Устройство для фотографирования равномерно перемещающихся моделей

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей . Устройство содержит датчики 1 и 2 положения движущейся модели, фотоаппараты с затворами, источники 4 - 4 излучения, регистр 5, преобразователь 6, регистры 7 - 7, схемы 8 - 8 сравнения, триггеширы 9 - 9 I N элементы И- 10 - 10 , Ш ны 11 и 12, вход 13 регистра, вход 14приема в преобразователь, вход 15обнуления, разрядные входы 16, вход 17 преобразователя 6, вход 18 обратного преобразования, вход 19 прямого преобразования, выход 20 переполнения , входы 21 разрешения рабо- 1 М ты схемы 8 - 8 сравнения, входы 22 и 23 установки триггеров 9 - 9 в нулевое состояние, входы 24 триггеI u . pa 9 - 9 , входы 25 открытия затвора фотоаппарата, входы 26 запуска импульсного источника, входы 27 управления затвором, входы 28 закрытия затвора, элемент 29 задержки, выходы 30 и 31 блока регистрации, входы 32-34 установки частоты обратного преобразования. Введение ноЬых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет многократно фотографировать движущиеся мбдели в N равноудаленных сечениях траектории. 2 ил. г л СО О5 СО rsD ОЗ .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

63123 А1 (!9) (11) (51) < С 03 В 15 / lá

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ1:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А BT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4018790/31-10 (22) 22. 01. 86 (46) 30.12.87. Бюл. ¹ 48 (7l) Московский инженерно-физический институт (72) И.М.Ядыкин (53) 778.534.33(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 999001, кл. С 03 В 15/16, 1981, Авторское свидетельство СССР

¹ 1150607> кл. G 03 В 15/1б, 1985. (54) УСТРОЧ!СТВО ДЛЯ ФОТОГРАФИРОВАНИЯ

РАВНОМЕРНО ПЕРЕМЕЩАЮЩИХСЯ МОДЕЛЕЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Дель изобретениярасширение функциональных возможностей. Устройство содержит датчики 1 и 2 положения движущейся модели, фотоаппараты 3 -. 3 с затворами, иси точники 4 — 4 излучения, регистр и 5, преобразователь 6, регистры 7

7", схемы 8 — 8 сравнения, триггеj н

i И Н ры 9 — 9, элементы И 10 — 10, шины 1! и 12, вход 13 регистра, вход

14 приема в преобразователь, вход

15 обнуления, разрядные входы 16, вход 17 преобразователя 6, вход 18 обратного преобразования, вход 19 прямого преобразования, выход 20 переполнения, входы 21 разрешения рабон ты схемы 8 — 8 сравнения, входы

14

22 и 23 установки триггеров 9 — 9 в нулевое состояние, входы 24 триггера 9 — 9, входы 25 открытия затво8 ра фотоаппарата, входы 26 запуска импульсного источника, входы 27 управления затвором, входы 28 закрытия затвора, элемент 29 задержки, выходы 30 и 31 блока регистрации, входы 32-34 установки частоты обратного преобразования. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет многократно фотографировать движущиеся мОдели в N равноудаленных сечениях траектории. 2 ил.

1363123 соединен с управляющим входом 13 регистра и первым входом 24 первого блока регистрации. Выходы 17 преобразователя

6 подключены к разрядным входам ре.гистра 5, разрядные выходы которого подключены к разрядным входам 16 преобразователя 6. Выход 20 переполнения преобразователя 6 соединен с входом 14 приема и вторыми входами элементов И 10 » 10 . Шина 11 начальной установки подключена к входу 15 обнуления и вторым входам 23 установки триггера в нулевое состояние. Прямой выход триггера 9 соединен с первым входом элемента И 10 и входом 21 разрешения работы схемы 8 сравнения в каждом блоке регистрации, кроме того, выход элемента И соединен с входом

27 управления затвором источника 4 и первым входом 22 установки триггера в нулевое состояние, выход 31 схемы сравнения подключен к входу 26 запус1 ка источника и входу 25 открытия затвора фотоаппарата 3. Первые выходы

30 каждого блока регистрации соединены с первым входом 24 последующего блока регистрации. Вторые выходы 31 каждого блока регистрации подключены к второму входу 28 предыдущего блока регистрации. Первый выход 30 N-ro блока регистрации соединен с входом элемента 29 задержки, выход которого соединен с вторым входом 28 N-го блока регистрации.

На фиг.l введены обозначения:

В, — расстояние между первым I и вторым 2 датчиками положения движущейся модели; 1, — расстояние между первым сечением фотографирования и вторым 2 датчиком положения; 2- = 2 — ° .. = н = f — расстояния между равноудаленными сечениями фотографирования.

Устройство работает следующим образом.

Принцип работы устройства основан на предположении постоянства скорости модели на исследуемом участке

Йь + 2-, + Ф + .. ° + f траектории движения. Учитывая соотношение 2< 2 = °,,= 5ц = k 1 -о Ме у участками исследования, для времен. пролета этих участков можно записать: î а

У, где i = 1, 2,...,N; k — коэффициент.

На основании этого для частот прямого f„ и обратного и преобраИзобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для автоматизации физических экспериментов в системах исследова5 ния движущихся объектов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет многократного фотографирования движущихся моделей в N равноуда- )О ленных сечениях траектории.

На фиг.l приведена структурная схема устройства; на фиг.2 — временная диаграмма работы устройства.

Устройство содержит первый 1 и 15 второй 2 датчики положения движущейн ся модели, фотоаппараты 3 — 3 с затворами, импульсные источники излу1 ц чения 4 - 4, регистр 5, реверсивный времяимпульсный преобразователь 2О

6, клавишные регистры 7 — 7, цифрой ! М вые схемы сравнения 8 — 8, триггеры

9 — 9 управления, логические элеК менты И 10 - 10, шину 11 начальной установки, шину 12 тактовых импуль- 25 сов, управляющий вход 13 регистра, вход 14 приема в преобразователь, вход 15 обнуления, разрядные входы

16, разрядные выходы 17 преобразователя, вход 18 обратного преобразова ЗО ния, вход 19 прямого преобразования, выход 20 переполнения, входы 21 разрешения работы схемы сравнения, входы 22, 23 установки триггера в нулевое состояние, первые входы 24 бло-, ка регистрации — счетный вход триггера управления, входы 25 открытия затвора фотоаппарата, входы 26 запуска импульсного источника, входы 27 управления затвором импульсного ис- 4О точника излучения, входы 28 закрытия затвора фотоаппарата, элемент 29 задержки, первые выходы 30 блока регистрации, вторые выходы 31 блока регистрации, входы 32-34 установки 45 частоты обратного преобразования.

Выходы датчиков 1 и 2 подключены к входам прямого 19 и обратного 13 преобразования реверсивного преобраI зователя 6. Фотоаппарат 3 с затво- 50 ром, импульсный источник излучения

4, клавишный регистр 7, схема сравнения 8, триггер управления 9

1 логический элемент И 10 и соответствующие связи образуют первый блок ре- 55 гистрации. Входы 24 и 28 являются соответственно первым и вторым входами блока регистрации. Введены N-l блок регистрации. Выход датчика 2 з

136

1 зования реверсивного времяимпульсного преобразователя 6 можно записать:

1 о — f

061), п1 1 и!"

Коэффициент k обратного преобразования выбирается равным для всех исследуемых участков исходя из их равенства, и перед началом работы значение k устанавливается на входах

32-34 реверсивного преобразователя 6.

Времена пролета моделью исследуемых участков одинаковы. Время пролета t моделью расстояния между датчио ками вычисляется при прямом преобразовании на преобразователе 6 и записывается в регистр 5. При пролете моделью очередного исследуемого сечения из регистра 5 значения времени записывается в преобразователь 6, о который после пересечения моделью датчика 3 в течение дальнейшего эксперимента находится в режиме обратного преобразования. Данная запись выполняется сигналом, вырабатываемым по входу 20 переполнения, в момент времени, когда значение преобразователя 6 становится равным, нулю при обратном преобразовании.

Перед началом эксперимента определяют задержку срабатывания каждого импульсного источника излучения зад 1 — это время от подачи управляющего импульса на запуск лампы излучателя до момента начала собственно излучения, т.е. время "накачки, после которого можно производить фотографирование. Зная. дискретность (период тактовых импульсов) обратно;

ro преобразователя Т, выражают обр измеренные t, в единицах Т и в двоичном коде устанавливают на и клавишных регистрах 7 - 7 . Выработка управляющих импульсов на запуск импульсных источников излучения

4 - 4 по входам 26 происходит через время t ° относительно момента

3afl 1 пересечения моделью второго датчика (для i--1) или предыдущего сечения исследования (для i - 2); (!- А ) 1 (--Ь)

2 а tea

sani o f /f o

О о

Импульсы на управление затворами источников 4 — 4 вырабатываются

I !! последовательно по входам 27 в моменты времени t; относительно предыдущего сечения при обнулении преобразователя 6 и выработке импульса по выходу 20:

3123

Г: .+ t .=-- — t =k t

3>A1 90

Учитывая возможность засветки

5 пленки при срабатывании соседних источников излучения, в состав фотоаппаратов введены затворы, которые последовательно открываются и закрываются при приближении и после пересечения моделью соответствующего сечения, при выработке управляющих сигналов по входам 25 и 28.

Перед началом работы подается импульс по шине il, который устанав)5 ливает времяимпульсный преобразова-! !! тель 6 и триггеры управления 9 — 9 в нулевое состояние.

При пересечении моделью первого датчика положения модели к ревер20 сивному времяимпульсному преобразователю 6 по входу 19 прямого преобразования поступает импульс, инициирующий прямое преобразование реверсивного преобразователя таким обра25 зом, что импульсы с частотой Е,р поо ступают на вход прямого счета.

При пересечении моделью второго датчика 2 положения модели к реверсивному времяимпульсному преобразо-!

30 вателю 6 по входу 18 поступает импульс, оканчивающий прямое преобразование и инициирующий обратное преобразование реверсивного времяимпульсного преобразователя 6 с частотой

З5 Е Б . Данный режим устанавливается амбр до окончания эксперимента. K этому моменту времени в преобразователе 6 сформирован код, характеризующий время пролета участка 2,. Этот

40 код по импульсу на входе 13 записывается в регистр 5.

Одновременно импульс с выхода датчика 2 поступает на вход 24 ! управления триггера, устанавливает

45 его в единичное состояние на прямом ! выходе (фиг.2) и по входу 21 раз-! решает работу схемы сравнения 8 на сравнение кодов преобразователя 6 и клавишного регистра 7 . В момент сов50 падения этих кодов через время t дп, после пересечения моделью датчика

2 (фиг.2),на выходе 31 схемы срав-! нения 8 вырабатывается импульс на

I запуск, импульсного источника 4 по входу 26, который также поступает на вход 25 и открывает затвор фотоаппарата 3, подготавливая его к ! съемке. В источнике излучения начинается процесс "накачки, но модель

1363123

5 <0

20 равномерно перемещающихся моделей, содержащее два датчика положения мо25

40

50

55 находится еще до исследуемого сечения, В момент окончания обратного счета, через время

+ еъад<= 1.to после пересечения моделью датчика 2, содержимое времяимпульсного преобразователя обнуляется и на его выходе

20 вырабатывается импульс, который поступает через логический элемент

И 10 на его выход 30 и на вход 27 управления затвором импульсного источника излучения 4 . В этот момент

I происходит освещение модели импульсом излучения — собственно фотогра. фирование в первом исследуемом сечении.

Импульс по выходу 30 одновременно устанавливает в нулевое состояние ! первый триггер 9 и в единичное состояние второй триггер 9 (фиг.2), подготавливая к фотографированию второй блок регистрации.

Импульс с выхода 20 переполнения поступает на вход 14 приема и записывает в преобразователь значение кода для t,, которое хранится в регистре

5. Таким образом, вновь начинается процесс обратного преобразования от З0 измеренного начального кода t при прямом преобразовании с частотой

«

Единичное состояние на прямом выходе триггера управления 9 поступает на вход 21 разрешения работы схемы сравнения 8 . В момент совпадения кодов вырабатывается импульс на выходе 31, который по входу 26 запускает импульсный источник 4, закрывает по входу 28 затвор фотоаппа< 2 рата 3 и открывает по входу 25 затвор фотоаппарата 3, подготавливая его к съемке.

Далее для последующих блоков регистрации производится выработка управляющих импульсов, как для первого блока регистрации (фиг.2).

При выработке импульса по выходу

31" он также поступает на вход элемента 29 задержки. На выходе эле-. мента 29 задержки через время, требуемое на фотографирование, вырабатывается импульс, который поступает на вход 28, закрывая затвор фотоаппарата 3 н

Устройство не ограничивает диапазон скоростей равномерно движущихся моделей, однако при проведении экспериментов следует иметь в виду, что размеры участков 1 и Й<=

=...= f и коэффициент k ..выбираются такими, чтобы время движения модели между сечениями.t = t =...= t« было больше времени задержки срабатывания импульсных источников излучения („; = 1 мс).

В качестве ймпульсных источников излучения 4 - 4" возможно примене- ние лазерного источника излучения и любых других, требующих два управляющих импульса: один - для управления запуском "накачки" лампы, второй - для управления затвором источника.

Формула изобретения

Устройство для фотографирования дели, подключенные к входам прямого и обратного преобразования реверсивного времяимпульсного преобразователя, элемент задержки и блок регистрации, состоящий из фотоаппарата, клавишного регистра, подключенного к первым разрядным входам цифровой схемы сравнения, вторые разрядные входы которой соединены с разрядными выходами реверсивного времяимпульсного преобразователя, а выход схемы сравнения соединен с входом запуска импульсного источника излучения, и является вторым выходом блока регистрации триггера управления, прямым вхо- ° дом соединенного с первым входом элемента И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет многократного фотографирования движущихся моделей в N равноудаленных сечениях траектории, в него введены регистр, соединенный разрядными входами с разрядными выходами времяимпульсного преобразователя, разрядные выходы регистра подключены к разрядным входам времяимпульсного преобразователя, а управляющий вход регистра подключен к выходу второго датчика положения, и N-1 блоков регистрации, причем в каждом блоке регистрации счетный вход триггера управления является первым входом блока регистрации, выход элемента И соединен с входом управления затвором импульсного. источника излучения и первым входом обнуления триггера управления и является первым выходом

7 1363123 8 блока регистрации, прямой выход триг- гистрации подключены к разрядным выгера управления соединен с входом ходам времяимпульсного преобразоваразрешения схемы сравнения, второй теля, первый вход первого блока ревход обнуления триггера управления гистрации соединен с выходом второго подключен к шине установки началь- датчика положения, а в остальных бло ного состояния, которая также соеди- ках регистрации первый выход предыдунена с входом обнуления времяимпульс- щего блока соединен с первым входом ного преобразователя, второй вход последующего блока регистрации, вход элемента И подключен к выходу пере- 10 закрытия затвора фотоаппарата каждополнения времяимпульсного преобразо- ro блока регистрации соединен с втователя, который также соединен с вхо- рым выходом последующего блока регидом приема в преобразователь, вход страции, а в Н-блоке регистрации вход открытия затвора фотоаппарата подклю- закрытия завтора фотоаппарата соедичен к выходу схемы сравнения, при 15 нен с выходом элемента задержки, вхоэтом вторые разрядные входы цифровых дом соединенного с первым выходом схем сравнения введенных блоков ре- N-го блока регистрации.