SU1603192A1 - Способ измерени положени или размеров объектов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  за счет обеспечени  возможности коррекции результатов при изменении температуры фотоприемника. Способ заключаетс  в том, что проецируют изображени  диафрагмы 1 в виде узкой щели, св занной с объектом, на фотоприемник 4 с переносом зар да. Преобразовывают спроецированное изображение в видеосигнал, принимают решени  о положении или размерах объекта по положению или размерам изображени  щели. Защищают дополнительный электрод и затвор от действи  света, закрывают затвор на врем  целого числа N тактов измерени , по истечении которых открывают затвор на врем  одного измерени . Принимают решени  о температуре по величине сигнала, соответствующего зар довому пакету, накопленному под дополнительным электродом. Используют код температуры дл  коррекции результатов измерени  или фиксации его условий, увеличивают или уменьшают величину N на единицу, если код температуры соответственно меньше или больше фиксированных порогов. Дл  повышени  точности формируют врем  накоплени  темновых токов как сумму целого числа циклов N^.T_н, где T_н - период накоплени , и времени T_д, кратного периоду регистровой частоты. Перевод т дополнительный электрод в режим обогащени  на врем  T_н-T_д, затем устанавливают его в режим накоплени , причем врем  накоплени  измер ют шагами, равными или кратными периоду регистровой частоты по результатам сравнени  сигнала от дополнительного электрода с фиксированным уровнем. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Фиг.1

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть использовано дл  бесконтактног измерени  положени  или размеров :

объектов в широком диапазоне температур .

Цель изобретени ,- повышение точности измерени  при изменении температур при применении фотоприемника с переносом зар да, содержащего не менее одного регистра сдвига с дополнительным электродом, отделенным от регистра сдвига не менее чем одним затвором, за счет обеспечени  возмож ности коррекции результатов при из.- менении температуры фотоприемника.

На фиг. 1 и 2 приведены блок-схемы устройств дл  осуществлени  способа .

Устройство дл  осуществлени  способа по п. 1.содержит оптически св занные диафрагму 1 в виде узкой ще- ли, источник 2 света, объектив 3 и фотоприемник 4 с переносом зар да, генератор 5 управл ющих импульсов, выходами управлени  соединенный с уп- равл ю1цими входами фотоприемника- 4, блок 6 выборки и хранени , информационным входом соединенный с выхо- дом фотоприемника 4, аналого-цифровой преобразователь 7, входом соединенный с выходом блока 6 выборки и хранени , блок 8 обработки, аналоговым входом подключенный к выходу фотоприемника 4, цифровыми входами соединенный с выходами преобразовател  7, регистратор 9, входами соединенный с выходами блока 8 обработки, блок 10 ком- параторов, входом подключенный к вы- ходу блока 6 выборки и хранени , первый счетчик 11, суммирую1цим и вычита- кнцим входами подключенный соответственно к выходам сигналов превышени  первого и второго фиксированных перогов блока 10 компараторов, второй счетчик 12, информационными входами соединенный с выходами первого счетчика 11, формирователь 13, входом подключенный к выходу переноса вто- рого счетчика 12, RS-триггер 14, входом сброса объединенный с затво- ром фотоприемника 4, входом записи второго счетчика 12 и подключенный к выходу формировател  13, входом установки объединенный с вычитающим входом второго счетчика 12 и подключенный к выходу сигнала периода на- j коплени  генератора 5 управл ющих

импульсов, а пр мым выходом - к управл ющему входу блока 6 выборки и хранени .

Устройство дл  осуществлени  спо соба по п. Ijработает следухицим образом ..

С помощью объектива 3 изображени диафрагмы 1, освещенной источником 2 света, проецируют на фотоприемник 4 с переносом зар да. Генератор 5 управл ющих импульсов вырабатывает последовательности импульсов, необходимые дл  обеспечени  работы фотоприемника 4 с переносом зар да. В момент включени  устройства на пр мом выходе RS-триггера 14 устанавливаетс  состо ние 1, в первый 11 и второй 12 счетчики записывают число п. Цепи, производ щие эти начальные установки, на фиг. 1 не показаны . Затвор, отдел к щй дополнительный электрод фотоприемника 4 от регистра сдвига, закрыт, и в течение п циклов накоплени  и сдвига под дополнительным электродом происходит накопление зар да, несущего информацию о температуре фотоприемника 4. В ка здом цикле накоплени  и сдвига (Tj) выходной сигнал фотоприемника 4 анализируетс  блоком 8 обработки, определ ннцим по этому сигналу положение или размеры объекта и передающим код результата в регистратор 9,

В конце каждого периода Тц накоплени  по положительному фронту сигнала периода накоплени , поступающего с соотвбтствукщего выхода генератора 5, из содержимого счетчика 12 вычитаетс  единица. По истечении п периодов Т„ на выходе переноса второго счетчика 12 формируете   от1 цатель- ный импульс, по которому формирователь 13 вьфабатывает импульс дли тельностью в один период регистровой частоты. Зар д, накопленный под дополнительным электродом, переписываетс  в регистр сдвига и транспортируетс  к выходу фотоприемника 4, Сформированный на выходе формировател  13 импульс подают на вход эапи - си второго счетчика 12, в который по отрицательному фронту импульса переписываетс  содержимое первого счетчика 11, а также сбрасываетс  RS-триггер 14. По окончании очередного цикла Тм когда сигиал дополнительного электрода по вл етс  на вькоде фотоприемника 4 (и|1тульс

с номером k + 1, где k - количество светочувствительных  чеек фотопри- емника), импульсом с выхода генератора 5 RS-триггер 1А устанавливаетс  в состо ние 1. По положительному фронту сигнала на пр мом выходе RS-триггера 14 в блоке 6 выборки и хранени  запогфшаетс  амплитуда сигнала от дополнительного электро-. да. С помощью аналого-цифрового преобразовател  7 эта величина преобразуетс  в код, поступающий на информационные входы блока 8 обработки , В блоке 8 обработки по этому коду определ етс  тe fflepaтypa, величина которой используетс  дл  коррекции результатов измерений в следующих п циклах накоплени  Т. В блоке

10компараторов сравниваетс  напр жение на выходе блока 6 выборки и хранени  с напр жени ми двух фиксированных порогов. Если напр жение сигнала лежит между напр жением верхнего и нижнего порогов, на выходе блока компараторов сигналы отсутствуют . При превьшении напр жением сигнала верхнего порога на первом выход блока кo mapaтopoв вырабатываетс  сигнал, по положительному фронту которого из содержимого первого счетчика 11 вычитаетс  единица. Если напр жение сигнала оказываетс  ниже нижнего порога, на втором выходе

блока 10 компараторов вырабатываетс  сигнал, по положительному фронту ко- торого к содержимому первого счетчик

11прибавл етс  единица.Э.то приводит к уменьшению либо к увеличению времени накоплени  темпового сигнала фотоприемника .

Устройство дл  осуществлени  спосба по п. 2 (фиг. 2) содержит оптически св занные диафрагму 1, источник 2 света, объектив 3 и фотоприемник 4 с переносом зар да, генератор 5 уп- равл ющих импульсов, выходами управлени  подключенный к управл ющим входам фотоприемника 4, блок 6 выборки и хранени , информационным входом объединенный с выходом фотоприемни- ка 4, первый элемент И 7, блок 8 обработки , аналоговым входом подключенный к выходу фотоприемника 4, регистратор 9, входами подключенный к выходам блока 8, компаратор 10, входом подключенный к выходу блока 6 выборки и хранени , первый счетчик 1 1, суммируюп1им и вычитающим входами подключенный к выходам Меньше

1603192

5

0

д

5

5

5 0 5

0

0

и Больше компаратора 10 соответственно , информационньп ш выходами подключенный к информационным входам блока 8 обработки, второй счетчик

12,информац онными входами подключенный к выходам старсшх разр дов первого счетчика 11, третий счетчик

13,информационньпчи входами подключенный к выходам младших разр дов первого счетчика 11, формирователь

14,входом подключенный к выходу переноса второго счетчика 12, выходом - к входам записи второго счетчика 12 и третьего счетчика 13 и к затвору фотоприемника 4, первый RS .триггер 15, входом сброса подключенный к выходу формировател  14, вхо- . дом установки подключенный к выходу

сигнала периода накоплени  генератора 5 управл ющих и myльcoв, а выходом - к управл ющему входу блока 6 выборки и хранени , второй RS-триггер 16, входом установки подключенный к выходу переноса третьего счетчика 13, входом сброса - к выходу переноса второго счетчика 12, пр мым выходом - к дополнительному электроду фотоприемника 4, первый вход первого логического элемента И 7 подключен к выходу регистровой частоты генератора 5,. второй вход - к инверсному выходу второго RS-триггера 16, а выход - к суммир тощему входу третьего счетчика 13, второй логический элемент Н 17, первым входом подклю- ченньй к пр мому выходу второго RS- триггера 16, вторым входом - к выходу сигнала периода накоплени  генератора 5, а выходом - к вычитающему входу второго счетчика 12.

Устройство дл  осуществлетш  способа по п. 2 работает следующим образом .

С помощью объектива 3 изображение диафрагмы 1, св занно с объектом

,и освещенной источником 2 света, проецируют на фотоприемник 4 с переносом зар да. Генерато 5 управл юЕ их импульсов вырабатывает все необходимые дл  работы фотоприемника 4 последовательности импульсов. В отличие от описанного дл  устройства по фиг. 1 в счетчике 1 1 содер;китс  код длительности периода накоплени  темновых

токов (Тд + ), причем код Тд содержитс  в шaдIлиx разр дах этого счетчика, а число п-в старших-. Содержимое gIaдыиx разр дов первого

счетчика 11 переписываетс  в третий счетчик 13, старших - во второй счетчик 12. В начальный момент времени второй RS-триггер 16 находитс  в состо нии О, а первый RS-триггер 15 - в состо нии 1

Сигнал с

пр мого выхода второго RS-триггера 16, поступа  на дополнительный электрод фотоприемника 4, переводит его в режим обогащени . Сигнал с инверсного выхода того же триггера, поступа  на вход первого логического элемента И 7, открывает его, разреша  прохождение импульсов регистровой частоты с выхода генератора 5 на суммирующий вход третьего счетчика 13. Разр дно.сть этого счетчика выбрана такой, чтобы он заполн лс , начина  с нул , импульсами регистровой частоты за врем  Тц. Тогда, если счет начинаетс  с кода Т, сигнал переноса по вл етс  на выходе счетчи -ка 13 через врем  Т„ - Тд . Сигнал переноса переводит второй RS-триггер 16 в состо ние 1. Сформированный на инверсном выходе этого RS-триггера сигнал переводит отрицательным фронтом дополнительный электрод фотоприемника 4 в режим накоплени ми, открыва  второй логический элемент И 17, разрешает поступление сигнала начала периода накоплени  на вычитающий вход второго счетчика 12. Сигнал с пр мого выхода второго RS-триггера 16, закрыва  первьй логический элемент И 7, прекращает доступ импульсов регистровой частоты на суммирующий вход третьего счетчика 13. После этого через врем  Тд на вычитающий вход второго счетчика 12 поступает первый сигнал начала периода накоплени . Через п периодов на выходе переноса счетчика 12 формируетс  сигнал переноса, которьй переводит второй RS-триггер 16 в состо ние О, вызыва  по вление на выходе формировател  14 импульса длительностью в один период регистровой частоты. По отрицательному фронту этого импульса переписываетс  содержимое первого счетчика 11 во второй и третий счетчики 12 и 13, сбрасываетс  первый RS-триггер 15 в состо ние О, открьгоаетс  на один период регистровой частоты затвор фотоприемника 4, позвол   переписать накопленные под дополнительным электродом зар ды темнового сигнала в регистр сдвига

5

0

5

0

5

0

45

50

55

Claims (2)

1. Способ измерени  положени  или размеров объектов, заключающийс  в том, что изображение диафрагмы в виде узкой щели проецируют на фотоприемник с переносом зар да, преобразуют изображение в видеосигнал, по положению изображени  щели на фотоприемнике суд т о положении или размерах объекта, отличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  точности при применении при изменении температур фотоприемника с переносом зар да, содержащего не менее одного регистра сдвига с дополнительным электродом, отделенным от регистра сдвига не ме- .нее чем одним затвором, защищают дополнительный электрод и затвор от действи  света, закрьшают затвор на врем  целого числа п. тактов измере- ни , по истечении этого времени открывают затвор на врем  одного такта измерени , по величине сигнала, соответствующего зар довому пакету, накопленному под дополнительным электродом , формируют код температуры, который используют дл  коррекции результатов измерени  или фиксации его условий, сравнивают полученный код температуры с фиксированными порогами и по результатам сравнени  корректируют величину п, измен   врем  накоплени .

2. Способ по п, 1, отличающийс  тем, что врем  на1603192

10

коплени  темновых токов задают как сумму целого числа периодов накоплени  (пТ„) и времени, кратного периоду регистровой частоты, (Тд), в первом такте накоплени  темновых токов дополнительный электрод перевод т в режим обогащени  на врем  TH- Tj), в последующих тактах накоплени  - в режим накоплени , а врем  накоплени  корректируют шагами, равными или кратными периоду регистровой частоты.

Фиг. 2