Компаратор для поверки штриховыхмер

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Г ок з С оке тск их Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 170974 Р 1) 2060936/18-28с присоединением заявки Йо(51)М, К,з 6 01 В 21/02осударственный комитет СССР но лезам изобретений и открытий(54 РАТОР ДЛЯ ПОВЕРКИ ШТРИХО Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для поверки как линейных, таки угловых штриховых мер,Известны устройства для компарирования штриховых мер, содержащиеобразцовую и поверяемую штриховыемеры, содержащие фотоэлектрическиеканалы и электромеханические сканаторы, а также блоки обработки информации. В этих устройствах различие положения штрихов образцовой иповеряемой мер преобразуется во временной интервал, заполняемый счетными импульсами И 3.Точность преобразования в описанных устройствах ограничена скоростьюсканирования, Низкая скорость сканирования ограничивает производительность компарирования,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является компаратор для поверки штриховых мер,содержащий образцовую меру, каналыобразцовой и поверяемой меры, каждый из которых включает последовательно соединенные передающую телевизионную трубку с однострочной отклоняющей системой, имеющей генератор тока сканирования, усилитель сигнала телевизионной трубки и демодулятор, а канал поверяемой мерывключает также триггер и конъюнктор 21,Однако все преобразования сигналов в описанном устройстве осуществляются аналоговыми элементами,нестабильность параметров и характеристик которых приводит к погрешностям измерений, а необходимость систематической корректировки егочувствительности ограничивает быстродействие.Цель изобретения - повышение 1 точ 15 ности и быстродействия компаратора.Укаэанная цель достигается тем,что компаратор снабжен четырьмя пороговыми элементами с импульснымвыходом, реверсивным счетным блоком.20 регистром, дифференцирующей цепьюи преобразователем код-напряжение,демодуляторы выполнены по схемесинхронного детектора, синхронизирующий вход которого соединен с25 выходом генератора тока сканирова"ния в канале образцовой мерц, выходсинхронного детектора связан со входами двух параллельно включенных пороговых элементов, выходы пороговых30 элементов соединены, соответственно,с входами суммирования и вычитаниясчетного блока, выход счетного.блока соединен со входом преобразователя код-напряжение, выход преобразователя код-напряжение подключенк отклоняющей системе телевизионной арубки канала образцовой меры, в ка"нале поверяемой меры выход синхронного детектора соединен со входамидвух параллельно включенных пороговых элементов, выходы пороговых элементов соединены с соответствующимираздельными входами триггера, одиниз выходов триггера через дифференцирующую цепь подключен ко входуконъюнктора, второй вход коньюнктора соединен с выходом счетного блока канала образцовой меры, а выходсвязан со входом регистраУказанная цель достигается также тем, что шина стирания регистра связана со вторым выходом триггера.На чертеже приведена структурная ехема компаратора.Источниками света 1.1 и 1,2 освещаются образцовая мера 2 в виде периодических прозрачных и непрозрачных участков и поверяемая штриховая мера 3, механически связанные между собой так,что обеспечивается синхронное перемещение мер в направлении, показанном на чертеже стрелкой. Шаг меры.2 выбирается равным шагу меры 3, либо - в целое число раз меньшим шага последней. Изображения мер 2 и 3 проецируются посредством оптических систем 4.1 и 4,2 на фотокатоды передающих телевизионных трубок 5 и 6, снабженных однострочными отклоняющими системами с отклоняющими катушками 7 и 8 в канале образцовой меры и катушкой 9 канала поверяемой меры. В каждом из каналов сигнальные выходы телевизионных трубок 5 и 6 связаны со входами усилителей 10 и 11 соответственно. Генератор 12 тока сканирования подключен к катушкам 7 и 9, а также к опорным входам синхронных детекторов 13 и 14, сигнальные входы которых подключены к выходам усилителей 10 и 11 соответственно. К выходам синхронных детекторов 13 и 1 подключены по два пороговых элемента 1516 и 17,18 соответственно, выполненных по схеме балансного диодно-регенеративного компаратора напряжения на базе блокинг-генератора и имеющими импульсный выход. Выходы пороговых элементов 15 и 16 подключены к суммирующему и вычитающему входам соответственно реверсивного счетного блока 19,выход которого связан с преобразователем код - напряжение (ПКН) 20, выход которого подключен к кагушке 8.Узлы 1 ф 1 ф 2(41 ф 517 ф 8 с 10 ю 13,15,16, 19 и 20 образуют измерительный ка,налобразцовой меры. 20 25 30 35 ао 4 0 55 46 Ф Выходы пороговых элементов 17 и 18 подключены к соответствующим входам триггера 21 с раздельными входами, выход которого подключен. через дифференцирующую цепь 22 и конъюнктор 23 ко входу регистра 24. На второй вход конъюнктора 23 подается сигнал с выхода счетного блока 19, а шина стирания регистра 24 связана со вторым выходом триггера 21. Выходной сигнал регистра 24 подается на индикаторное и цифропеча- тающее устройства (цПУ) (не показанные на чертеже) .узлы 1.2,3,4,2,6,9,11,14,17,18 и 21 - 24 образуют измерительный канал поверяемой меры. Компаратор работает следующимобразом,В канал образцовой меры ток генератора 12, протекающий по катушке7, вызывает сканирование изображения меры 2 электронным лучом трубки5, выходной сигнал которой усиливают усилителем 10 и демодулируютсинхронным детектором 13. При совпадении фазы выходйого сигнала усилителя 10 с фазой напряжения генератора 12 на выходе синхронного детектора 13 возникает положительноенапряжение, которое возбуждает пороговый элемент 15, генерирующийимпульсное напряжение. Эти импульсыпоступают на суммирующий вход счетного блока 19, где регистрируются.С каждым зарегистрированным импульсом на выходе ПКН 20 ступенчато нарастает постоянное напряжение, возбуждающее в катушке 8 ступенчатонарастающий ток. Магнитное поле катушки 8 квантует центр сканировайияпо фотокатоду телевизионной трубки 5 до того момента времени, когдасоставляющая сигнала с частотойсканирования на входе синхронногодетектора 13 станет равной нулю,после чегго пороговый элемент 15прекращает генерацию импульсов, накопление которых в счетном блоке19 прекращается, что приводит к прекращению квантования сканирующегоэлектронного луча телевизионнойтрубки 5,При перерегулировании (или поддействием импульснойпомехи), когда счетный блок 19 зарегистрироваллишние импульсы, входной сигналсинхронного детектора 13 становитсяпротивофазным напряжению генератора12, а на входе демодулятора 13 возникает отрицательное напряжение,возбуждающее пороговый элемент 16.Импульсы последнего, поступая на вычитающнй вход счетного блока 19,уменьшают число зарегистрированныхв нем импульсов, что приводит кквантованию сканирующего электронного луча трубки 5 в обратном направ847033 Формула изобретения Компаратор для поверки штриховых мер, содержащий образцовую меру, каналы образцовой и поверяемой меры, каждый из которых включает последовательно соединенные передающую телевизионную трубку с однострочной отклоняющей системой, имеющей генератор тока сканирования, усилитель сигнала телевизионнОй трубки и де" модулято, а канал поверяемой меры включает также триггер и конъюнкто 1 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия компаратора, он снабжен четырьмя пороговыми элементами с импульсным выходом, реверсивным счетным блоком, регистромдифферен" цирующей цепью и преобразователем ленни до тех пор, пока напряжениена выходе синхронного детектора 13вновь не станет равным нулю и непрекратит генерацию импульсов пороговый элемент 16Перемещение меры 2 приводит кнакоплению импульсов в счетном блоке19, при котором непрерывно поддерживается нулевое напряжение на выходесинхронного детектора 13. При .этомтекущему положению меры 2 соответствует текущее значение числа накоп-ленных счетным блоком 19 импульсов.Емкость счетного блока 19 выбранаравной 1000 импульсов, при этом поступление в счетный блок каждогоимпульса вызывает квантование электронного луча на 0,001 шага изображения меры на Фотокатоде телевизион- .ной трубки 5, а поступление тысяч-,ного импульса вызывает переполнениесчетного блока 19 и возврат его в 20исходное состояние, что происходитпри перемещении меры 2 на один шаг,При этом выходное напряжение ПКН 20скачком падает до нуля, а электронный луч скачком перемещается на 1шаг в направлении, обратном перемещению изображения меры 2 при сохранении выходного напряжения синхронного детектора 13 Равным нулю, и сле"жение за перемещением меры 2 продолжается аналогично вышеописанному.Таким образоМ, в канале образцовой меры имеет место следящее компенсационное преобразование величиныперемещения меры 2 в цифровой код синтерполированием шага образцовой35меры.В канале поверяемой меры 3 электронный луч телевизионной трубки 6сканирует под действием магнитногополя катушки 9, Работа узлов 1,3, 404,6, 9,11,14 17 и 18 аналогична ра"боте. соответствующих узлов канала .собразцовой мерой,При вхождении изображения штрихаперемещающейся меры 3 в зону сканирования на входе синхронногО детекто"ра 14 возникает положительное напряжение, которое при перемещении меры3 возрастает до тех пор, пока граница штриха не совпадет с серединой щзоны сканирования, после, чего напряжение на выходе синхронного детектора 14 падает и переходит через нулевое значение, когда середина штриха проходит через середину эонысканирования. При дальнейшем перемещении меры 3 возрастает отрицатель"ное,напряжение на выходе синхронного детектора 14, которое достигаетмаксимального значения в моментвремени, когда вторая граница штриха 60совпадает с серединой зоны сканирования, после чего отрицательноенапряжение падает и становится равным нулю после выхода изображенияштриха из зоны сканирования. При появлении на выходе синхрон-.ного детектора 14 положительногонапряжения. возбуждается пороговыйэлемент 17, выходные импульсы которого выводят триггер 21 из исходногосостояния, что приводит к стираниюранее зарегистрированной информациив регистре 24. При малейшем отрицательном напряжении пороговый элемент17 прекращает генерацию импульсов,но возбуждается пороговый элемент18, который возвращает триггер 21в исходное состояние, По выходештриха меры 3 из зоны сканированияпороговый элемент 18 также прекращает свою работу, но триггер 21 остается в исходном состоянии до вхождения в зону сканирования очередногоштриха меры 3, после чего вышеописанный, процесс повторяется, При возврате триггера 21 в исходное состояниеиз выходного сигнала его Формируетсядифференцирующей цепью 22 короткийимпульс, который является разрешающим для передачи с выхода счетногоблока 19 через конъюнктор 23 в регистр 24 кодовой информации о положении штриха меры 3,Если мера 3 изготовлена точно,то на цифровом индикаторе и в ЦПУбудет регистрироваться одно и тоже чйсло, Отклонение положения штриха от ожидаемого его точного положения вызывает соответствующее уменЬшение или увеличение индицируемого ирегистрируемого числа,При шаге образцовой меры 2, равном 0,1 мм, и емкости счетного блока 19 1000 импульсов, может быть получена цена импульса 0,0001 мм,В качестве образцовой меры 2 возможно использование растрового сопряжения или интерференционной картиныот когерентного источника светаТелевизионные трубки могут быть применены и с электростатическим отклонением электронного луча,84703311 идиш алору НИИПИ Заказ 5463/ Тираж 642 Подписно код-напряжение, демодуляторы выполнены по схеме синхронного детектора,синхронизируюций вход которого соединен с выходом генератора токасканирования в канале образцовой меры, выход синхронного детекторасвязан со входами двух, параллельновключенных пороговых элементов, выходы пороговых элементов соедийены,соответственно, с входами суммирования и вычитания счетного блока,выход счетного блока соединен со входом преобразователя код-напряжение,выход преобразователя код-напряжениеподключен к отклоняющей системе телевизионной трубки канала образцовой меры, в канале поверяемой мерывыход синхронного детектора соединен со входами двух параллельновключенных пороговых элементов, выходы пороговых элементов соединены с соответствующими рлзлс.:ьнд;.:и н;:- дами триггера, один из вихры о три гера через дифференцирующую цепь подключен ко входу конъюнктсра, торой вход конъюнктора соединен с выходом счетного блока канала образцовой меры, а выход связан со входом регистра,2, Компаратор по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем,что шина стирания регистра связана со вторым выходом триггера. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР15 Р 188023, кл. С 01 В 11/02, 1966.2. Полоник В.С. Телевизионныеавтоматические устройства. М.,Связь, 1974, с. 130-137 (прототип). Филиал ППП Патент",г.Ужгород, ул.Проектн