оптико-электронное устройство для измерения размеров нагретых изделий
Классы МПК: | G01B21/02 для измерения длины, ширины или толщины |
Автор(ы): | Шилин А.Н. |
Патентообладатель(и): | Волгоградский политехнический институт |
Приоритеты: |
подача заявки:
1991-04-03 публикация патента:
30.07.1994 |
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения геометрических размеров нагретых изделий, и может быть использовано при контроле проката, поковок и обечаек. Целью изобретения является упрощение конструкции. Устройство содержит объектив 2, вибрационный сканатор 3, фотоприемник 5, подключенный к усилителю 6 фототока, соединенному с триггером 7 Шмитта и индикатором 8. К усилителю 6 фототока подключены блок автоматической регулировки усиления, состоящий из нелинейного элемента с пиковым детектором 9 и транзисторного усилителя 10, и блок автоматической стабилизации уровня шумов, состоящий из пикового детектора 11 и усилителя 12. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ НАГРЕТЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащее вибрационный сканатор, фотоприемник, усилитель фототока, блок автоматической регулировки усиления, триггер Шмитта, индикатор и блок автоматической стабилизации уровня шумов, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, блок автоматической регулировки усиления выполнен в виде подключенной к выходу усилителя фототока последовательной цепи из нелинейного элемента, пикового детектора и транзисторного усилителя, подключенного параллельно резистору усилителя фототока, а блок автоматической стабилизации уровня шумов выполнен в виде подключенной к выходу усилителя фототока последовательной цепи из пикового детектора, подключенного общей точкой к положительной шине питания, и усилителя, соединенного через резистор с входом усилителя фототока.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения геометрических параметров нагретых изделий, и может быть использовано при измерении и контроле проката, поковок и обечаек. Известны адаптивные оптико-электронные помехоустойчивые устройства, параметры которых автоматически изменяются в зависимости от поступающей информации как от внешней среды, так и от самого устройства [1]. Одно из таких устройств содержит фотоприемники фонового излучения и основного канала, пороговое устройство и управляемую диафрагму с приводом. В этом устройстве управляемая диафрагма регулирует световой поток, поступающий на фотоприемники и тем самым повышает надежность устройства. Однако это устройство применимо для задач распознавания образов и использовать его для повышения надежности измерительных систем в машиностроении не представляется возможным. Наиболее близким по технической сущности является оптико-электронное измерительное устройство [2], содержащее вибрационный сканатор, фотоприемник, усилитель фототока, триггер Шмитта, фильтр низкой частоты, индикатор, блок автоматической регулировки усиления, выполненный в виде последовательной цепи из пикового детектора, дифференциального усилителя, к которому подключен фотоприемник с резистором нагрузки, и блок автоматической стабилизации уровня шумов, выполненный в виде RC-цепи, соединяющей делитель напряжения, подключенный к выходу усилителя фототока, с инвертирующим входом усилителя, и двух ключей один из которых подключен к выходу усилителя фототока и инвертирующему входу усилителя фототока, а другой - параллельно входному резистору делителя, а управляющие входы ключей соединены с блоком питания через триггер Шмитта и два ждущих мультивибратора. Это устройство выбрано в качестве базового объекта. Недостатком этого устройства является сложность конструкции, а следовательно, эксплуатации и настройки, поскольку это устройство содержит два времязадающих устройства (одновибраторы) и два ключа. При изменении параметров одновибратора, а следовательно, и их времен срабатывания измерительное устройство может оказаться неработоспособным. Кроме того, блок автоматической регулировки усиления управляет напряжением питания фотоприемника, что и определяет только один режим работы фотоприемника, и поэтому, например, не может быть использован генераторный режим работы фотодиода, при котором фотодиод имеет максимальное отношение сигнал/шум, и пироэлектрический приемник излучения, работающий в инфракрасной области спектра. Целью изобретения является упрощение конструкции устройства. Это достигается тем, что в оптикоэлектронном устройстве для измерения нагретых изделий, содержащем вибрационный сканатор, фотоприемник, блок автоматической регулировки усиления, триггер Шмитта, индикатор и блок автоматической стабилизации уровня шумов, блок автоматической регулировки усиления выполнен в виде подключенной к выходу усилителя фототока последовательной цепи из нелинейного элемента, пикового детектора и транзисторного усилителя, подключенного параллельно резистору усилителя фототока, а блок автоматической стабилизации уровня шумов выполнен в виде подключенной к выходу усилителя фототока последовательной цепи из пикового детектора, подключенного общей точкой к положительной шине питания, и усилителя, соединенного через резистор с входом усилителя фототока. Указанное отличие позволяет значительно упростить конструкцию, эксплуатацию и наладку измерительного устройства, поскольку в нем отсутствуют времязадающие и коммутирующие элементы. В предложенном устройстве могут быть использованы все существующие фотоэлектрические приемники информации. Кроме того, в устройстве используется вся зона обзора. На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - время-импульсная диаграмма, поясняющая его работу. Напротив нагретого изделия 1 установлен оптико-механический узел устройства, состоящий из объектива 2, вибрационного сканатора 3, представляющего собой колеблющееся зеркало, электрического генератора 4, являющегося энергетическим источником колебаний, и фотоприемника с щелевой диафрагмой 5, установленных в плоскости изображения объектива. Фотоприемник 5 подключен через резистор нагрузки Rн к усилителю 6 фототока, выполненного на основе операционного усилителя. Резистор R1совместно с резистором R2 образуют делитель напряжения, который и определяет коэффициент усиления усилителя 6 фототока Ку =![оптико-электронное устройство для измерения размеров нагретых изделий, патент № 2017064](/images/patents/456/2017064/2017064-2t.gif)
Класс G01B21/02 для измерения длины, ширины или толщины