Оптико-электронное измерительное устройство

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение надежности. Устройство содержит вибрационный сканатор 3 с закрепленным на его свободно конце фотоприемником 2. Источником колебаний является генератор 4. Фотоприемник 2 с усилителем фототока 5 охвачены блоком АРУ, состоящим из пикового детектора 6 и дифференциального усилителя 7. Устройство содержит блок автоматической стабилизации уровня шумов , который содержит триггер Шмитта 8, два ждущих мультивибратора 9 и 10. два ключа 1 и 12 и цепь РЗС1. К усилителю фототока 5 подключена последовательная цепь из триггера Шмитта 13, Фильтра низкой частоты 14 и индикатора 15. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕспублик (51)з G 01 В 21/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКаМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.1 (21) 4852279/28 (22) 18.07.90 (46} 30.10,92. Бюл. ¹ 40 (71) Волгоградский политехнический институт (72}A.ÍЛцилин, Г.А.Леонтьев и Д.П.Бобров (56) Якушенков Ю.Г., Луканцев В.Н. и Колесов M.П. Рлетоды борьбы с помвхами в оптико-электронных приборах. М;: Радио и связь, 1981.

Авторское свидетельство СССР

¹. 1471070, кл. 6 01 В 21/Об, 1989. (54). ОПТИКО-3ffEKTPOHH0E ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО . (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повыше. Ж 1772626 А1

we надежности. Устройство содержит вибрационный сканатор 3 е закрепленным на его свободно конце фотоприемником 2. Источником колебаний является генератор 4.

Фотоприемйик 2 с усилителем фототока 5 охвачены блоком АРУ, состоящим из пикового детектора 6 и дифференциального усилителя: 7; Устройство содержит блок автоматической стабилизации уровня шу+58, КОт ый ищержит триггер Шмитта 8, два ж@1лцик йультиеибратора 9 и 10. два ключа И и 12 и цепь P3C К усилителю фототока 5 подключена последовательная цепь из триггера Шмитта 13, Фильтра низкой частоты 14 и индикатора 15. 2 ил.

1772626

Изобретение относится к измерительной технике, а именно, к устройствам для измерения геометрических. параметров нагретых изделий и может быть использована при измерении и контроле проката, поковок и обечаек, В металлургии и тяжелом машиностроении широко применяются оптико-электронные импул.ьс-ные сканирующие измерительные устройства контроля размеров нагретых изделий.

Точность измерения описанных в источнике устройств зависит от динамического диапазона потока излучения, который в свою очередь зависит от диапазона температур изделия. Существующие методы уменьшения погрешностей измерения размеров нагретых изделий от изменения потока излучения, приведенные в том источнике, чувствительны к помехам. Кроме тога, в описанных устройствах не исключено влияние на рабату устройства темновага тока фотоприемника, который при определенных температурах окружающей среды может исключить работу измерительного устрой- ства.

Известны адаптивные оптико-электронные помехоустойчивые устройства, параметры которых автоматически изменяются . в зависимости ат поступающей информации как от внешней среды, так и ат самого устройства. Однако, все эти устройства применимы для задач распознавания образов и поэтому применить их для повышения надежности измерительных устройств не представляется возможным, Из известных измерительных устройств наиболее близким по технической сущности является оптико-электронное устройство для измерения размеров нагретых изделий, Это устройство содержит вибрационный сканатар, преобразователь положения кромки нагретого изделия и блок автоматической стабилизации уровня шумов, который в свою очередь состоит из дифференцирующей цепи, ждущего мультивибратара, коммутатора, пикового детектора, выходного преобразователя и электромагнитного привода с успокоителем, Недостатком этого устройства является низкая надежность работы, обусловленная зависимостью темнового тока фотоприемника от температуры окружающей среды, поскольку, например, темновой ток в фотодиоде вызван термически генерированными неосновными носителями. При повышении уровня напряжения на выходе усилителя фототока. соответствующего некоторому темновому току фотоприемника, порога срабатывания триггера Шмитта измерительное устройство оказывается неработоспособным, поскольку в этом случае уже не осуществляется широтно-импульс5 ная модуляция.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства, Поставленная цель достигается тем, что оптико-электронное измерительное устрой10 ство, содержащее вибрационный сканатор с блоком питания, фотоприемник, усилитель, блок автоматической регулировки усиления, ждущий мультивибратор, триггер

Ш митта, фильтр низкой частоты и блок автоЯ матическай стабилизации уровня шумов, снабжена вторым мультивибратором, делителем напряжения, а блок автоматической стабилизации уровня шумов выполнен в виде RC-цепи, соединяющей делитель напря20 жения, подключенный к выходу усилителя, с инвертирующим входом усилителя, и двух ключей, один из которых подключен к выходу усилителя и инвертирующему входу усилителя, а другой подключен параллельно

25 входному сопротивлению усилителя, а управляющие входы ключей соединены с блоком питания сканатора через триггер

Шмитта и два ждущих мультивибратара.

Указанное отличие позволяет повысить

30 надежность работы устройства, поскольку конденсатор RC-цепи заряжается до напряжения на входе усилителя фотатока при отсутствии измерительного сигнала и это напряжение при поступлении сигнала ком35 пенсирует темнавой так фотоприемника и поэтому устройство работоспособно в широком диапазоне температур окружающей среды, а следовательно, и повышается надежность работы устройства.

40 На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — время-импульсная диаграмма, поясняющая его работу.

За абьекти вам 1 в плоскости era изображения установлен фотоприемник 2, закреп45 ленный в свою:очередь на вибрационном сканаторе 3. Энергетическим источником колебаний вибрацианнаго сканатора 3 является электрический генератор 4. ч>отоприемник 2 подключен через

50 сопротивление нагрузки 5 {R<) к усилителю фототока 6, выполненного на базе операционного усилителя. Усилитель фототока 6 охвачен блоком автоматической регулировки усиления (ЯРУ), осуществляющим стабили55 зацию амплитуды импульсов напряжения на выходе усилителя. Блок АРУ содержит пиковый детектор 7, дифференциальный усилитель 8 с задающим блоком 9 (Rç ä,), Дифференциальный усилитель 8, кроме основной функции усиления в блоке АРУ, вы1772626

10

20

35

45

50 щих мультивибратора. полняет также функцию элемента сравнения, К генератору 4 через диод 10 (Д1) подключен формирователь импульсов — триггер

Шмитта 11, к которому в свою очередь подключены два последовательно соединенные ждущие мультивибраторы 12 и 13 с длительностями импульсов т1 и n. Ждущий мультивибратор 13 соединен с ключами 14 и 15. Ключ 14 подключен параллельно входному сопротивлению 16 (R1) усилителя

6. Сопротивление 16(К1) совместно с сопротивлением 17 (Я2) образуют делитель напряжения, который определяет коэффициент усиления усилителя фототока 5

Ky=R2/R1+1. Ключ 15 соединен с выходом и входам усилителя 6. Цепь 18 (КЗС1) соединяет делитель напряжения 16, 17 (R2/R1) с инвертирующим входом усилителя 6. К выходу усилителя фототока 6 подключена последовательно соединенная цепь из триггера Шмитта 19, фильтра низкой частоты 20 и индикатора 21.

При работе устройства фотоприемник 2 с помощью вибрационного сканатора 3 совершает возвратно-поступательное движение в плоскости иэображения объектива 1 (диаграмма 22 на фиг.2). Триггер Шмитта11 формирует прямоугольные импульсы (диаграмма 23 на фиг.2) U><, которые своим фронтом запускают ждущий мультивибратор 12 с длительностью z1, импульс которого своим срезам запускает второй ждущий мультивибратор 13 с длительностью импульса (диаграмма 24 на фиг,2) tg, Длительности ждущих мультивибргторов 7) и т2 выбираются таким образом, чтобы длительность импульса т мультивибратора 13 соответствовала некоторому участку на краю измерения, где осуществляется коррекция темнового тока, Очевидно, что в процессе измерения на этом участке не должно быть детали, Мультивибратор 13 на время т2 включает ключ 14, который подключает цепь 18 (ВЗС1) к земле, и ключ 15, который соединяет выход со входом усилителя 6, при этом коэффициент усиления усилителя становится равным единице и к выходу его подключается цеп ь 18 (ЯЗ С1). После коммутации конденсатор С1 цепи 18 заряжается до напряжения, равного напряжению на сопротивлении 5 (RH), соответствующему в свою очередь некоторому значению темнового тока. При раэмыкании ключей 14 и 15 коэффициент усилителя восстанавливается и к инвертирующему входу подключается дополнительное напряжение цепи 18 (R3C1), которое полностью компенсирует темновой ток фотоприемника. Далее сигнал с усилителя фототока 6 {диаграмма 25 на фиг.2) Оф поступает на вход формирователя импульсов — триггера Шмитта 19, прямоугольные импульсы с которого(диаграмма 26 на фиг.2)

От поступает на фильтр низкой частоты 20, преобразующий широтно-импульсный сигнал в постоянное напряжение обратно пропорциональное скважности сигнала, которое регистрируется индикатором 21.

Это напряжение пропорционально положению границы изделия относительно оптической оси объектива 1...

При внедрении оптико-электронного измерительного устройства повышается технологическая точность производства обечаек — основных базовых деталей химнефтеаппаратуры, а при повышении точности производства обечаек повышается производительность труда при сборке химнефтеаппаратуры, так как уменьшается время, необходимое для индивидуальной подгонки обечаек при их сборке. Кроме того, при повышении точности изготовления улучшаются эксплуатационные характеристики химнефтеаппаратуры, Формула изобретения

Оптико-электронное измерительное устройство, содержащее в .брационный сканатор с блоком питания, фотоприемник, усилитель; блок автоматической регулировки усиления, ждущий мультивибратор, триггер Шмитта, фильтр низкой частоты и блок автоматической стабилизации уровня шумов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с. целью повышения надежности работы, оно снабжено вторым мультивибратором, делителем напряжения, блок автоматической стабилизацииуровня шумов выполнен в виде RC-цепи, соединяющей делитель напряжения, подключенный к выходу усилителя, с инвертирующим входом усилителя, и двух ключей, один иэ которых подключен к выходу усилителя и инвертирующему входу усилителя, а другой подключен параллельно входному сопротивлению делителя, а управляющие входы ключей соединены с блоком питания сканатора через триггер Шмитта и два жду1772626

Составитель А.Шилин

Техред М,Моргентал Корректор С.Патрушева

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3838 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5