Цифровой измеритель толщины дви-жущегося материала

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Реслублнк(51)М, Кл,з Я 01 В 15/026 01 В 7/04 с присоединением заявим М Государственный комитет,СССР ио делам изобретений и открытий 1(53) УДК 531.717. .11(088.8) Дата опубликования описания 25.02,81 54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ТОМАТЕРИАЛА ВИЖУЩЕГО втоматикереднаэнаеренияокрытий Изобретение относится к аи вычислительной технике и ичено для автоматического изм толщины слоев многослойных пв процессе их нанесения.Известно устройство для автоматнческого контроля толщины слоев многослойных покрытий в процессе их нанесения, содержащее радиоизотопные толщиномеры, построенныепо автоматической компенсационной. схеме с компенсацией, осуществляемой электродвигателями, и имеющие электричес". кий выход на регистрирукщие элект- ронцые потенциометры которые с целью исключения влияния на результаты измерений изменения толщины основы. и скорости движения основы, достигаемых дискретным контролем одних и тех же точек основы до и после покрытия, .снабжено приводимым в движение осио;", вой мерным роликом, выполненным в виде диска с прорезами, обеспечивающего подачу сигнала на усилители, управляющие двигателями обратных связей толщиномеров с выходныки реохордами, запоминающими обработанные величины суммарных толщин, щетки которых подключены к регистрирующим прибораи 11/ Однако это устройство, менеенадежноточно и стабильно во временипо сравйению с цифровыми устройствами,измерения в нем производятся не непрерывно, а дискретным контролем одних и тех же точек основы до и послепокрытия, при этом следующее измерение основы без покрытия для учета ее 1 О толщины при дальнейших изменениях вОзможно только после того, когда предыдущая точка измеренной основы пройдетпод толщиномерами, измеряющими первое и второе покрытие, и при большихвременах запаздывания, существенно.превышакщих постоянную времени измерейия, участки материала длиной отпервого до последнего толщиномерапрактически не контролируются. Кро-ме того, это устройство также не ф учитывает изменение скорости перемещения измеряемого материала.Наиболее близким к предлагаемомупо техническому решению являетсяодноканальное устройство для измере ния толщины слоев покрытий движущихся материалов, содержащее измерительный датчик, элемент И, счетчик времени измерения, управляющийблок, измерительный.счетчик, датчик ЗО скорости перемещения измеряемогоматериала, счетчик времени наполнения заданного количества импульсов. и управляемый целитель частоты. Этоустройство обеспечивает усреднениеизмеряемой величины не по времени,а по длине измеряемого материала, путем учета скорости перемещения измеряемого материала 23.Однако в этом устройстве, не учйтывается транспортное запаздывание.Цель изобретения - обеспечение непрерывного измерения толщины слоевмногослойных покрытий движущегосяматериала,Поставленная цель достигается тем,что в цифровой измеритель толщиныдвижущегося материала введены каналыизмерения, кажцый из которых включаетв себя измерительнь 1 й датчик, элементИ, управляемый делитель частоты и измерительный счетчик, причем все каналы, кроме первогои последнего,содержат два измерительных счетчика, квыходам измерительного счетчика первого канала и вторых измерительныхсчетчиков остальных каналов, за исключением последнего, подключены регистры сдвига, установочные входыпервых измерительных счетчиков всехканалов, начиная со второго, подключены к выходам регистров сдвига, авыходы соединены с блоками оперативной памяти, вторые входы которыхсвязаны со вторым выходом управляющего блока, входы записи, переписии сдвига регистров подключены соответственно к второму, третьему ичетвертому выходам блока управления.На чертеже представлена структурная схема цифрового измерителя толщины движущегося материала,Измеритель содержит измеритель-ные датчики 1, элементы И 2, управ.;ляющий блок 3, счетчик 4 времени измерения, измерительные счетчики 5,.датчик б скорости перемещения измеряемого материала, измеритель 7 периодауправляемые делители 8 частоты,регистры 9 сдвига, блоки 10 оперативной памяти.Предлагаемый цифровой измерительработает следующим образоМ.Датчик б скорости перемещенияизмеряемого материала вырабатываетимпульсный сигнал, частота повторения которого Г линейно зависит отскорости движения измеряемого материала У1 АЧ,.где А - коэффициент пропорциональностиЭтот сигнал пересчитывается на коэффициент К(К= 1,2)в измери.теле 7 периода и подается на счетчик 4 времени измерения, который заполняется через время измеренияК Йдгде Й.4 - объем .счетчика 4 времени измерения.За время измерения под датчиком 6 скорости перемещения измеряемого материала, а также под измерительными датчиком 1 пройдет следующая длина измеряемого материала:К м 41. Ч Т= На выходе измерителя периода 7 получаем код числа 1, пропорционального периоду частоты 1 сигнала, вырабатываемого датчиком 6 скорости перемещения измеряемого материалаК КЧА ЧПоскольку выходы измерителя 7 периода соединены со входами установки коэффициентов пересчета управляемых делителей 8 частоты, то коэффициенты О 15 пересчета делителей 8 частоты будут "ф равны числу 1За время измерительного цикла,пока сигналом с первого вьрода управляющего блока 3 элементы И 2поддерживаются в открытом состоянии, 25 в измерительных счетчиках 5 записывается результат измеренияТ= Ч,4где И - средняя частота импульсовна выходе соответствующего измерительного датчика 1, функциональносвязанного с измеряемым параметром.При этом результат измерениябудет усреднен не за постоянное время измерения Т, а на постоянном подлине участке измеряемого материалаи не будет зависеть от скоростиперемещения измеряемого материала.Измерительные датчики устанавливают 40 так, чтобы между первым и вторым,вторым и третьим и т. д. размещалосьцелое число участков усредненияа объем соответствующего регистрасдвига 9 выбирают пропорциональным 4 этому числуПо окончании времени очередногоцикла измерения сигнал с первого выхода управляемого блока 3 закрываетэлементы И 2, сигнал со второго выхода управляемого блока 3 производит запись результата с соответствующих измерительных счетчиков 5в младшие разряды регистров сдвига9 и в блоки оперативной памяти 10.Сигнал с третьего выхода управляюще- И го блока 3 переписывает:в обратномкоде результат со старшего разрядарегистров сдвига 9 в измерительныесчетчики 5, Сигнал с четвертоговыхода управляющего блока произвол дит сдвиг результата, записанногов младших разрядах регистров сдвига9 на один шаг в сторону старших разрядов, Одновременно с этим сигнал спервого выхода управляющего блока у открывает элементы И 2 и начинается следующий цикл измерения. Такимобразом, перед началом измерительного цикла, в течение которого подпервым измерительным датчиком 1проходит и -ый участок усреднения,в измерительном счетчике 5 второгоканала в обратном коде записываетсярезультат измерения толщины основынаИ - К ) -том участке усреднения, где к - число участков усреднения между датчиком 1, измеряющим толщину основы беэ покрытия, идатчиком 1,.измеряющим толщину основы с первым слоем покрытия, авизмерительном счетчике 5 третьегоканала в обратном коде записываетсярезультат измерения основы и первогослоя покрытия на ( И- К - щ ) - омучастке усреднения, где щ - числоучастков усреднения между датчиком1, измеряющим толщину основы беэ покрытия и датчиком 1, измеряющим толщину основы с первым и вторым слоямипокрытия и т, д. По окончании времени измерения в измерительном счетчике 5 первого канала записывается результат измерения толщины основы И - 25го участка, во втором измерительномсчетчике 5 второго канала записывается результат измерения толщины основы и первого слоя покрытия на И- К)ом участке, а в первом счетчике 5результат измерения первого слоя покрытия на этом участке, и в .измерительном счетчике 5 третьего канала записывается результат измерения второго слоя покрытия на ( И - К - и ).- омучастке усреднения и т д. числа измеряемых слоев неограниченно. При этомрезультаты измерения сохраняются всоответствующих регистрах сдвига 9и блоках памяти 10 за все время прохождения измеряемого материала между 40соответствующими преобразователями.Предлагаемое устройство можетбыть применено и для случая, когдасредняя частота импульсов на выходедатчиков 1 имеет нелинейную зависимость от измеряемого параметра. В этомсМучае измерительные счетчики 5 выпслняют в виде цифровых нелинейныхфункциональных преобразователей,Формула изобретенияЦиФровой измеритель толщины движущегося материала, содержащий измерительный датчик, подключенный через элемент И к входу управляемого делителя частоты, установочные входы ко.торого соединены с выходами счетчика времени наполнения заданного количества импульсов, а выход - со входом измерительного счетчика, счетчик времени наполнения заданного количества импульсов подключен управляющим входом к датчику скорости перемещения измеряемого материала, а выходом - через счетчик времени измерения к входу управляющего блока, выход которого связан с вторым входом элемента И, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что," целью непрерывного измерения толщины слоев многослойных покрытий движущегося материала, измеритель содержит каналы измерения, каждый из которых включает в себя измерительный датчик, элемент И, управляемый делитель частоты и измерительный счетчик, причем все каналы, кроме первого и последнего, содержат два измерительных счетчика, к выходам измерительного счетчика первого канала и вторых измерительных счетчиков остальных каналов,за исключением последнего,подключены регистры сдвига, установочные входы первых измерительных счетчиков всех каналов, начиная со второго, подключены к выходам регистров сцвига, а выходы соединены с блоками оперативной памяти, вторые входы которых связаны с вторыми выходами управляющего блока, входы записи, переписи и сдвига регистров подключены соответ,ственно ко второму, третьему и четвертому выходам управляющего блока.Источники информации,принятые во,внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 173958, кл. Ц 01 В, 1973.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2117062/28,кл. Ь 01 В 15/02, 1975(прототип).80705 В Закаэ 263/б 1 Тираж б 53 ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретениЯ и открытиЯ 113035 Москва, 3-35, Раушская наб.