SU1585676A1

SU1585676A1 - Оптический способ измерени перемещени с помощью масштабной линейки и устройство дл его осуществлени

Info

Publication number: SU1585676A1
Application number: SU884363182A
Authority: SU
Inventors: Яков Маркович Отчик; Михаил Федорович Скворцов; Сергей Миронович Рузин; Владимир Трифонович Синоженко; Александр Васильевич Трофимов
Original assignee: Организация П/Я М-5273; Особое Конструкторское Бюро Станкостроения
Priority date: 1988-01-14
Filing date: 1988-01-14
Publication date: 1990-08-15

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике. Целью изобретени вл етс повышение точности измерений за счет устранени погрешностей, св занных с неправильной идентификацией штриха масштабной линейки. Устройство дл измерени перемещени с помощью масштабной линейки содержит строчный преобразователь 3, на который проецируетс изображение не менее двух интервалов шкалы масштабной линейки 1. Первый штрих, по вл ющийс в развертке, анализируетс на истинность анализатором 4 истинности и, если он одобр етс по выбранным параметрам, от него отсчитываетс известный интервал с помощью формировател 5 строба, т.е. определ етс место расположени второго штриха, который выдел етс с помощью схемы 6 выборки. Вычислитель 7 определ ет смещение второго штриха относительно линейки строчного преобразовател 3, т.е. перемещение объекта. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК »SU „„ 1585676 А1 (51)5 G 01 В 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

(21) 4363182/24-28 .(22) 14.01.88 (46) 15.08.90. Бюл. Р 30 (72) Я.М.Отчик, М.Ф,Скворцов,

С.М.Рузин, В.Т.Синоженко и А.В.Трофимов (53) 531.7 (088.8) (56) Патент ФРГ Р 3427067, кл. G 01 В 11/02, 1985.

(54) ОПТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ С.ПОМОЩЬЮ МАСШТАБНОЙ ЛИНЕЙКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет устранения погрешностей, связанных с неправильной идентифика- цией штриха масштабной линейки. Устройство для измерения перемещения с помощью масштабной линейки содержит строчный преобразователь 3, на который проецируется изображение не менее двух интервалов шкалы масштабной линейки 1. Первый штрих, появляющийся в развертке, анализируется на истинность анализатором 4 истинности и, если он одобряется по выбранным параметрам, от него отсчитывается известный интервал с помощью форми- . рователя 5 строба, т.е. определяется место расположения второго штриха, который выделяется с помощью схемы 6 выборки. Вычислитель 7 определяет смещение второго штриха относительно линейки строчного преобразователя 3,

т.е. перемещение объекта..2 с. и

з.п.ф-лы, 1 ил.

mSg·.,—.' ..-¾¾.

SU „„1585676 А1

Изобретение относится, к измерительной технике и может быть исполь-, зовано для определения перемещения объектов с помощью масштабной линейки. .

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет устранения погрешностей, связанных с неправильной идентификацией штриха масштабной линейки.

На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующего способ. Устройство для измерения перемещений с помощью масштабной линейки, реализующее способ, содержит масштабную линейку 1, предназначенную для установки на объекте измерения, ; оптически связанные оптическую систему 2 и строчный преобразователь 3, анализатор 4 истинности, формирователь 5 строба, счетный вход которого соединен с управляющим выходом строчного преобразователя 3 и счетным входом анализатора 4 истинности, управляющий .вход соединен с выходом, анализатора 4 истинности, схему 6 выборки, информационный вход· которой соединен с информационным выходом строчного преобразователя 3 и информационным входом анализатора 4 истинности, вычислитель 7, информационный вход которого соединен к выходом схемы 6 выборки, управляющий вход соединен с управляющим входом схемы 6 выборки и выходом формирователя 5 строба.

Анализатор 4 истинности выполнен в виде последовательно соединенных формирователя 8 поэлементной разности, вход которого является информационным входом анализатора 4 истинности, инвертора 9, порогового детектора 10 и анализатора 11 длительное-: ти, счетный вход которого является счетным входом анализатора 4 истинности, детектора 12'нуля, управляющий вход которого соединен с выходом анализатора 11 длительности, последовательно соединенных интегратора 13, информационный вход которого соединен с информационным входом детектора 12 нуля и выходом инвертора 9 и детектора 14 амплитуды, управляющий вход которого соединен с управляющим входом интегратора 13, выходом детектора 12 нуля и вторым входом анализатора 11 длительности, выход соединен с управляющим входом анали затора 11 длительности и является выходом анализатора 4 истинности./ ’ Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

Участок шкалы масштабной линейки 1, содержащий не менее двух полных интервалов, периодически проецируется (с помощью засветки с частотой _ 3v г где v - скорость перемещения as- интервал шкалы масштабной линейки 1) с помощью оптической системы 2 на линейку фоточувствительных . элементов строчного преобразователя ' 3, в качестве которого использован линейный фоточувствительный прибор с зарядовой связью (ЛФПЗС) с узлом считывания и схемой управления. Видеосигнал со строчного преобразователя 3, поступает на формирователь 8 поэлементной разности, на выходе которого формируется его производная, которая инвертируется на инверторе 9 и поступает на входы порогового детектора 10, детектора 12 нуля и интегратора 13.

Если производная от сигнала превышает установленный на пороговом детекторе 10 уровень, запускается анализатор 11 длительности. Анализатор 11 длительности выполнен на основе счетчика с предустановкой. Запуск анализатора 11 длительности производится по одному из установочных входов, при этом в счетчик заносится код, равный половине от числа фоточувствительных элементов ЛФПЗС, перекрытых изображением штриха масштабной линейки 1.

В момент занесения кода изменяется уровень на выходе переполнения счетчика анализатора 11, разрешая работу детектора 12 нуля и вычитание импульсов частоты f_T из кода, занесенного в счетчик анализатора 11, при этом _f = 2 ¹ т т’ где Т - период квантования видеосигнала.

Если к моменту возникновения переполнения счетчика анализатора 11 длительности код, занесенный в счетчик, становится меньше нуля и до этого момента не произошел переход производной видеосигнала через 0, сигнал воспринимается как помеха, анализатор 11 длительности запрещает работу детектора 12 О и прекращает счет .. тактовой частоты, схема ожидает нового срабатывания порогового детектора' 10. Если до возникновения переполнения счетчика анализатора 11 длительности произошел переход производной видеосигнала через 0, срабатывает детектор 12, он производит перезанос кода в счетчик анализатора 11 длительности и снимает запрещающий сигнал с управляющего входа интегратора 13. С выхода интегратора 13 сигнал, пропорциональный амплитуде видеосигнала, поступает на вход детектора 14 амплитуды. При возникновении переполнения счетчика анализатора 11 длительности запрещается работа детектора 12, срабатывает детектор 14 амплитуды, фиксируя свое состояние, и сбрасывается интегратор 13. Если амплитуда видеосигнала находится в заданном диапазоне, что свидетельствует о наличии штриха, на выходе детектора 14 амплитуды устанавливается уровень, запрещающий работу анализатора 11 длительности, запускающий формирователь 5 строба и разрешающий работу вычисли-3Q теля 7. Формирователь 5 строба отсчитывает заданное количество импульсов частоты и формирует строб на время длительности видеосигнала от следующего штриха масштабной линейки 1, который поступает на управляющий вход схемы 6 выборки. При этом видеосигнал от штриха масштабной линейки 1 поступает на вход вычислителя 7, который вычисляет его положение относительно шкалы строчного преобразователя 3.

Засветка с заданной частотой обеспечивает возможность определить пере-, мещение одного и того же (выбранного) штриха в пределах расстояния, равного интервалу шкалы масштабной линейки 1. Для определения полного значения перемещения ведется счет этих интервалов .

Claims

Формула изобретения

1. Оптический способ измерения перемещения с помощью масштабной линейки, заключающийся в том, что периодически осуществляют развертку изображения выделенного участка штриховой шкалы масштабной линейки по направлению измеряемой координаты.

анализируют содержание видеосигнала по заданным критериям, определяют •перемещение объекта по изменению положения изображения штриха, выделен5 кого участка, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности измерений, осуществляют развертку изображения участка линейки, содержащего не менее трех изображений штрихов, из анализируемого видеосиг-: нала выделяют часть, соответствующую заданным критериям изображения штриха, формируют заданный временной 15 интервал, соответствующий расстоянию между штрихами, по окончанию которого выделяют -часть видеосигнала, соответствующую изображению следующего штриха выделенного участка, и по 20 его смещению определяют изменение положения изображения первого штриха.

2. Устройство для измерения перемещения с помощью масштабной линейки, содержит масштабную линейку, пред-

25 назначенную для установки на объекте . измерения, оптически связанные оптическую систему и строчный преобразователь и вычислитель, обличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено анализатором истинности, формирователем строба и схемой выборки, выход которого соединен с информационным входом вычислителя, управляющий вход схемы выборки соединен с выходом формирователя строба и управляющим входом вычислителя, информационный вход схемы выборки соединен с информационным выходом строчного преобразовате4Q ля и информационным входом анализатора истинности, счетный вход которого соединен с управляющим выходом строчного преобразователя и счетным входом формирователя строба, а выход анализа4$ тора истинности соединен с управляющим входом формирователя строба.

3. Устройство по п. 2, о т л и ч а.юще е с я тем, что анализатор истинности выполнен в виде формиро-

5Q вателя поэлементной разности, вход которого является информационным входом анализатора истинности, последовательно соединенных инвертора, вход которого соединен с выходом формирователя поэлементной разности, порогового детектора и анализатора длительности, счетный вход которого является счетным входом анализатора истинности, детектора нуля, управляющий вход которого соединен с выходом анализатора длительности, последовательно соединенных интегратора, информационный вход которого соединен с информационным входом детектора нуля и выходом инвертора и детектора амплиту-¹' ды, управляющий вход которого соеди нен с управляющим входом интегратора, выходом детектора нуля и вторым входом анализатора длительности, а выход детектора амплитуды соединен с управляющим входом анализатора длительности и является выходом анализатора истинности.