Устройство преобразования ахрома-тической полосы b интерференцион-ной картине b электрические сигналы

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП HCAHME

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 010379 (2f) 2735766/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Опубликовано 15.0381, Бюллетень Мо 10

Дата опубликования описания 200331 (51)М. Кл.з

G 06 К 9/00

Государственный комитет

СССР йо делам изобретений и открытий! (53) УДК 681. 327. 12 (088.8)

) (72) Автор изобретения

Н. Ф. Никитенко (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АХРОМАТИЧЕСКОЙ

ПОЛОСЕ! В ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОЙ КАРТИНЕ

В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИГHAJlbI

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам автоматизации измерений оптическими интерференционными мето5 дами.

Известно устройство для регистрации ахроматической полосы, содержащее фотоприемник, оптико-механическое устройство, сканирующее интерференционную картину, блок запоминания экстремума интерференционного сигнала, подключенный входом к фотоприемнику, блок сравнения, связанный с блоком запоминания экстремума, и блок регистрации (1) . i5

Известно устройство, реализующее

cI1oco6 измерения взаимного сдвига двух систем интерференционных .полос в белом свете. Устройство содер>хит 20 оптический интерферометр, телевизион ную камеру, генератор управляющих сигналов, вид .оконтрольное устройство переключатель режима работы, блок

AopMHpoBBíèÿ коэффициента пересчета, два канала выделения момента времени, соответствующего ахроматическим полосам, каждый из которых состоит из блока запоминания максимальной амплитуды и компаратора, блоки Формиро- ЗС вания временных интервалов первого и второго каналов, реверсивный счетчик и цифровой индикатор (2) .

Недостатками данных устройств являются их низкая точность измерения положения ахроматической полосы и плохая воспроизводимость результата измерения, обусловленные малыми зна,чениями фотоэлектрической разности (разности между соседними экстремумами при считывании интерференционной картины), недостаточными для надежного автоматического цветоразличения интерференционных полос; низкая стабильность и надежность измерения поло>кения ахроматической полосы при изменениях освещенности интерференционной картины, невозможность автоматической регистрации формы ахроматическои полосы. Кроме этого, недостатками известных устройств (аналогов) являются их малое быстродействие, так как интерференционная картина сканируется компенсатором вручную или механически приводом, а также возможность регистрации центральной ахроматической полосы, не отличающейся по форме от прямой линии, и только одного цвета (или черной, или белой), сложность реализации из-за необходи813476 мости высокоточного сМанирования механическими средствами.

Цель"изобретения — повышение точности и регистрация формы ахроматической полосы.

Поставленная цель достигается путем введения дополнительных блоков и узлов и создания новой совокупности узлов и связей между ними.

Предложенное устройство содержит дополнительно нелинейный преобразователь (квадратор), соединенный входом через переключатель с усилителем видеосигнала, два электронных коммутирующих ключа, информационные входы которых объединены и соединены с выходом квадратора, причем один из клю-. чей своим выходом соединен со входом блока памяти, а другой — co входом амплитудного компаратора, управляющий триггер, который входом связан с блоком развертки, а прямым и инверсным Щ выходами — соответственно с управляющими входами электронных ключей, одновибратор и третий электронный ключ, связанный информационным входом с выходом блока памяти, а управляющим вхо- 5 дом — через одновибратор с инверсным выходом управляющего триггера, измеритель временных интервалов, соединенный входом с выходом амплитудного компаратора и инверсным выходом управляющего триггера, а выходом — c блоком регистрации.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — временная ди= аграмма работы.

Устройство содержит интерферометр

1, сканирующий Фотоприемник (диссектор) 2, усилитель видеосигнала 3 (с прямым и инверсным выходами), нелинейный преобразователь-квадратор 4, электронные (коммутирующие) ключи 5 и 6, 4() третий электронный ключ 7 (сброса), блок 8 памяти (максимальной амплитУды экстремума видеосигнала), амплитудный компаратор 9, одновибратор 10, измеритель 11 временных интервалов, управляющий триггер 12, блок 13 (строчно-кад ровой) развертки, задающий генератор

14, переключатель 15 вида регистрируемой полосы, блок 16 регистрации.

Устройство состоит из сканирующего фотоприемника-диссектора 2, на фоточувствительную мишень которого от интерферометра 1 проецируется интерференционная картина в белом свете с полосами, перпендикулярными направлению сканирования, усилитель 3 видео- 55 сигнала имеющий прямой и инверсный выходы для обеспечения возможности регистрации как белых, так и черных ахроматических полос и квадратор 4, соединяющий входом через переключа- ц) тель 15 с выходами усилителя 3. Квад.ратор 4 осуществляет нелинейное преобразование (возведение в квадрат) видеосигнала, увеличивая при этом величину так называемой фотоэлектрической разности, т. е. разности между амплитудой, соответствующей ахроматической полосе, и амплитудами, соответствующими соседним цветным полосам. Диссектор связан с блоком

13 строчнокадровой развертки, подключенный входом к задаю. ему генератору

14, одним из выходов - к счетному входу управляющего триггера 12. Выход квадратора 4 соединен со входами двух электронных коммутирующих ключей 5 и б. Выход одного из ключей (6) соединен с информационным входом амплитудного компаратора 9, а выход другого (5) подключен к опорному входу амплитудного компаратора 9 через блок

8 памяти. Управляющие входы ключей 5 и б подключены соответственно к прямому и инверсному выходам управляющего триггера 12. Устройство содержит также измеритель 11 временных интервалов, соединенный информационным входом с выходом амплитудного компаратора 9, а опорным — с инверсным выходом управляющего триггера 12. Выход измерителя 11 временных интервалов соединен с блоком 16 регистрации (цифропечатающим устройством). Сброс блоков запоминания максимальной ам " плитуды осу ествляется одновибратором

10, подключенным входом к инверсному выходу управляющего триггера 12.

Устройство работает следующим о6разом.

Анализируемая интерференционная картина, спроецированная на мишень диссектора 2, сканируется им в направлении, перпендикулярном полосам. Управление сканированием осуществляется от задающего генератора 14, выходной сигнал которого 0 для строчной раз14вертки имеет вид, показанный на фиг. 2. Блок 13 развертки формирует из напряжения 0„ строчное напряжение пилообразной формы 0„> (фиг. 2).

Считываемый диссектором сигнал U, соответствующий пространственному распределению освещенности интерференционных полос, имеет полиэкстремальную форму (фиг. 2), т. е. ахроматическая полоса имеет максимальную амплитуду, а по обе стороны расположен ряд убывающих амплитуд, соответствующих цветным полосам. Разность амплитуд (О, „ -О, „ ), характеризующая цветоразличение, называется фотоэлектрической разностью и определяет точность и воспроизводимость регистрации ахроматической полосы (фиг. 2).

Выбранный с помбщью переключателя

15 типа ахроматической полосы (белой или черной) видеосигнал 0 с прямого или инверсного выхода усилителя 3 подается на вход квадратора 4, который, нелинейно преобразуя сигнал, увеличивает разность 0 „ -0 „ и одновременно обостряет экстремальные участки (Аиг. 2).

813476

П и нечетном цикле строчной раз- . действие и упрощает реализацию, а

Р вертки триггер 12 переключается в введение нелинейного преобразовател я состояние 1 и подает на электронный . повышает точность и надежность прекоммутирующий ключ 5 Разрешающий по- .образования. тенциал, а на электронный ключ 6 — Предложенное устройство реализуетзапрещающий. Видеосигнал U подается ся на диссекторе 3!Н-605 в эксперименчерез открытый ключ 5 на вход блока тальном образце системы измерения

8 памяти, выполненного по схеме пико- деформаций интерференционным методом, етектора (ПД). Блок 8 памяти которая при испытаниях показала правого детек ин ятых запоминает максимальную амплитуду U вильность и эффективность при видеосигнала 0, которая подается на решений. опорный вход компаратора 9. При четном цикле строчной развертки триггер

12 закрывает ключ 5 и открывает ключ Формула изобретения

6 (фиг. 2) .

При этом передним фронтом сигнала Устройство преобразования ахрома0 (фиг. 2). запУскается измеритель 15 тической полосы в интердеренционной

-)Я.

11 временных интеРвалов. Через откРы- картине в электрические сигналы, сотый ключ 6 тот же видосигнал U пода†держащее сканирующий фотоприемник, ется на информациорный вход амплитуд- соединенный с блоком развертки, заданого компаратора 9, который срабатыва- ющий генератор, соединенный с блоком ет в момент равенства максимальной 2О развертки, блок памяти,.амплитудный амплитуды сигнала U и запомненной компаратор, подключенный к выходу ранее блоком 8 амплитуды (точка A„ блока памяти, блок регистрации, о тфиг. 2). Амплитудный компаратор 9 в л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цемомент Равенства (точка А), соответ- лью повышения точности, оно содержит ствующий сереиинеахроматической по- нелинейный преобразователь, соединенлосы, выдает импульс U< (фиг 2) ко ный входом с усилителем видеосигна а, 35 л торый останавливает измеРитель 11 вре- два электронных ключа, информационменных импульсов. Измеритель 11 вре- ные входы которых объединены и подклюменных интервалов, выполненный по чены к выходу нелинейного преобразосчетной схеме, фиксирует в цифровой вателя, один из ключей своим выходом фоРме вРеменной интеРвал тджх,сост- 30 соединен со входом блока памяти, а ветствующий положению ахроматической другой — со входом амплитудного ком- полосы. Одновременно результат изме- паратора, управляющий триггер, coåРения РегистРиРУется цифропРчатающим диненный входом с блоком развертки, устройством 16. По заднему фронту cHr а прямым и инверсным выходами — соотнала U одновибратор 10 вырабатывает 35 ветственно с управляющими входами импульс сброса длительностью электронных ключей, одновибратор и (фиг. 2), котоРый, постУпая на ключ третий электронный ключ, соединенный

7 сброса, сбрасывает запомненнУю бло- информационным входом с выходом блоком 8 ранее максимальную амплитуду, ка памяти, а управляющим входом — чеподготавливая блок 8 заполнения к но-40 рез одновибратор с инверсным выходом вому циклу работы. управляющего триггера, измеритель

После двух циклов (запоминание-сРав временных интервалов, соединенный нение) стРочной РазвеРтки диссектора входом с выходом амплитудного компа блок 13 подает на диссектор 2 смеще- ратора и инверсным выходом управляюние по кадРУ и Регис РаЦиЯ положениЯ щего триггера, а выходом — с блоком

45 ахроматической полосы осуществляется регистрации .аналогично описанному выше, но для другого уч участка интерференционной Источники информации, картины. Таким образом, регистриру- принятые во внимание при экспертизе ется простра с остранственное расположениее 1. Голубовский Ю. М. Устройство ахроматической полосы в и в интерференци- 5О для регистрации ахроматической полон онной картине, т. е. е ее форма кото- сы.-"Приборы и техника эксперимента

I рая может значительно отличаться от 9 6, 1975. прямой линии. иссек- 2. ABTopcKGG свидетельство СССР и в" В 2165523/25 торе) функции фотоприемника и скани- 55 по ваяв::е @

Рующего устройства повышает быстро- Krt. 6

813476

Ьпчмй дике раИгр

Иеаамвт цим

Фа4 ва«и ц

У д

У

t д

Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4

Фма

ВНИИПИ Закаэ 776/64 Тираж 745 Подписное