Фотоимпульсное устройство для бесконтактного измерения размеров изделий

 

349882

ОП ИСАЙ ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Рессуолнк

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. 0 01Ь 11!02

Заявлено 13.11.1970 (№ 1401170 25-28) с присоединением заявки М

Приоритет

Опубликовано 04.1Х.1972. Бюллетень ¹ 26

Дата опубликования описания 18.IX.1972

Комитет оо делам тзсбретвннй н открытий ори Совете Министров

СССР

УДК 531.715.27(088.8) Автор изобретения

В. В. Иванов

Всесоюзный научно-исследовательский институт автоматизации черной металлургии

Заявитель

ФОТОИМПУЛЬСНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО

ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к области измерения геометрических размеров изделий, в частности проката, и может применяться в металлургической, бумажной, химической, текстильной промышленности, где требуется бесконтактное автоматическое измерение размеров.

Известно фотоимпульсное устройство для бесконтактного измерения размеров изделий, содержащее оптическую систему с объективом, дисторсия которого исправлена неполностью, и апертурной диафрагмой, установленной за объективом, развертывающий барабан со щелями, расположенными на боковой поверхности параллельно оси барабана, фотоприемник, преобразователь импульсов и индикатор размеров.

Для обеспечения линейности развертки в нем изображение проектируется на внутреннюю боковую поверхность барабана, а расстояние от апертурной диафрагмы до поверхности развертки выбрано в пределах 2,5 — 3,3 (предпочтительно 3) радиуса поверхности развертки развертывающего барабана.

Недостатком известного устройства является то, что в нем геометрические искажения изображения в оптической системе (дисторсия) вызывают погрешность измерения.

Для повышения точности измерения в предлагаемом устройстве апертурная диафрагма расположена по огношению к поверхности барабана на расстоянии, обеспечивающем ком-. пенсацшо дисторсии объектива, равном 1 — 2,5 радиуса барабана при положительной дисторсии и 3,3 — 5 радиуса барабана при отрица5 тельной дисторсии, На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содер>кит осветитель 1, располо>кепный с одной стороны измеряемого изделич

10 2, оптическую систему с объективом >, размещенным с другой стороны изделия так, что его оптическая ось перпендикулярна оси изделия, диафрагму 1, установленную на оптической оси сзади об.ьектива, развертывающий и барабан 5, зеркало б, расположенное под углом 45 к осн объектива, электродвигатель 7, линзу 8, фотоприемник 9, преобразователь 10 импульсов и индикатор 11 размеров.

Предлагаемое устройство работает следую

20 щим образом.

Осветитель 1 подсвечивает измеряемое изделие 2. Оптическая система, состоящая из объектива 8 и апертурной диафрагмы 4, проектирует теневое изображение изделия на

25 внутреннюю боковую поверхность барабана 5.

Зеркало б поворачивает оптическую ось сисгемы на 90 . Барабан 5 приводится во вращение электродвигателем 7. При вращении барабана щели осуществляют сканирование изобра30 жения.,349882

Изд. ¹ 1242

Тираж 406

Заказ 3007 11

Подписное

1ипография, пр. Сапунова, 2

Световой поток, прошедший через щель, направляется линзой 8 па фотоприемпик 9, который преобразует падающий на него световой импульс в импульсы электрического тока.

Преобразователь 10 преобразует импульсы в постоя1гный ток, пропорциональный длителbности импульсов. Величина тока измеряется индикатором 11. Шкалу индикатора градуируют в единицах длины.

Величина и знак погрешности, вызванной нелинейпостью развертки, зависят от отношеb щения, где Ь вЂ” расстояние от апертурной

1 диафрагмы до поверхности развертки, 1 — радиус барабана.

Эта зависимость использована в предлагаемом устройстве для компенсации погрешпосТН 0Т T1l1cTopcHo11Hh17. искажений изображения погрешностью, обусловленной нелпнейпостью развертки.

В предлагаемом устройстве по известной кривой дисторсиопных искажений пзображе6 ния выбрано такое отношение —, для котоR рого кривая погрешности из-за нелинейности развертки противоположна по знаку и мало отличается по абсолютным значениям от кривой дисторсионных искажений, При положительной дисторсии отношение

b — выбирают в предела.: от 1 до 2,5, при отЯ рицательной — в пределах от 3,3 до 5. Зпаче5

b b ния — (I и — )5 практически не игЯ R пользуют. Применение описаьп1ого способа компенсации позволяет уменьшать погреш10 ность измерения в 5 — 10 раз.

П редм ет изобретения

Фотоимпульсное устройство для бесконтактного измерения размеров изделий, содержащее оптическую систему с объективом, дисторсия которого исправлена неполностью, и апертурной диафрагмой, установленной за об.ьектином, развертывающий барабан со щелями, расположенными на боковой поверхности параллельно оси барабана, фотоприемник, преобразователь импульсов и индикатор размеров, отличаюи1ееся тем, что, с целью повышения точности измерения, апертурная диафрагма расположена по отношению к поверхности барабана на расстоянии, обеспечивающем компенсацию дисторсии объектива, равном 1 — 2,5 радиусам барабана при .положительной дисторсии и 3,3 — 5 радиусам барабана при отч0 рицательной дисторсии,