Патент ссср 411295

 

ОПИС ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства № 371421

Заявлено 26.VI I.1971 (№ 1686955/25-28) М. Кл. G Olb 11/02 с присоединением заявки №

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР ао делам изобретений OTKDbITHA

Приоритет

Опубликовано 15.1.1974. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 17Л .1974

УДК 531.715.27(088.8) Авторы изобретения

Ю. С. Чернобривенко, А. В. Журковский, Л. В, Кулаков, В. П. Барвинов и М. Д. Куцыгин

Институт черной металлургии

Заявитель

РАЗВЕРТЫВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСКРЕТНОЙ

РЕГИСТРАЦИИ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ

Изобретение относится к области измерения линейных размеров и может быть использовано для бесконтактного измерения размеров движущегося проката.

Известно по основному авт. св. № 371421 развертывающее устройство для дискретной регистрации линейных размеров, содержащее неподвижную диафрагму со щелью, диск развертки с оптически прозрачными отверстиями, центры которых расположены с постоянным угловым шагом следования па многовитковой спирали Архимеда, и щелевой обтюратор, механически связанный с диском развертки.

Световой поток от светящегося или подсвечиваемого тела проходит оптическую систему и в виде параллельного пучка лучей через щель неподвижной диафрагмы, вырезающей изображение участка измеряемого тела, попадает на диск развертки, а через отверстия диска и щель обтюратора — на фокусирующую оптическую систему и фотодатчик. Диск приводится во вращение двигателем, а через механическую передачу от оси диска приводится во вращение обтюратор. За один оборот диска развертки обтюратор поворачивается на

2к угол, где m — число щелей обтюратора, т и а п — число витков спирали, т. е. ось щели обтюратора в пределах щели диафрагмы проходит путь, равный шагу витка спирали. Таким образом, при вращении обтюратора его щель автоматически следит за витком спирали, исключая возможность попадания светового потока от нескольких отверстий многовитковой

5 спирали, расположенных на одном радиусе и одновременно находящихся в пределах щели неподвижной диафрагмы. В каждый момент времени засвечивается, следовательно, только одно отверстие.

10 Число импульсов-засвечиваний пропорционально размеру измеряемого тела. Сигналы от фотодатчика поступают на соответствующую схему, вырабатывающую цифровой сигнал, характеризующий размер тела.

15 Однако в известном развертывающем устройстве используется только одна половина диска, что снижает до некоторой степени диапазон измеряемых размеров.

20 С целью расширения диапазона измеряемых размеров и повышения быстродействия предложенное устройство снабжено вторым щелевым обтюратором, расположенным в той же плоскости, что и первый, и связанным с ним

25 передаточным отношением 1: 1, а диафрагма выполнена с двумя щелями, оси которых пересекаются в осью диска развертки и смещены одна относительно другой на угол, равный половине углового шага следования отвер30 стий.

411295

На чертеже показано предложенное устройство.

Устройство содержит диафрагму 1 со щелями 2 и 3, диск 4 развертки с отверстиями 5, первый щелевой обтюратор 6 со щелями 7, второй щелевой обтюратор 8 со щелями 9, механическую передачу 10, ось 11 диска развертки, двигатель 12, фокусирующую оптическую систему 13 и фотодатчик 14.

Щели 2 и 3 диафрагмы 1 расположены по обе стороны оси диска и выполнены таким образом, что их оси пересекаются с осью 11 диска 4 развертки и смещены одна относительно второй на угол а, равный половине углового шага следования отверстий диска развертки.

Диск 4 развертки выполнен с оптически прозрачными отверстиями на непрозрачном фоне, центры которых расположены с постоянным угловым шагом следования 2 а на многовитковой спирали Архимеда.

Ширина щелей 7 и 9 обтюраторов 6 и 8 меньше шага витка спирали Архимеда, а число щелей одинаковое.

Механическая передача 10 связывает ось

11 с обтюратором 6, а обтюратор 6 механически связан с обтюратором 8.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении щелевые обтюраторы 6 и 8 устанавливаются таким образом, чтобы оси их щелей были параллельны осям соответственных щелей диафрагмы.

Световой поток от светящегося или подсвечиваемого тела проходит оптическую систему (на чертеже не показана) и в виде параллельного пучка лучей через щели 2 и 3 неподвижной диафрагмы 1, вырезающие изображение участка измеряемого тела, попадает на диск 4 развертки, а через отверстия 5 диска и щели 7 и 9 обтюраторов 6 и 8 — на фокусирующую оптическую систему 13 и фотодатчик 14. Двигатель 12 вращает диск развертки, а через передачу 10 от оси 11 диска развертки вращает щелевой обтюратор 6, размещенный предпочтительно за диском развертки.

Параллельно обтюратору 6 установлен взаимодействующий с пим обтюратор 8, вращающийся с передаточным отношением 1: 1.

Соотношение чисел оборотов диска развертки и щелевого обтюратора 6 выполнено таким образом, что за один оборот диска развертки обтюратор 6, а следовательно, и обтю2к ратор 8 поворачиваются на угол каждый, m u где т — число щелей обтюратора, à n — число витков спирали. Таким образом, оси щелей 7 и 9 обтюраторов 6 и 8 в пределах щелей 2 и

3 щелевой диафрагмы 1 проходят путь, равный шагу витка спирали Архимеда каждая.

Следовательно, при вращении обтюратора 6 его щель 7 автоматически следит за витками спирали, исключая возможность попадания светового потока от нескольких отверстий многовитковой спирали, расположенных на одном радиусе диска развертки и одновременно на5

23

60 ходящихся в пределах щели 2 неподвижной диафрагмы 1. То же действие выполняет щель

9 обтюратора 8 в пределах щели 3 диафрагмы.

Так как оси щелей 2 и 3 диафрагмы расположены под углом, равным половине углового шага следования отверстий диска развертки, то отверстия, расположенные па одном диаметре диска развертки, могут одновременно располагаться только в пределах одной щели диафрагмы.

Таким образом, при вращении диска 4 развертки, обтюраторов 6 и 8 в каждый момент времени возможно засвечивание только одного из отверстий — попеременно появляющихся в пределах верхней 2 и нижней 3 щелей диафрагмы 1.

Следовательно, сканирование измеряемого тела производится с двух сторон, что при прочих равных условиях вдвое уменьшает время измерения и позволяет увеличить диапазон измеряемых размеров или пределы изменения положения тела.

Для получения размера тела необходимо к чиску импульсов-засвечиваний, характеризующих размер измеряемого тела, прибавить некоторую величину, непросматриваемую диском развертки и равную диаметру окружности, которую описывает ближайшее к центру диска развертки отверстие.

Сигналы от фотодатчика 14 поступают на счетное устройство, причем первый импульс цикла измерения является командным»а набор в счетчике числа, пропорционального базовой величине и, следовательно, схема вырабатывает цифровой сигнал, характеризующий размер тела.

Результат может быть выведен на цифровое табло, а через цифроаналоговый преобразователь — в систему автоматического регулирования.

Так как сигнал фотодатчика носит дискретный характер, точность измерения не зависит от колебания питающего схему напряжения, изменения освещенности объекта измерения и колебания чисел оборотов диска развертки при условии, что скорость вращения диска выбирается такой, чтобы время измерения было значительно меньше скорости изменения размера или скорости изменения положения измеряемого тела.

Для исключения некоторой, крайне малой, систематической погрешности, которая образуется в результате смещения второй щели диафрагмы на угол, равный половине углового шага следования отверстий, измерения производятся при таком положении диафрагмы, когда обе щели смещены относительно оси измерения на угол, равный четверти углового шага следования отверстий диска развертки.

Предмет изобретения

Развертывающее устройство для дискретной регистрации линейных размеров по авт. св. Ию 371421, отличающееся тем, что, 411296

Редактор М. Макарова Текред Е. Борисова Кор ректор М. Л ей зер и а н

Заказ 1123 21 Изд, № 1156 Тираж 750 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4,5

Типография, пр. Сапунова, 2 с целью расширения диапазона измер:.емых размеров и повышения быстродействия устройства, оно снабжено вторым щелевым обтюратором, расположенным в той же плоскости, что и первый, и связанным с ним передаточным отношением 1: 1, а диафрагма выполнена с двумя щелями, оси которых пересекаются с осью диска развертки и смещены одна относительно другой на угол, равный половине углового шага следования отверстий.