элемента И 11, а вычитающий вход - к выходу второго эле мента И 12, регисто 15 памяти, упра 22 л 2 ц 1щий вхож которого соединен с выходомтретьего элемента И 13, а вход - с выходомреверсивного счетчика 14. Вычислитель 16скорости, подключенный 2",Воим Входа 22 к 5выходу регистра 15 памяти, счетч 22. 17, Входкоторого соединен с выхасам Второго элемента И 12, блок 18 задан 21 кгда границьполя зрения, блок ",9 сравнения, первый иВторой Входы котарог 2 з пОдключены саот" 22ветственна к выходу блока 18 задания кодаи к Выходу счетчика 1(, бт 2 ок 2 О метки, у.,.равляемый вход катара а;:оединен с выходом блока 19 сравнения.устройство работает седующим абразом,В исходном состоянии триггеры б, 9 и10, реверсивный счетчик 1 обнул 8 нь г;ипнал с датчика 4 временного интервала с;сутствует, При появлении на выхсде 20датчика 4 импульса О (фиг,2 б) длительнсстью 1 с, детектор 5 фронтс 2 В по переднемуфронту (момент времени 1:1) формирует короткий импульс 05, пад дей 2:твием которогопервый ВБ-триггер 6 и сче-ный тригч 2 р 1 О "5устанавливаются в единичное состояние(эпюры сигналов Ив, И о). Установка тригге.ра б в единичное состояние разрешает Генер а т О р у 3 т а к т О В ъъ х и м и ( л ь с О в н а ч а т ьформировать тактовые импульсы Цз, посту гпающие на управляемый Вход ПЗС 1. Поддействием этих тактовых импульсов осуществляется последае 2 ате 22 ьн 2 эе Въта 2 лкиваь 2 иена выход ПЗС заряда.:ых лакетов, накопленных в его ячейкак. Сдновременно Гакго-,15вые импульсы с выхода генератора 3поступают на первые ход;2 трехвходавыхэлементов И 11 и 12 и на вход формирователя 8 импульса "Конец считывания", Вслед"ствие того, чта второй ЯЯ-тригг 2 эр 9 4 Снаходится в зто время В нулевам состоянии,тактовые импульсы через элементь 2 И 11 и12 на входы реверсивного счетч 2 гка 14 непроходят.При выводе на выход П 23 С информации 45ячеек, на которые проецировалась изображение поверхности объекта без метки, навыходе усилителя 7 образуются импульсы07, амплитуда катар,2 Х недо:татачна для переключения ВЗ-триггера 9, Когда на Выход 5 Глинейки ПЗС введена информация К-яч 2.Й-ки, на которую спрсециравана изображение контрастной метки, на выходеусилителя 7 образуетс импульс достаточной амплитуды. Пад Действием этога им;.пульса триггер 9;станавливается еединичное состояние Оэ, разрешая тем самым прохождение тактоаьа: импульсов 2.,211через первый элеме:-2 т И 11 22 суммирук 2 щк 22вход реверсивного счетчик 14,С приходом на вход Формирователя 8 имг 2 ульсов "Конец считывания", . п импульсов нз еГО выходе фармируе 1 ся.импульс Ба, который устанавливает первый 8 и второй 9 ЯЗ-триггеры в нулевое состояние. запрещая тем самым генератору 3 формировать тактовые импульсы, ,читывание информации с линейного ПЗС заканчивается, на выходе реверсивного счетчика 14 зафиксируется код, саответстьующий количеству ячеек ли- НВЙКИ П-К.С г 2 риходом на Я-вход первого ВЯ-триггера б короткого импульса, сформированного Детектором 5 франтов по заднему фронту импульса, вырабатываемого датчиком 4 временного интервала (момент времени 12), работа устройства Г 2 роисхадит аналогично описанному, Дтли 22 е состоит в том, чта имг 2 ульсом с выхода Детектора 5 фронтов счетный триггер 1 О из единичного состояния переключается В нулевое состояние и тем самым раэре 212 ает прохождение тактовых импульсов И 1 з с Выхода генератора 3 через ВтааО 21 элемент И 12 на вычитающии вход реверсивного счетчика 14. Вследствие дчижения объекта в момент Времени 12 метка спроецируется на гл-ячейку ПЗС, Следовательно,;.а вычитающий Вход реверсивного счетчика 14 поступает пачка тактОВых им" пульсов, количество кагорых равно П-Гп, В результате на Выходе реверсивного счетчика образуетс; Ход, соа Гветствующий пере- М 82 цени 2 О изображения метки доль светОчуВстви ельнаи площадки23 С От к ячейки да гг 2-ячейк 2 за интервал времени, равный 12-11 =с, Зтот кад переписывается В регистр 15 памяти импульсом "Конец считыванияпоступа 2 ощим с вь 2 хода формирователя 8 импульсов на управляющий вход регистра памяти через третий элемент И 13, С Выхода регистра 15 памяти код поступает в вычислитель 16 который вычисляет скорость движения абьекта 21 с формуле где (гп-к) - количество ячеек ПЗС, пройденных меткой вдоль светоприемной площадки за Время Г;г= ", с - время измерения;.А 1 - Длинна ячейки ПЗС определяется путем деления длины све 1 оприемнай площадки ПЗС на число ячеек;Мо - масцгтаб оптического переноса изображения рабочей поверхности обьекта на света 2 риемную площадку ПЗС,При достижении меткой конца границы Тюля зрения объектива 2 маркировачнае устройство 20 устанавливает новую метку в начале границы поля зрения объектива 2. Управление блоком метки 20 осуществляется блоком 19 сравнения, на первый вход которого поступает код длины поля 5 зрения объектива с блока 18, а на второй вход код счетчика 17, соответствующий реальному положению метки в поле зрения обьектива 2.При появлении на выходе датчика 4 вре менного интервала следующего импульса процесс измерения скорости повторяется.Формула изобретенияУстройство для измерения скорости движения объекта, содержащее объектив, в 15 фокальной плоскости которого вдоль направления движения установлен линейный светочувствительный прибор с зарядовой связью (ПЗС), генератор тактовых импуль сов. выход которого соединен с входомпри бора с зарядовой связью, о г л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены формирователь импульсов, первый и второй ВЯ-триггеры, счетный триггер, первый, второй и третий 25 элементы И, реверсионый счетчик, регистр памяти, вычислитель, блок задания кода, счетчик, блок сравнения, блок метки, детектор фронтов, датчик врсменного интервала, выход которого поступает на детектор 30 фронтов, а с его выхода на Т-вход счетного триггера и 5-вход первого ЯЯ-триггера, Ввход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а выход первого КЗ- триггера соединен с ВхОдОм генератора тактовых импульсо;:., выход которого соединен с охсдом прибора с зарядной связью первыми входами первого и второго элементов И и входом формирователя импульсоэ выход ПЗС соединен с входом усилителя, выхсд которого подключен к Я- входу второго ЕЗ-триггера, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а выход второго КЯ-триггера соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, прямой выход счетного триггера соединен с третьим входом первого элемента И, а инверсный выход-с третьим входом второго элемента И и первым входом третьего элемента И, второй вхоД которого соединен с выходом формирователя импульсов, суммирующий вход реверсивного счетчика подключен к выходу первого элемента И, оычитающий вход - к выходу второ о элемента И, а выход реверсивного счетчика соединен с первым входом регистра памяти, второй вход которого подключен к выходу третьего элемента И, а выход - к выходу вычислителя, первый вход блока сравнения подключен к выходу блока задания кода, второй вход - к выходу счетчика, вход которого подключен к выходу оторогс элемента И, а выход блока сравнения подключен к входу блока метки.