Способ измерения параметров объектов
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14,03.77 (21) 2462329/25-28 с присоединением заявки 1че (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06.79. Бюллетень Л 24 (45) Дата опубликования описания 30.06.79 (51) М. Клз
G 0IB 19/00
Государственный комитет (53) УДК 531.715.2 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения
Мух. М. Мухитдинов, Ман. М. Мухитдинов, Э. С. Мусаев, У. У. Назаров и В. М. Рожков
Ферганский политехнический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ОБЪЕКТОВ
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения различных геометрических и физических параметров объектов.
Известны способы измерения геометрических и физических параметров объектов, основанные на измерении характеристик электромагнитного, например оптического, излучения, несущего информацию о контролируемом параметре (1).
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ, по которому посылают на контролируемый объект изменяющееся во времени излучение, принимают его после взаимодействия с контролируемым объектом и анализируют долю излучения, несущую информацию о контролируемом параметре (2) .
Однако необходимость применения при реализации известных способов усилителей с большим динамическим диапазоном ведет к сравнительно невысокой точности измерения.
Цель изобретения — повышение точности измерений.
Для этого по предлагаемому способу измерение излучения во времени производят по закону, обратному или совпадающему с законом изменения мощности доли излучения, несущей информацию о контролируемом параметре, от этого параметра, а о величине контролируемого параметра судят по времени достижения мощностью принятого излучения наперед заданной величины.
5 Сущность способа заключается в следующем. Пусть Фо — поток излучателя, а
Ф вЂ” принимаемая фотоприемником доля излучения. В общем случае
Ф = Ф,Л(х), (1) где Х(х) — некоторая функция контролируемого параметра.
На практике часто функция Х(х) относится (или аппроксимируется) к одному из
15 таких видов элементарных функций, как показательная (типа а, е") или степенная (х ).
Если поток излучения излучателя сделать переменным во времени, то выражение (1) примет вид
Ф(/) = Ф, V()),(х), (2) где Ф" — некоторое постоянное значение потока; ср(t) — временная функция изменения потока.
Для указанного выше класса функций
Х(х) и при выборе функции cp(t), совпадающей с Х(х) или обратной ей, выражение
30 (2) может быть приведено к видам
670805
<0(i) = 4>o i (Х вЂ” 1) (3") : <О о;,(— ")
Ю():: Ф i,(х ) (3" ) (3Iv) (4) (5) (6) (7) 2
t (8) (9) а./= С, (9) 45 Ф (t) .: ФО !. (х + 3) (3 ) Рассмотрим, например, пзмеренис диаметра отверстия. Существующие аппаратурныс методы измерения диаметра отверстия основаны па измерении диаметра эквивалентно,"; окруж::ости, так как реальное отверстие об;.адаст некоторой пск1руглостью. Прошедший через отвсрсгпе поток излучения равен < > .. К"Ф,У, где 7(о — коэффициент пропорциональности; d — измеряемый диаметр. Если изменять ФО по закону <1 о () - О 1 то выражение (4) примет вид e(t) = К"ФО(Ы t) . Если изменять ФО по закону е <1, () = ФΠ—, t2 то выражение (4) примет вид Настроив измерительную систему на Iicкоторый постоянный уровень Ф (t), получим из выражений (6) и (8) соответственно следующую связь между диаметром и временем, за которое контролируемый сигнал достигает заданного порогового уровня: где С1 и C> — некоторые постоянные. Из выражений (9) и (9 ) очевидно, что d = или соответственно d = 1С, т. е. С, t использование управляемого источника с соответствующим законом изменения потока во времени позволяет использовать фотоэлектрический приемник и измерительный тракт в пороговом режиме, что существенно повышает точность измерения. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа измерения; на фиг. 2 — диаграммы сигнала, поясняющие работу блок-схемы. Устройство содержит функциональный блок 1 питания, источник 2 излучения (например, светодиод), фотоприемник 3, поро5 Зо 40 говое устройстьо 4, триггер 5 с раздельнымп входами, задающий генератор 6 и измеритель 7 временных интервалов. Измерение объекта 8 может осуществляться на отражение, на просвет и т. д. На фиг. 2 показаны сигналы: а — на выходе задающего генератора 6, б — на выходе функционального блока питания (ток светодиода), в — на входе порогового устройства 4 (пунктиром и тонкой линией показаны порог срабатывания и входной сигнал при другом значении измеряемого параметра), г — на выходе триггера 5, 4— длительность импульса, пропорциональная измеряемому параметру, 1 „— длительность при другом значении параметра. Процесс измерения происходит следующим образом. Импульсы задающего генератора 6 периодически подают в функциональный блок 1 питания и на один из входов триггера 5. В блоке 1 синхронно с импульсами задающего генератора 6 формируют по заданному закону во времени сигнал питания источника 2 излучения (например, ток светодиода). Излучение источника 2 направляют на контролируемый объект. Долю контролируемого излучения (отраженного либо прошедшего и пр.) направляют на фотоприемник 3, сигнал которого подают на пороговое устройство 4 (например, триггер Шмидта). Сигнал с выхода подают на сброс триггера 5, и длительность полученного импульса триггера измеряют измерителем 7 временных интервалов. По длительности импульса судят о величине измеряемого параметра. Применение предлагаемого способа повышает точность измерения за счет сужения динамического диапазона фотоприемника и усилительного тракта и порогового режима работы. Формула изобретения Способ измерения параметров объектов, по которому посылают на контролируемый объект изменяющееся во времени излучение, принимают излучение, провзаимодействовавшее с контролируемым объектом, и анализируют долю излучения, несущую информацию о контролируемом параметре, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения точности измерений, изменение излучения во времени производят по закону, обратному или совпадающему с законом изменения мощности доли излучения, несущей информацию о контролируемом параметре, от этого контролируемого параметра, а о величине контролируемого параметра судят по времени достижения мощностью принятого излучения наперед заданной величины. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 670805 Дуг. 1 Фиг, 2 Составитель С. Грачев Техред Н. Строганова Корректор Л. Брахнина Редактор О. Юркова Заказ 1306 2 Изд. ¹ 391 Тираж 866 Подписное НПО «Поиск> Государственного комитета СССР по делам изобретений и о-,крытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 1. Воронцов Л. И. Фотоэлектрические с0стемы контроля линейных вслгшн. М., Машиностроение, 1965, с. 25 — 43. 2. Корндорф С. Ф. Фотоэлектрические измерительные устройства в машиностроении. М., Машиностроение, 1965, с. 102 — 131.
