Устройство для измерения линейного размера детали

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН А 1 19) 111) 51)4 С 0 ЕТЕН ОПИСАН ЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙУ 33 ся к измеизобретения ения клинотельство СССР 21/00, 1980. ета, форми ражается о ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ И НОГО РАЗМЕРА ДЕТАЛИ (57) Изобретение относи рительной технике. Цель повышение точности изме видных деталей. Пучок с руемый осветителем 1, оповерхности контролируемой дете 47. Часть отраженного пучка света направляется непосредствео ца адц иэ строк матричного прибора 4 с за. - рядовой связью блоком 2 разделения пучка света на два пучка, Формируя первое световое пятно. Другая часть отраженного пучка света направляется на смешенную строку матричого прибора 4 с зарядовой связью, формируя второе световое пятно, Блок .5 измерения двух временных интервалов осуществляет измерение пространстцеццаго положения первого световага пятнаи расстояния между первым и вторым световыми пятнами по сигналам, снимаемым с матричного прибора 4 с заря г 8 г 9;1 О 130 й с.13 л знп У 1 сот 1 Г 31.ра 33 ацие и перемсжецце сезузьт;тсв измереия осуПП С ТВЛяЕТС Л 3 ор 13 М, И ГгэВМ бЛОКаМИ, 14 магнтпВЗО 3: ,Я и Г 1 лакам 15ум 3 ажс ция., Рг зудтат. па.учеццый наВыходе первас б: ока 13 масцтабиранация, складывается с результатом, полученным ца выходе блока 15 умножеия, первым суммагаром 1 б, 1"езультат, полученный ца выходе первого сумматора 1 б, ск:адывается с результстом, палуче 1;цнм а ад второго блока 14 масштабир 3 Вация, вторым сумматором ".,7, езультат, полученный ца Выходе 13 тара а сумматора 17, ре - :истрируется Глакам 18 регистрации.5 ил.Изобретение относится к 1 змеритс л- ной технике и может быть использовано для бесконтактнога измерения линейнога размера деталей, имеющих клиновиднасть. 5Цель изобретения - повышение та-; - ности измерения.На Фиг,1 представлена функционал:ьная схема устройства; ца Фиг.2 - схема расположения зеркал блока разделе 1 С ния пучка света на два пучка относительно фотоприемника на фиг.3 функциональная схема блока управления; на. Фиг.4 - Функциональная схема35 блока измерения центров световых пятен; на фиг.5 - временные диаграммы сигналов, Формируемые на выходах отдельных элементов блока выбора страки.СУстройство содержит оптическисвязанные осветитель 1 блок 2 разделения пучка света на два пучка,состоящий из зеркал 3, фотаприемник4 выполненный на матричном приборе1Бс зарядовой связью, блок 5 измерениядвух временных интервалов, выполненный в виде блока б управления блока7 измерения положения центроВ двухсветовых пятен, вход которого падклюЗСчен к выходу матричного прибора 4 сзарядовой связью, блока. 8 вычитация,входы которого подключены к Выходамблока 7 измерения положения центровдвух световых пятен, счетчика 9, Блок б п 311:,ле 33.яцец В Виде генератор раторя 20, прсабра:Зс ксльцевого счетчика 23, блока 21 ц;бсра щего из элемс г:-. . 2"2 .еш 3 обратараТгС, СОС ОЯетэга тригЦ.ГОД КОТОРОГО ЛСПк.гНКЕН К ВЫХОДУб;ока 7 изморе ия палсжения центровДВУХ СВЕТОВНгк ПЯТЕ, К ВЫХОД,аМ Ката- рога:одкпнчецн Вход дешис 5 ратара 10 кючевых элемента 11 и 12, ицфарма - циоццые и упр;13 ляю 13 е Входы которых псцк цочеп са 3"ветст Ве 1 а к выхалу блока 8 Вычитания, счетчику 9 и дешифратару 10, пер 3 н 3 13 и второй 14 блоки масштабировация, входы которых подк:почены к Выходам клнчевых элемента 12 и 11, Глок 15 умножения, входы которого псдкспочеы к выходам клн 3 чевых элеме.тав 12 и , первый сумматор 1 б, Входы катарога подключеяь к выходу блока 13 масштабирования и Выходу Блока. 13 м 330 ге 1 ия 3 Втараи7., ВХОДЫ Катагаа О 11 ОДКЛЮ- еы к выходу блока 14 масштабироваия и выходу первого су;:матора 1 б, 1 ак8 регист 3 а,и:1, Вход катарога пслктпочец к Выходу 13-орагс сумматора 17, сицхРОизиРУюо;ис ВнгхсдУ блока б управления соединены с сицхрацизирующими Входам блан 3 В 7 ц 8, счет" чика 9, дешисраор;1 0 1:. э.геметов 11 и 12.3 13гера 26, 0-триггера 27, П-триггера28, элементов И 29 и 30.Блок 7 измерения положения центров двух световых пятен (фиг.4) выполнен в виде элементов И 31-37,элементов ИЛИ 38 и 39, компаратора40, 0-триггера 41, счетного триггера42, линии 43 задержки.Дешифратор (фиг,4) выполнен ввиде 0-триггеров 44 и 45, элементаИ 46,Измеряется линейный размер детали47.Устройство работает следующим образом,Пучок света, формируемый осветителем 1, направляется под углом котражающей поверхности контролируемой детали 47.Первая часть отраженного пучкасвета направляется на первую выбранную строку матричного прибора 4 сзарядовой связью и формирует на егоповерхности первое световое пятно.Вторая часть отраженного пучка светас помощью зеркал 3, входящих в блок2 разделения пучка света на два пучка, направляется на вторую выбраннуюстроку матричного прибора 4 с зарядовой связью и формирует на его поверхности второе световое пятно фиг.2).По сигналам управления, формируемым блоком 6 управления, входящим вблок 5 измерения двух временных интервалов, производится опрос матричного прибора 4 с зарядовой связью,на выходе которого формируется видеосигнал в виде последовательности импульсов, амплитуда которых пропорциональна распределению освещенностина фоточувствительных элементах матричного прибора 4 с зарядовой связью.Видеосигнал с выхода матричногоприбора 4 с зарядовой связью поступает на вход блока 7 измерения положения центров двух световых пятен,осуществляющего выделение импульсов,соответствующих засвеченным фоточувствительным элементам матричного прибора 4 с зарядовой связью, и преобразованием временного положения импульсов относительно начала опросаприбора 4 с зарядовой связью в количестве импульсов,Количество импульсов, соответствующее пространственному положениюпервого светового пятна, подсчитывается счетчиком 9, Количество им 35809 5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 пульсов, соответствующее расстоянию между первым и вторым световыми пятнами, подсчитывается блоком вычитания.При наличии двух световых пятен на поверхности матричного прибора 4 с зарядовой связью дешифратор 10 формирует сигнал, открывающий ключевые элементы 11 и 12, и параллельный код, соответствующий в числовом виде смещению первого светового пят= на, поступает на первый блок 13 масштабирования, осуществляющий умножение числа на масштабный коэффициент, величина которого определяется конструктивным параметром устройства.Параллельный код,соответствующий в числовом виде расстоянию между первым и вторым световыми пятнами, поступает на второй блок 14 масштабирования, осуществляющий умножение числа на масштабный коэффициент, величина которого также определяется конструктивными параметрами устройства.Параллельные коды, соответствующие смещению в числовом виде первого светового пятна и расстоянию между первым и вторым световыми пятнами, поступает на блок 15 умножения, осуществляющего умножение чисел и масштабирование.Параллельные коды, формируемые на выходах первого блока 14 масштабирования и блока 15 умножения, поступают на входы первого сумматора 16, с выхода которого результат поступает на первый вход второго сумматора 17, на второй вход которого поступает параллельный код с выхода второго блока 14 масштабирования.На выходе второго сумматора 17 формируется результат, поступающий на блок 18 регистрации, на выходе которого формируется результат, соответствующий величине смещения поверхности детали с учетом поправки на клиновидность.Блок 6 управления (фиг.3) работает следующим образом. Генератор 19 формирует сигналы, поступающие на синхрогенератор 20, формирующий импульсы заполнения, поступающие на элемент И 34 (фиг.5), блока 7 измерения положения центров двух световых пятен.Синхрогенератор 20 формирует также сигналы управления, которые через1335809 10 20 детали. 25 преобразователь 21 уровня поступают на матричный прибор 4 с зарядовой связью, осуществляя ега опрос,Сигналы с генератора 19 поступают на кольцевой счетчик 22, с выхода которого сигналы поступают на дешифратор 23, формируюший сигналы управления с частотой, равной частоте кадров опроса матричного прибора 4 с зарядовой связью, которые поступают на блоки 8-18, триггеры 26 и 27, формирующие с помощью сигналов, снимаемых с ныхода синхрогенератара 20, триггера 28 и элементов И 25, 29 и 30, стробирующие сигналы, соответствующие выбору двух строк в матричном приборе 4 с зарядовой связью (фиг.6) .Блок 7 измерения положения центров двух световых пятен (фиг,4) работает следующим образом. Сигналы заполнения, снимаемые с синхрагенератора 20 (фиг.3) при опросе каждой строки матричного прибора 4 с зарядовой связью, поступают через элемент И 34, элемент ИЛИ 38 на выход элемента 33 или 35 в зависимости от наличия стробирующега сигнала, саотнетствующега выбору одной иэ строк, который формируется ва выходе элементов 29 и 30 блока 24 выбора строк (фиг.3) .При появлении импульсов на выходе матричного прибора 4 с зарядовой связью на выходе кампаратара 40 формируются сигналы, перебрасынающие триггер 41, выходной сигнал с которого открывает элемент И 32 и закрь - вает элемент И 34. При этом на выходе триггера 42 формируются сигналы с частотой, равной частоте импульсов, снимаемых с матричного прибора 4 с зарядовой связью, поделенной на дна, которые через элемент ИЛИ 38 поступают на выходы элементов И 33 или 35.Таким образом, на выходах элементов И 33 или 35 формируется последовательность импульсов, количество которых связано с пространственным положением первого и второго световых пятен на выбранных строках патричного прибора 4 с зарядовой связью. 30 35 40 45 50 Дешифратор 10 работает следующим образом. При появлении импульсов на выходе триггера 42 при опросе соотнетствующей строки матричного прибора 4 с зарядовой связью импульсы через элементы И 36 или 37 проходят на синхронизирующие входы 0-триггеров 44 или 45. При наличии двух световых пятен на поверхности матричного прибора 4 с зарядовой связью П- триггеры перебрасываются и на выходе элемента И 46 формируется сигнал разрешения, поступающий на управляющие входы ключевых элементов 11 и 12 (фиг.1), разрешая считывание промежуточных результатов измерения,Использование предлагаемого устройства позволяет повысить точность измерения за счет учета погрешности, вызываемой клинавиднастью измеряемой формулаиээбретения устройство для измерения линейнога размера детали, содержащее оптически связанные осветитель, блок разделения пучка света на два пучка, фатаприемник, выполненный на матричном приборе с зарядовой связью, блок измерения двух временных интервалов, нхад которага"подключен к выходу матричного прибора с зарядовой связью, блок регистрации, о т л и ч а ю щ ее с я тем, чта, с целью повышения точности измерения, она снабжена первым и вторым блоками масштабирования, входы которых подключены к первому и второму выходам блока измерения временных интервалан, блоком умножения, входы которого подключены к первому и второму выходам блока измерения временных интервалов, первым сумматором, входы которого подключе ны к выходу первого блока масштабирования и выходу блока умножения, вторым сумматором, входы которого псдключены к выходу второго блока масштабирования и выходу первого сумматора, вход блока регистрации подключен к выходу второго сумматора, 1335809/7 Составитель Т,ЬйсинРедактор Н,Тупица Техред Мяндык Корректор С Заказ 4039/34 ВНИИП1303 аушская Нроизводственно-полиграФическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 ТиражГосударственнделам изобретМосква Ж,б 7 б Подпис но комитета СССРий и открытий 1НоУлоя В