Устройство для измерения ширины светящейся линии

) (11) й)з 0 01 В 21/00 ОПИСАН К АВТОРСКОМУ ТЕН ИЗ ВИДЕТЕЛ ЬСТВ с(72 контрольножет быть ис- испытаниях етение относится ьной технике и м о при поверке афов,но устройство а еометрических р чающее прибор од которого подкл ктового генератор ходу видеоусилит ИзобризмерителпользованосциллогрИзвестконтролятов, вклюсвязью,вхвыходу тапервому в втоматическогоазмеров объекс зарядовойючен к первомуа, а выход -еля, последова ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Киевский институт автоматики им. ХХУсъезда КПСС(56) Авторское свидетельство СССРМ 1288504, кл, 6 01 В 21/02, 1981.Авторское свидетельство СССРМ 4627693, кл. 0 01 В 21/02, 1988,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ШИРИНЫ СВЕТЯЩЕЙСЯ ЛИНИИ(57) Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано при проверке и испытанияхосциллографов, Цель визобретения - уменьшение энергопотребления за счет упрощения конструкции схемы преобразованияустройства. Устройство содержит датчикизображения в виде линейки из позиционных, опорного и блокирующего световодовс полированными фотоприемными торцами,схему блокировки в виде логического элемента ЗАПРЕТ, прямой вход которого сбединен с опорным световодом, аинвертируемый вход - с блокирующим световодом, схему преобразования сигналадатчика, включающую группу логическихэлементов ЗАПРЕТ, прямой вход каждого изкоторых соединЕЪ"с"стуответсувуВОймновн"ционным световодом, в инвертируемыйвход - с последующим световодом, и элемент цифровой индикации, а с целью умень-шения электротпотребленйяСхемапреобразования содержит фоторезистор,один из электрических выводов которого соединен с первойкмлнеммойэлмектро 11 йтания,а оптический вход - с выходом элемента"ЗАПРЕТ схемы, блокировки, и гру у ойЪыческих клапанов, о 7 ьединейййе между со:бой первые электрические выводы которыхсоединены с другим электрическим выводом фоторезиСтонра, объединенные междуЗсобой вторые электрические выводы - совторой клеммой электропитания, причемоптический вход каждого из клапанов соеДИНЕН С ВЫХОДОМ СООтВЕстСнттВУЮы 1 ЦЕГО ЭЛЕМЕНта ЗАПРЕТ груи"иы,- кроме послед 1 угоклапана, оптичеСкий вход которого соединен с последним йтоэйционтным световодом,а оптический вйход каждого йз них - с"соответствующим выводом элемента индикации. 2 ил,тельно соединенные блок айпрокснимацйи, интегратор, схесмыун"вь 1 борки-хранения, схему сравнения, преобразователь напряжение- частота, а также источник опорного напряжения, измерительнйй компаратор и масштабирующий счетчик. Укаэанное устройство измерыяест гесойеТрсичвскйе размеры светящегося объекта.Однако это устройство является сло)кной по структуресистемой и имеет невысокое быстродействие,опорного и блокирующего световодов с пол 50 55 Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения ширины светящейся линии, содержащее датчик иэображения, схему преобразования сигнала, схему блокировки и элемент индикации,при этом схема преобразования состоит из соответственно соединенных группы оптико-электронных логических элементов И игруппы логических элементов ЗАПРЕТ. В этой устройстве сформированный датчиком изображения сигнал (потоки фотонов) ширины линии поступает в схему пре.образования и путем коммутации потоков фотонов посредством соответствующих элементов И и ЗАПРЕТ преобразуется в числовое значение ширины линии.Недостатком известного устройства является сравнительно высокое энергопотребл ение вследствие того что оптико-электронная схема применяемых элементов И включает энергоемкие детали - резистор, резисторные фотоприемники и диодный светоизлучатель,Цель изобретения - уменьшение энергопотребления за счет применения элементов с малой энергоемкостью,Поставленная цель. достигается тем, что в устройстве, содержащем датчик изображения в виде линейки из позиционных,ированными фотоприемными торцами, схему блокировки в виде логического элемента ЗАПРЕТ, прямой вход которого соединен с опорным световодом, а инвертируемый вход - с блокирующим световодом, схему п реобрзэований сигнала датчика, включающую группу логических элементов ЗАПРЕТ, прямой вход каждого из которых соединен с соответствующим позиционным световодом, а инвертируемый вход - с последующим позиционным световодом, оптический блок преобразования и элемент цифровой индикации, оп 1 ический блок преобразования выполнен в виде фоторезистора, бдин из электрических выводов которого соединен с первой клеммой электропитания, а оптический вход - с оптическим выходом элемента ЗАПРЕТ схемы блокировки, и группы жидкокристаллических клапанов, объединенные между собою йервые электрические выводы которых соединены с другим электрическим выводом фоторезистора, объединенные между собой вторые электрические выводы - со второй клеммой электропитаний, причем оптический вход каждого их клапанов соединен с выходом соответствующего элемента ЗАПРЕТ группы, кроме последнего клапана, оптический вход которого соединен с последним позциоым световодом, а опти 10 15 35 40 ческий выход каждого из них - с соответствующим выводом элемента индикации,Уменьшение энергопотребления отэлектрического источника питания.достигается за счет замены энергоемких оптикоэлектронных логических элементов И нажидкокристаллические клапаны, которыепрактически не потребляют энергию электрического тока, и фоторезистор, При этомтакже существенно упрощается конструкция устройства за счет применения в нем 9шт, клапанов и одного фоторезистора вме- .сто схемы на элементах И, в состав которойвходит несколько десятков резисторов, фоторезисторов, светодиодов (например., вслучае замены элементов И, из устройстваисключены 9 шт, резисторов, 9 шт, светодиодов, 18 шт. фоторезисторов, элементов И,из устройства исключены 18 шт, фоторезисторов и 9 шт. светодиодов).На фиг, 1 дана структурная схема устройства для измерения ширины светящейсялинии; на фиг. 2 - конструкция оптическогожидкокс исталлического (ЖК) клапана.Устройство для измерения ширины светящейся линии включает датчик 1 изображения в виде линейки из позиционных 2,опорного 3 и блокирующего 4 световодов,схему преобразования сигнала датчика в виде группы элементов ЗАПРЕТ 5, прямойвход каждого из которых соединен с соответствующим позиционным световодом, аинвертируемый вход - с последующим позиционным световодом, схему блокировки ввиде логического элемента ЗАПРЕТ 6, прямой вход которого соединен с опорным свгтоводом 3, а инвертируемый вход - сблокирующим световодом 4, оптическийблок преобразования в виде фоторезистора7, оптический вход которого соединен с оптическим выходом элемента ЗАПРЕТ 6, игруппы жидкокристаллических клапанов 8,оптический вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего элементаЗАПРЕТ 5 группы, за исключением клапана8,9, оптический вход которого соединен спозиционным световодом 2,9, а оптическийвыход каждого из которых через соответствующий выход 9 блока соединен с соответствующим выводом элемента 10 цифровойиндикации, объединенные между собойпервые электрические выводы ЖК-клапановсоединены с одним из электрических выводом фоторезистора 7, объединенные междусобой их электрические выводы - с клеммой11 электропитания. Другой электрическийвывод фоторезистора 7 соединен с клеммой12 электропитания,В качестве световодов 2-4 датчика 1используют, например, круглые волоконные1753270 10 20 25 30 40 50 световоды с полированными фотоприемными торцами диаметром 0,1 мм каждый, расположенные вплотную друг к другу. В качестве элементов 5 и 6 применяют элементы ЗАПРЕТ. 5 Элемент 10 индикации выполнен, например, иэ световодов с полированным косым срезом, образующим сегменты для синтеза цифры от 0 до 9 и знака "запятая",Оптический клапан 8 состоит из помещенного в кожух из светонепроницаемого материала ЖК-элемента 13 с электродами 14 и 15 (соединены с электрическими выводами клапана), входного 16 и выходного 17 световодов, оптически контактируемых с фотоприемной и светоизлучающей поверхностями ЖК соответственно. При этом используют работающий на просвет ЖК с управлением электрическим током, Один из электродов каждого ЖК соединен с клеммой 11 а другой через"фоторезистор 7 - с клеммой 12 источника электропитания постоянного тока. С фотоприемной поверхностью фоторезистора 7 оптически контактирует световод 18 (выходной световод элемента 6).Устройство работает следующим образом.При измерении, например, ширина линии луча осциллографа (например, ширины 0,7 мм) линейку датчика 1 располагают вплотную к экрану осциллографа перпендикулярно линии видимого следа, ручкой управления осциллографа линию плавносдвигают вниз до совмещения ее края с 35фотоприемным торцом опорного световода 3 и на табло элемента индикации считывают числовое значение "0,7 мм" ширины линии луча. При этом видимый след накрывает торцы пози цио н н ых с вето водов 2.1 - 2.7, Возникающий в световодах 2,1 - 2,7 сигнал (поток. фотонов) подают на вход элементов 5.1-5,7, Однако только на выходе одного элемента 5,7 есть при этом выходной сигнал, так как этот элемент открыт (на его инвертируемый вход сигнал не поступает,так как соответствующий световод 2,8 не освещен), а элементы 5,1-5,6 закрыты сигналом, поступающим на их инвертируемые входы из световодов старшей позиции. С выхода элемента 5.7 поток фотонов поступает на оптический вход ЖК-клапана 8,7,ЖК пропускает свет, так как к его электродам приложен управляющий электрический потенциал-фоторезистор 7 электрического ключа открыт потоком фотонов, поступающих из световода 3 через элемент 6 (открыт,так как на его инвертируемый вход поток фотонов не поступает - соответствующий световод 4 не освещен), С оптического выхода этого ЖК-клапана сигнал подают на выход 9,7, затем в индикатор 10, где индицируется числовое значение "0,7 мм" ширины линии луча, Сигнал на выходе схемы (и на индикаторе) бтсутствует, если светящаяся линии смещена выше (ниже) опорного световода 3 (при этом все ЖК-клапаны 8 закрыты, так как закрыт электрический ключ 7, поскольку на его оптичеСкий вход-не поступает сигнал Йз опорйбгб световода 3).Предлагаемое устройство имеет преимущество передпрототипом; за счет замены элементов И наоптические ЖК-клапаны и фоторезистор число применяемых энергоемких элементов уменьшено в 3-4 раза и в 1,5-2 раза уменьшена за счет этого потребляемая энергия отэлектрйческого источника питания,Формула изобретения Устройство для измерения ширины светящейся линии, содержащее датчик изображения в виде линейки из позиционных, опорного и блокирующего световодов с полированными фотоприемными торцами, схему блокировки в виделбЮЧЖкогб"флбйента ЗАПРЕТ, прямой входкоторого соединен с опорным световодом, а инвертируемый вход - с блокирующим световодом, схему преобразования сигнала датчика, включающую группу логическйх элементов ЗАПРЕТ, прямой вход каждого из которых соединен с соответствую щей"йозй 1 ТЙоййьтм светово-" дом, а инвертируемый вход - с последующим позиционным световодом, оптический блок преобразования и элемент цифровой индикации, отл ич а ющ ее с ятем, что, с целью уменьшения энергопотребления, оптический блок преобразования выполнен в виде фоторезистора, один из электрических выводов которого соединен с первой клеммой электропитания, а оптический вход - с оптическим выходом элемента ЗАПРЕТ схемы блокировки, и группы жидкокристаллических клапанов, объединенные между собой первые электрические выводы которых соединены с другим электрическим выводом фоторезистора, объединенные между собой вторые электрические выводы - с второй клеммой электропитания, причем оптический вход каждого из клапанов соединен с выходом соответствующего элемента ЗАПРЕТ группы, кроме последнего клапана, оптический вход которого соединен с последним позиционным световодом, а оптический выход каждого из них - с соответствующим выводом элемента индикации,1753270 б оставитель В, Чубатеехред М,Моргентал Кор ашкович актор О, Голое здательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 1 роизводстве Закааэ 2789 Тираж Подписное В НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открцтиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Рауаская наб., 4/5