Патент ссср 418726

418726

Оп ИСАНИ Е

И ЗОЫРЕт ЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических

Респубпик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 07.1.1972 (№ 1734978/25-28) с присоединением заявки №

Приоритет

М. Кл. G 01b 19/34

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений

b 0YKPblTMH

УДК 531.71(088.8) Опубликовано 05Л1!.1974. Бюллетень ¹ 9 !

Дата опубликования описания 22.ЧП.1974

Авторы изобретения

Ю. Г. Лакин, Ю. В. Милосердии, В. М. Серов и В. К. Чинарев цптБ

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физический институт

Заявитель! и! P) заец

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к области измерительной техники и может применяться для бесконтактных измерений линейных размеров объектов по их проекционным изображениям.

Известны фотоэлектрические устройства для измерения линейных размеров объектов, содержащие установленные последовательно оптическую систему, сканирующую каретку с расположенным на ней фотоприемником и электронный блок обработки сигнала с фотоприемника.

Недостатком этих устройств является появление погрешности измерения вследствие влияния нелинейности развертки изображения объекта.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Для этого устройство снабжено установленными по обе стороны сканирующей каретки датчиками перемещений, измеряющими перемещение сканирующей каретки в ее крайних положениях, соответствующих ожидаемому смещению границ проекционного изображения измеряемого объекта.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 — кривая, поясняющая работу устройства.

Фотоэлектрическое устройство для измерения линейных размеров объектов содержит объектив 1, строящий изображение измеряемого объекта в плоскости сканирующей каретки 2, на которой установлен фотоприемник

3, механизм 4 сканирования, сообщающий сканирующей каретке 2 возвратно-поступа5 тельное движение с помощью электродвигателя 5 и кинематической передачи 6. Кроме roго, в устройство входят два датчика малых перемещений 7 и 8, расположенные по обе стороны каретки 2 и контролирующие ее

10 крайние перемещения, электронные блоки 9 и 10, схема формирования 11 и регистрирующий прибор 12.

Устройство работает следующим образом.

Каретка 2 с фотоприемником 3 совершает

15 сканирующее возвратно-поступательное движение вдоль проекционного изображения измеряемого объекта 13, осуществляя развертку его изображения 14 вдоль направления измерения.

20 При движении фотоприемника изменяется его освещенность. Каждое движение фотоприемника из одного крайнего положения в другое является одним импульсом фототока.

Импульс имеет прямоугольную П-образную

25 форму, его передний и задний фронт соответствует моментам прохождения фотоприемника под границей изображения объекта.

В с еме формирования этот импульс преобразуется в два остроконечных импульса, соот30 ветствующих по времени переднему и заднему

3 фронту импульса фототока. Таким образом, размеры образца определяются по наличию двух остроконечных импульсов. Любое из;Ieнепие размера приводит к изменению временного положения этих импульсов.

Получеппые остроконечные импульсы подаются на вход регистрирующего прибора 12.

Сканирующая каретка 2 в крайних положениях входит в контакт с датчиками 7 и 8. С помощью этих датчиков регистрируется положение каретки. Сигнал от датчика через блоки 9 и 10 подается на вход регистрирующего прибора 12, где суммируетсч с острокопеч ыми импульсами, поступающими со схемы ið01. мирования. На диаграммной ленте регисгрирующего прибора 12 записывается суммарный сигнал, представляющий собой сигнал, cIгимаемый с датчика 7 (линия а), датчика 8, (линия б) и остроконечные импульсы в со схемы формирования.

При нахождении каретки 2 в среднем положении (когда она не контактирует с датчиками 7 и 8) сигналы, подаваемые па регистрирующий прибор 12, отсутствуют, и суммарный сигнал равен нулю. Перо регистрирующего прибора пишет лини|о, совпадающую с нулевой линией в направлепии времепной развертки (ось t). При движеиии каретки влево (когда каретка начинает контактировать с датчиком 7) появляется запись сигнала этого датчика в виде наклонной липии а. Наклон линии определяется скоростью развертки и скоростью протягивания диаграммной ленты.

При дальнейшем движении фотоприемник проходит под границей изображения. На его выходе формируются фронт импульса фототока и соответствующий остроконечпый сигнал, который суммируется с сигналом датчика 7, и на диаграммной ленте появляется запись остроконечного импульса в.

Затем каретка занимает левое крайпее положение (вершипа треугольника — липия а и ось t) и начинает обратное движение с записью соответствующих сигналов. Когда каретка выходит из контакта с датчиком 7, па диаграммной ленте появляется запись I. виде линии, совпадающей с осью t. Далее каретка при движении вправо контактируют с датчиком 8 (линия б). Фотоприемник проходит под границей изображения объекта, остроконечный импульс в, сформированный блоком 10, налагается на линию б. Каретка доходит до

418726

4 крайнего правого положения (вершица треугольника), возвращается в положение, при которо I перестает коптактировать с датчиком

8 (прямая линия, совпадающая с осью t).

5 Этот процесс сканирования, формирования сивка IQB и их записи повторяется многократно. Если в процессе скаппровапия изменяются размеры образца, то это приводит к изменеппо импульсов в (их основания), т. е. измене10 .II,Io координат импульсов по осям LI u L .

11а фпг. 2 показаны два цикла сканирования. Коордииата импульсов в, лежащих слева от оси / (липия а), увеличилась па величину

Л1.ь что приводит к увеличению размера

15 объекта па некоторую величину. Коордипата импульсов в справа от оси t (липия б) увеличилась па ЛЕ,г, что соответствует возрастанию размера об ьекта. Таким образом, изменепие (увеличение) размера образца равпо

20 2

cd где с — увеличение оптической системы (объ25 ектива), d — масштаб записи перемещений по осям .1 и -г.

В случае умепьшения размеров объекта бу30 дет происходить умепьшение координаты соответствующих импульсов. В общем случае для получения изменения размеров объекта необходимо брать алгебраическую сумму ALI и Л1г.

Предмет изобретения

Фотоэлектрическое устройство для измере40 пия линейных размеров объектов, содержащее установленные последовательно оптическую систему, сканирующую каретку с расположенным на ней фотоприемником и электронный блок обработки сигнала с фотопри45 емника, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, uIIo спабжеяо установленными по обе стороны сканирующей каретки датчиками перемещений, измеряющими перемещение сканирующей каретки в ее

50 крайних положепиях, соответствующих ожидаемому смещению грапиц проекционного изображения измеряемого обьекта.

418726

Риг.7

4Ъг 1

Составитель В. Горшков

Техред Т. Курилко

Корректор Л. Орлова

Редактор С. Бычихина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1772/16 Изд. М 555 Тараки 760 Подоi,ñíîå

UHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )К-35, Раушская наб., 4, 5