Способ измерения положения или размеров объектов

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1) С 01 В 21/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 21) 4364745/24-28 22) 15. 12.87 46) 30.10.90. Бюп, 71) Кубанский госу Р 40 твенныи у во СС О, 19 ИЕНИЯ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельст СРУ 1067352, кл, С 01 В 21/О 83.(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛО ИЛИРАЗМЕРОВ ОБЪЕКТОВ(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цельюизобретения является повьшение точности измерения за счет обеспечениявозможности коррекции результатовпри изменении температуры Фотоприемника. Сущность способа заключаетсяв том, что проецируют изображениядиафрагмы 1 в виде узкой щели, связанной с объектом, на Фотоприемник4 с переносом заряда. Преобразовываютспроецированное изображение в видеосигнал, принимают решения о положении или размерах объекта по положениюили размерам изображения щели, Защищают дополнительный электрод и затвор от действия света, закрывают затвор на время целого числа и тактов измерения, по истечении которых открывают затвор на время одного измерения. Принимают решения о температуре по величине сигнала, соответствующего зарядовому пакету, накопленному под дополнительным электродом. Используют код температуры для коррек-. ции результатов измерения или фиксации его условий, увеличивают или уменьшают величину п на единицу, если код температуры соответственно меньше или больше фиксированных порогов. Для повышения точности Формируют время накопления темновых токов как сумму целого числа циклов пТ,где Т- период накопления, и времени Т, кратного периоду регистровой частоты. Переводят дополнительный электрод в режим обогащения на время Т- Т 1ю затем устанавливают его в режим накопления, причем время накопления измеряют шагами, равными или кратными периоду регистровой частоты, по результатам сравнения сигнала от дополнительного электрода с фиксированным уровнем. 1 з.п. Ф-лы, 2 ил. Сф9 юва50 Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть использовано для бесконтактногоизмерения положения или размеров .объектов в широком диапазоне температур.Цель изобретения - повышение точности измерения прн изменении темпера-,тур при применении фотоприемника с 10переносом заряда, содержащего не менее одного регистра сдвига с дополнительным электродом, отделенным отрегистра сдвига не менее чем однимзатвором, за счет обеспечения возможности коррекции результатов при из. менении температуры фотоприемника.На фиг. 1 н 2 приведены блок-схемыустройств для осуществления способа,20Устройство для осуществления способа по п. 1,содержит оптически связанные диафрагму 1 в виде узкой щели, источник 2 света, объектив 3 ифотоприемник 4 с переносом заряда, 25генератор 5 управляющих импульсов,выходамн управления соединенный с управляющими входами фотоприемника,4, блок 6 выборки и хранения, информационным входом соединенный с выходом фотоприемника 4, аналого-цифровойпреобразователь 7, входом соединенныйс выходом блока 6 выборки и хранения,блок 8 обработки, аналоговым входомподключенный к выходу фотоприемника 354, цифровыми входами соединенный свыходами преобразователя 7, регистратор 9, входами соединенный с выходами блока 8 обработки, блок 10 ком-параторов, входом подключенный к вы 40ходу блока 6 выборки н хранения, пер-.вый счетчик 11, суммирующим и вычита-,ющим входами подключенный соответственно к выходам сигналов превышениянервого и второго фиксированных поро". 45гов блока 10 компараторов, второйсчетчик 12, информационными входамисоединенный с выходами первого счет"чика 11, формирователь 13, входомподключенный к выходу переноса второго счетчика 12, КЗ-триггер 14,входом сброса объединенный с затвором фотоприемника 4, входом записивторого .счетчика 12 и подключенный .к выходу формирователя 13, входомустановки объединенный с вычитающнмвходом второго счетчика 12 и подклю-,ченный к выходу сигнала периода на-копления генератора 5 управляющих импульсов, а прямым выходом - к управляющему входу блока 6 выборкии хранения.Устройство для осуществления способа по п. 1 работает следующим образом.,С помощью объектива 3 изображениедиафрагмы 1, освещенной источником2 света, проецируют на Фотоприемник4 с переносом заряда. Генератор 5управляющих импульсов вырабатываетпоследовательности импульсов, необходимые для обеспечения работы фото-приемника 4 с переносом заряда. Вмомент включения устройства напрямом выходе КЗ-триггера 14 устанавливается состояние "1", в первый 11и второй 12 счетчики записывают число и. Цепи, производящие эти начальные установки, на фиг. 1 не показаны, Затвор, отделяющий дополнительный электрод Фотоприемника 4 от регистра сдвига, закрыт, и в течениеп циклов накопления и сдвига поддополнительным электродом происходитнакопление заряда, несущего информацию о температуре Фотоприемника 4.В каждом цикле накопления и сдвига(Т).выходной сигнал Фотоприемника4 анализируется блоком 8 обработки,определяющим по этому сигналу положение ипи размеры объекта и передающим код результата в регистратор 9.1В конце каждого периода Т 1, накопления по положительному Фронту сигнала периода накопления, поступающегос соответствуицего выхода генератора 5, из содержимого счетчика 12 вы" :читается единица. По истечении ппериодов Т на выходе переноса второго счетчика 12 формируется отрицательный импульс, по которому формирователь 13 вырабатывает импульс длительностью в один период регистровойчастоты. Заряд, накопленный под дополнительным электродом, переписывается в регистр сдвига и транспортируется к выходу фотоприемника 4.Сформированный на выходе формирователя 13 импульс подают на вход записи второго счетчика 12, в которыйпо отрицательному фронту импульсапереписывается содержимое первогосчетчика 11, а также сбрасываетсяВВ-триггер 14. По окончании очередного цикла Т, когда сигнал дополнительного электрода появляется навыходе фотоприемника 4 (импульс5 160319с номером Е + 1, где Е - количествосветочувствительных ячеек фотоприемника), импульсом с выхода генератора 5 ВБ-триггер 14 устанавливается в состояние 1 . По положительнои 11 5му фронту сигнала на прямом выходеКБ-триггера 14 в блоке 6 выборкии хранения запоминается амплитудасигнала от дополнительного электрода. С помощью аналого-цифрового преобразователя 7 эта величина преобразуется в код, поступающий на информационные входы блока 8 обработки. В блоке 8 обработки по этому коду определяется температура, величина которой используется для коррекции результатов измерений в следующих и циклах накопления Т. В блоке10 компараторов сравнивается напряжение на выходе блока 6 выборки ихранения с напряжениями двух фиксированных порогов. Если напряжениесигнала лежит между напряжением верхнего и н;жнего порогов, на выходеблока компараторов сигналы отсутствуют, При превышении напряжением сигнала верхнего порога на первом выходеблока компараторов вырабатываетсясигнал, по положительному фронтукоторого из содержимого первого счетчика 11 вычитается единица, Если напряжение сигнала оказывается ниженижнего порога, на втором выходеблока 10 компараторов вырабатываетсясигнал, по положительному Фронту которого к содержимому первого счетчика11 прибавляется единица.Это приводитк уменьшению либо к увеличению времени накопления темпового сигнала Фотоприемника.40Устройство для осуществления способа по п. 2 (Фиг. 2) содержит оптически связанные диафрагму 1, источник 2света, объектив 3 и фотоприемник 4с переносом заряда, генератор 5 управляющих импульсов, выходами управления подключенный к управляющим входам фотоприемника 4, блок 6 выборкии хранения, информационным входомобъединенный с выходом Фотоприемника 4, первый элемент И 7, блок 8 обработки, аналоговым входом подключенный к выходу фотоприемника 4,регистратор 9, входами подключенныйк выходам блока 8, компаратор 10, 55входом подключенный к выходу блока 6выборки и хранения, первый счетчик11, суммирующим и вычитающим входами подключенный к выходам "Меньше",26и Больше" компаратора 10 соответственно, информационными выходами подключенный к информационным входам блока 8 обработки, второй счетчик 12, информационными входами подключенный к выходам старших разрядов первого счетчика 11, третий счетчик 13, информационными входами подключенный к выходам младших разрядов первого счетчика 11, Формирователь 14, входом подключенный к выходу переноса второго счетчика 12, выходом - к входам записи второго счетчика 12 и третьего счетчика 13 и к затвору Фотоприемника 4, первый КБ- .триггер 15, входом сброса подключенный к выходу формирователя 14, входом установки подключенный к выходусигнала периода накопления генератора 5 управляющих импульсов, а выходом - к управляющему входу блока 6 выборки и хранения, второй ЕБ-триггер 16, входом установки подключенный к выходу переноса третьего счетчика 13, входом сброса - к выходу переноса второго счетчика 12, прямым выходом - к дополнительному электроду фотоприемника 4, первый вход первого логического элемента И 7 подключен к выходу регистровой частоты генератора 5, второй вход - к инверсному выходу второго кБ-триггера 16, а выход - к суммирующему входу третьего счетчика 13, второй логический элемент И 17, первым входом подключенный к прямому выходу второго ВБ- триггера 16, вторым входом - к выходу сигнала периода накопления генератора 5, а выходом - к вычитающему входу второго счетчика 12Устройство для осуществления способа по и. 2 работает следующим образом.С помощью объектива 3 изображение диафрагмы 1, связанной с объектом и освещенной источником 2 света, проецируют на Фотоприемник 4 с переносом заряда. Генератор 5 управляющих импульсов вырабатывает все необходимые для работы Фотоприемника 4 последовательности импульсов. В отличие от описанного для устройства по фиг, 1 в счетчике 11 содержится код длительности периода накопления темновых токов (Т+ итТ ),причем код Т содержится в младших разрядах этого счетчика, а число п - в старших, Содержимое младших разрядов первогосчетчика 11 переписывается в третийсчетчик 13, старших - во второйсчетчик 12. В начальный момент времени второй КЗ-триггер 16 находитсяв состоянии "0", а первый КЗ-триггер 15 - в состоянии "1". Сигнал спрямого выхода второго КЗ-триггера 16, поступая на дополнительный электрод фотоприемника 4, переводит его в режим обогащения. Сигнал с инвер 1 О сного выхода того же триггера, поступая на вход первого логического элемента И 7, открывает его, разрешаяпрохождение импульсов регистровойчастоты с выхода генератора 5 насуммирующий вход третьего счетчика13. Разрядность этого счетчика выбрана такой, чтобы он заполнялся, начиная с нуля, импульсами регистро 20 вой частоты за время Т. Тогда, еслисчет начинается с кода Т, сигнал переноса появляется на выходе счетчинакопления. Через а периодов на выходе переноса счетчика 12 формируетсясигнал переноса,. который переводитвторой КЗ-триггер 16 в состояние 45"Оф, вызывая появление на выходе формирователя 14 импульса длительностью в один период регистровой частоты. По отрицательному фронту этого им 50 пульса переписывается содержимое первого счетчика 11 во второй и третийсчетчики 12 и 13, сбрасывается первый КЗ-триггер 15 в состояние "0",открывается на один период регистровой частоты затвор фотоприемика 4,позволяя переписать накопленные поддополнительным электродом зарядытемнового сигнала в регистр сдвига 55 ка 13 через время Т - Тд . Сигнал переноса переводит второй КЗ-триггер 25 16 в состояние "1"Сформированный на инверсном выходе этого КЗ-триггера сигнал переводит отрицательным фронтом дополнительный электрод фотоприемника 4 в режим накопления,и, открывая второй логический элемент И 17, разрешает поступление сигнала начала периода накопления на вычитающий вход второго счетчика 12. Сигнал с прямого выхода второго КЗ-триг 35 гера 16, закрывая первый логический элемент И 7, прекращает доступ импульсов регистровой частоты на суммирующий вход третьего счетчика 13.После этого через время Т на вычи О тающий вход второго счетчика 12 поступает первый сигнал начала периода фотоприемника 4. Сигнал темнового тока появляется на выходе фотоприемника 4 через время Т, В этот момент сигналом начала периода накопления с ,выхода генератора 5 управляющих импульсов первый ЕЗ-триггер 15 переводится в состояние "1", По положительному фронту сигнала на прямом выходе этого триггера блок 6 выборки и хранения запоминает амплитуду сигнала от дополнительного электрода, В компараторе 10 сравнивается сигнал на выходе блока 6 выборки и хранения с фиксированным уровнем и вырабатывает сигнал "Больше" или "Меньше", который подается,на вычитающий или суммирующий вход первого счетчика 11 соответственно. При этом содержимое первого счетчика 11 уменьшается либо увеличивается на единицу, Через некоторое количество циклов накопления темновых сигналов достигается такое состояние, при котором величина накопленного сигнала равна заданному фиксированному уровню компарирования, блок 8 обработки считывает код, записанный в первом счетчике 11, и по этому коду определяется температурная поправка к результату измерения, Скорректированный результат измерения положения или размера объекта затем записывается в регистратор 9, и таким образом. цикл измерения с температурной коррекцией завершается.Формула изобретения1 1. Способ измерения положения или размеров объектов, заключающийся в том, что изображение диафрагмы в виде узкой щели проецируют на фотоприемник с переносом заряда, преобразуют изображение в видеосигнал, по положению изображения щели на фотоприемнике судят о положении или размерах объекта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности при применении при изменении температур фотоприемника с переносом заряда, содержащего не менее одного регистра сдвига с дополнительным электродом, отделенным от регистра сдвига не менее чем одним затвором, защищают дополнительный электрод и затвор от действия света, закрывают затвор на время целого числа и, тактов измерения, по истечении этого времени открывают затвор на время одного такта измерения, по величине сигнала, со10 1603192 10 г.г Составитель С, Конюховтор А. Огар Техред М,Ходанич Корректор пенк Заказ 3376 Тираж 485 ПодписноеВНЮШИ Государственного комитета по изобретениям и открытия113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ГКНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгор Гагарин ответствующего зарядовому пакету, накопленному под дополнительным электродом, формируют код температуры, который используют для коррекции результатов измерения или фиксации его условий, сравнивают полученный код температуры с фиксированными порогами и по результатам сравнения корректируют величину и, изменяя время накопления.2. Способ по п. 1, от л ич а ю щ и й с я тем, что время накопления темновых токов задают каксумму целого числа периодов накопления (пТц) и времени, кратного периоду регистровой частоты, (ТА), впервом такте накопления темновыхтоков дополнительный электрод переводят в режим обогащения на время(Т- Т), в последующих тактах накопления - в режим накопления, а время накопления корректируют шагами,равными или кратными периоду регистровой частоты.