Устройство для измерения смещения объекта

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения смещения объектов от первоначального положения.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет измерения смещения объекта от первоначального положения.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, на.фиг. 2 - функциональная схема блока управления на фиг, 3 - принципиальная схема блока памятия на фиг. 4 - временные диаграммы сигналов, формируемых на выходах отдельных блоков 1и узлов устройства.Устройство содержит оптически связанные источник 1 света, состоящий из излучателя 1 и диафрагмы 3, фотоприемник 4, выполненный на осно- ве прибора с зарядовой связью, блок 5 управления, выходы которого соединены с синхрониэирующими входами фотоприемника 4, состоящий (фиг. 2) из генератора 6, кольцевого счетчика 7, счетчика 8, формирователя 9 импульсов Фазы сброса, Формирователи 10 импульсов Фазы разрешения, формирователя 11 импульсов фазы Фото- затвора и формирователя 12 импульсов начала и конца строки, блок 13 выборки, вход которого подключен к выходу Фотоприемника 4, синхронизирующий вход подключен к выходу блока 5 управления, блок 14 памяти, вход которого подключен к выходу блока 13 выборки, синхронизирующие входы подключены к выходам блока 5, состоящий из аналого-цифрового преобразователя 15, синхронизированного переключателя 16, оперативного запоминающего устройства 17 и цифроаналогового преобразователя 18, дифференциальный усилитель 19, входы которого подключены соответственно к выходу блока 13 выборки и блока 14 памя-.ти, блок 20 измерения временного интервала между разнополярными импульсами, вход которого подключен к выходу дифференциального усилителя 19, состоящий из компараторов 21-24, ,элементов И 25 и 26, 2 -триггеров27 и 28 элемента ИЛИ 29 и двух Ю-триггеров 30 и 31, счетчик 32, ,разрешающий и синхронизирующий входы которого подключены соответственно к выходу блока 20 измерения времен-. ного интервала между разнополярнымиимпульсами и блока 5 управления,регистратор 33, входы .которого подключены к выходу счетчика 32, выходам блока 20 измерения временного5 интервала между разнополярными импульсами и выходу блока 5 управления,состоящий из регистра 34 памяти,цифрового индикатора 35 и индикатораЗб знака смещения. Измеряется сме 10 щение объекта 37, связанного с источником 1 света.Устройство работает следующимобразом,Излучатель 2 источника 1 света15 освещает диафрагму 3, которая формирует узкий световой лоток на поверхность фотоприемника 4. Источник 1света механически связан с .объектом37, поэтому при смещении его проис 20 25 30 35 40 45 50 55 ходит перемещение светового пятна, .сформированного излучателем 2 идиафрагмой 3, по поверхности фотоприемника 4. Блок 5 периодическиформирует сигналы д 1, д 2 и рЗкольцевым счетчиком 7, у 0 Формирователем 9 фазы сброса, 5 Р сформирователем 10 фазы разрешения, Ф 3 формирователем 11 Фазы фотозатворадля опроса Фотоприемника 4, на выходе которого формируются видеоимпульсы, огибающая которых пропорциональна распределению интенсивностиосвещенности от источника 1 света,Сигналы, снимаемые с фотоприемника 4, поступают на вход блока 13 выборки, Поступление сигналов синхронизировано импульсами с блока 5 управления для получения непрерывного, ступенчато изменяющегося напряжения, которое необходимо для нормального Функционирования аналого-цифрового преобразователя 15, на вход которого поступает сигнал от блока 13 выборки.С выхода преобразователя 15 сигнал в цифровом виде при замкнутом переключателе 16 поступает в оперативное запоминающее устройство 17, где и хранится на протяжении всего времени измерения без перезаписи.После запоминания строки изображения фотоприемника 4 переключатель 16 отключает устройство 1 от преобразователя 15 и устройство из режима "Установка на контроль" переводится в режим контроль , в котором происходит .сравнение видеосигна 12593лов из преобразователя 18 и блока 13.Сигналы с выхода блока 13 выборки и оперативного запоминающего устройства 17 через цифроаналоговый пре-образователь 18 синхронизированно поступают на дифференциальный усилитель 19, Синхронизация осуществляется блоком 5 управления, в результате которой происходит последователь О ное поступление сигналов с этих блоков.При смещении объекта 37 с источником 1 света на выходе дифференциального усилителя 19 появляЕтся разно полярный сигнал, характер которого зависит от направления смещения объекта 37 и не зависит от темнового тока фотоприемника 4 и фона. При отсутствии смещения объекта 37 сиг- О нал на выходе дифференциального усилителя 19 отсутствует.При смещении объекта 3 влево (Фиг. 2 11 ц) ) с выхода дифференциального усилителя 19 снимается сиг нал 0,д 1, по положительному импульсу которого срабатывают компараторы 21 и 24.Компаратор 21 устанавливает через элемент И 25 Ы -триггер 27 и 85 -триггер 31 в единичное состоя- ЗО ние на прямом выходе, которое через элемент ИЛИ 29 разрешает счет импульсов заполнения 0 тактового генератора 6 счетчику 32. Компаратор 24 не изменяет состояние Э -триггера 28, так как в начальном состоянии на прямом выходе 2 -триггеров 28 присутствует логический 0, По отрицательному импульсу срабатывают компараторы 22 и 23. Компаратор 23 устанавливает 3: -триггер 27 в нулевое состояние, которое через элемент ИЛИ 29 запрещает счет счетчику 32. 2 -триггер 28 не изменяет состояния, так как импульс от компаратора 22 не проходит через элемент И 26, установленный в состояние "Запрет" 15 триггером 31 при срабатывании компаратора 21.По импульсу окончания строки 50 1 и 1 г) цифровой код счетчика 32 и состояния 15 -триггеров 30 и 31записываются в регистр 34 памяти. ИнФормация, записанная в регистре 34 памяти, высвечивается на цифровом 55 индикаторе 35 и на индикаторе 36 знака смещения до следующего импульса окончания строки 0, 1 1, по кото 112 4рому происходит перезапись информации в регистре 34 памяти. Знак сме" щения сигнала соответствует логическим состояниям 35 -триггеров 30 и 3 1. Например, при смещении объек- та влево на выходе триггера 3 1 фор" мируется логическая "1", которая через регистр 34 отображается на индикаторе 36 знака смещения.При смещении объекта 37 с источником 1 света вправо 1,О1 срабатывают компараторы 22 и 23, при этом на прямом выходе 3 -триггера 28 устанавливается логическая " 1", которая через элемент ИЛИ 29 разрешает счет импульсов заполнения счетчику 32. На прямом выходе 5 -триггера 30 также устанавливается единичное состояние О 01,1 а инверсный выход 5 -триггера 30 запрещает прохождение импульсов с компаратора 21 на 5 -вход Э -триггера 27 через элемент И 25. При поступлении положительного импульса (0)с выхода дифференциального усилителя 19 срабатывают компараторы 21 и 24,при этом2 -триггер 28 устанавливается в нулевое состояние и запрещает через элемент ИЛИ 29 за счет импульсов заполнения (Щ счетчику 32. 3 -триггер 27 при смещении 37 с источником 1 света вправо не сработает, так как поступление импульсов на 5 -вход запрещено инверсным выходом к 9 -триггера 20 через элемент И 25По окончанию опроса фотоприемника 4 формирователем 12 вырабатывается импульс, по которому происходит перезапись цифрового кода счетчика 32 и состояний 85 -триггеров 30 и 3 1 в регистр 34 памяти.Информация, записанная в регистр 34 памяти, отображается на Цифровоминдикаторе 35 и на индикаторе 36 знака смещения. Таким образом, код и выходе счетчика 32 пропорционален смещениюобъекта 37.от первоначального поло"жения, а состояния прямых выходов 85 -триггеров 30 и 3 1 определяют знак смещения, что и отражается регистратором 33.Блок 14 памяти работает следующим образом.С выхода счетчика 7 поступают фазные импульсы на устройство 17, которое формирует импульсы для запуска аналого-цифрового преобразова1259 112 5теля. Видеосигнал, поступающий на вход аналого-цифрового преобразова" теля 15 от блока 13 выборки, преобразуется в цифровой эквивалент, который по импульсу "Конец преобразования" блока 15 записывается в микросхемы памяти устройства 17.Запись цифрового эквивалента. осуществляется при наличии импульса разрешения от переключателя 1 б. Формирование импульса разделения с переключателя 16 осуществляется нажатием кнопки "Установка на контроль" и синхронизируется импульсом начала строки от формирователя 12. Таким образом, переключатель 16 дает разрешение записи всей строки фотоприемника 4 в устройство 17 и при приходе второго импульса начала строки переключатель 16 запрещает запись информации в устройство 17, После записи информации в устройство 17 синхронно с опросом фотоприемника 4 осуществляется считывание записанной информации из устройства 17. Синхронизация осуществляется за счет сброса счетчиков устройства 17 по окончанию строки импульсом от формирователя 12 и тактированием этих счетчиков импульсами фазных сигналов фотоприемника 4, которые поступают из счетчика. 7. Цифровой эквивалент видеосигнала поступает с выхода устройства 17 на цифроаналоговый преобразователь 18, где преобразуется в аналоговый сигнал, который поступает на вход дифференциального усилителя 19. Использование предлагаемого устройства позволяет измерять величину смещения положения объекта от перво - начального положения и определять знак смещения независимо от перно- начального положения объекта относительно фотоприемника. Формула изобретения 10 Устройство для измерения смещения объекта, содержащее оптическисвязанные источник света, фотоприемник, выполненный на основе прибора с за"рядовой связью, блок выборки, вход ко торого подключен к выходу фотоприемника, блок измерения временного интервала, счетчик, регистратор, входкоторого подключен к выходу счетчика,блок управления, выходы которого сое динены с синхронизирующими входами.фотоприемника блока выборки, блокаизмерения временного интервала исчетчика, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения функциональных вазможностей за счет измерения смещения объекта от первоначального положения, оно снабжено блоком памяти, вход которого подключенк выходу блока выборки, дифференци альным усилителем, входы которогоподключены соответственно к выходублока выборки и блока памяти, блокизмерения временного интервала выполнен в виде блока измерения вре менного интервала между разнополярными импульсами, вход которого подключен к выходу дифференциальногоусилителя.е р Составитель Т.Айсинактор И.Шулла Техред И,Попович Коррект аксимишине аказ 5112(3 оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул.Проектная Ти ИИПИ Го по де 13035, ж 670дарственного комите м изобретений и отк сква, Ж, Раудска ПодписноеСССРтийнаб д. 4(5