книги из ГПНТБ / Полоник В.С. Телевизионные автоматические устройства

ющего элемента есть линейная (в первом приближении) функция, то разность токов (і2—/і) будет пропорциональна іразности коорди­

нат границ изделия н, следовательно, его поперечному размеру:

£

где 5 — чувствительность отклоняющей системы, пересчитанная в плоскость предмета.

Из ,риіс. 4.326 видно, что інестабильность іраіэвеіртюи [i'(t) івіместо і(і)] приводит к изменению длительности и положения видео­ сигнала (t\ іи t'2вместо ti и t2), попе влияет на величину ирэпичных токов іі ад (2 [56, 105].

Следящее преобразование

При контроле быстро перемещающихся изделий (проката) час­ тота развертки должна быть достаточно высокая, что приводит к расширению полосы пропускания видеотракта и снижению чувст­ вительности системы к излучению. Этот недостаток устраняется при использовании следящего преобразования 6106). Два ТД на диссек­

элементов, а направления их отсчета противоположны, по сумме токов (Іі + і2) можно судить об отклонении AI ширины изделия от номинального значения:

А / = / — /ном = Х\ -+- х2 — S (іх + і2).

Для определения AI служит сумматор 2, выходное напряжение которого пропорционально іі + і2.

Комбинированное преобразование

К недостаткам устройств, использующих следящее преобразова­ ние, относится появление ошибки при изменении величины видео­ сигнала. В устройствах с развертывающим преобразованием это устраняется различными способами формирования.

— 130 —

При комбинированном преобразовании на основное движение апертуры (слежение за гранью изделия) накладываются дополни­ тельные высокочастотные локальные колебания1) с амплитудой, достаточной для того, чтобы апертура в крайних положениях пол­ ностью находилась на «рае изделия и на фоне у края ^изделия. Образующийся иіри этом иидетсиігнал несет инфор мадию об яркос­ ти изделия и фона, что позволяет регулировать величину опорного напряжения основной следящей системы и устранить указанную выше ошибку измерения СІ84].

Структурная схема устройства включает (рис. 4.34) іпиіюдетекторы іма/ксимальноіго П Д —и минимального ПД—уровня видеосиг­

то по чувствительности к излучению рассматриваемый метод зани­ мает промежуточное положение между развертывающим и следя­ щим методами.

Основным преимуществом метода граничных токов по сравне­ нию с времяимлульсными является независимость результатов из­ мерения от нелинейности и нестабильности размера разверток. В

‘'Используется специальный генератор или режим автоколебаний следящей системы.

— 131

реальной аппаратуре наблюдается слабая зависимость от указан­ ных величин из-за нендеальности аналоговых запоминающих и преобразующих устройств.

Принципиально остающимся источником погрешности является нелинейность функции і(х), вызванная аберрациями при отклоне­ нии луча (дисторсия, неточность сборки трубки и ФОС). Точность отсчета координат по отклоняющему току ограничивается также нестабильностью источников, питающих трубку и ФОС.

Практическая аппаратура

В настоящее время разработан ряд ТА для контроля размеров, основные технические данные которых помещены в табл. 4.2.

Т а б л и ц а 4.2

J)Зависят от типа объектива.

■Рассмотрим наиболее совершенные ТА данного типа [571. Принципиальная схема ТАИР-1-3 и ТАИР-2-2 приведена на

-риС: 4.35, осциллограммы — на рис. 4.36. На фотокатод диссектора Л-i проецируется двухісггрочной іраізнѳртке. Генератор 'строчной разрое подвергается двухстрочной развертке. Генератор строчной раз­ вертки на лампе Лю и кадровой на лампе Ла вырабатывает соответ­ ственно пилообразные (рис. 4.36 а) и прямоугольные (рис. 4.36 б) импульсы тока в строчной Lc и кадровой LKотклоняющихся катуш-

— 132 —

%7Т

^ss-шаов

133 —

ках. Оба генератора управляются от задающего генератора Лд та­ ким образом, что частота кадровой развертки вдвое меньше строч­ ной. Образующийся на .сопротивлении нагрузки Ri диссектора ви­ деосигнал (рис. 4.36 в) через катодный повторитель на лампе Лг передается на линию задержки ЗЛ, согласованную на входе сопро­ тивлением и разомкнутую на выходе. /В такой схеме на согла­ сующем сопротивлении Я2выделяется разность между входным ви­ деосигналом и задержанным на двойное время задержки линии.

Разностный .видеосигнал содержит импульсы, соответствующие пересечению апертурой граней проката. Кроме указанных импуль­ сов, в раз'ноістноім видеосигнале находятся паразитные импульсы, возникающие во время обратного хода и при пересечении краев фо­ токатода. Они уничтожаются ограничителем, состоящим из сопро­ тивления Яз и транзистора Т, управляемого схемой совпадения на диодах Д і—Дз, подключенных к задающему генератору и вторич­ ным обмоткам трансформатора Тр генератора строчной развертки.

Очищенный разностный видеосигнал (рис. 4.36 г) усиливается левой половиной лампы Л3и подается на фазоинвертор, собранный на правой половине лампы Л3. Импульсы с обоих выходов фазоин­ вертора поступают на запуск триггеров на лампах Л,, и Л7. Сраба­ тывание триггеров происходит в средней точке 'фронта отрицатель­ ного импульса видеосигнала (рис. 4.36 д, е) и достигается за счет привязки переходных цепочек Сь і?«іи С,и Я7к потенциалу і(+ 75 В), превышающему напряжение анодного питания триггеров ( + 50 В) на половину амплитуды запускающего импульса, равной 50 В. В исходное состояние триггеры перебрасываются поочередно в нача­ ле прямого хода соответствующей строки. Это получается за счет того, что запускающий импульс, образованный в результате диффе­ ренцирования цепочкой Съ, Ru иміпульоов задающего генератора Jig, поступает на запуск триггеров через ограничители Яі0, Дм, Яд, Ди и Яіг, Да, Яіз, Да, управляемые геінѳратороім кадровой разверт­ ки на лампе Лв- 'Во время первой строки напряжение на правом аноде Л8 ниже нуля, диод Ди закрыт и запускающий импульс че­ рез Ям проходит на запуск триггера Лі„ JB то же время положитель­ ное напряжение на левом аноде Лв открывает диод Ді3и 'запускаю­ щий импульс не проходит на Л7. Во время второй строки ситуация обратная.

Вырабатываемое триггерами напряжение (рис. 4.36 д, е) и нап­ ряжение на Яв, включенном последовательно со строчной откло­ няющей катушкой Ьс, поступают на схемы оо'вігтаідшия Дъ Д% Rs и Дв, Дд, Яв- Амплитуды импульсов (рис. 4.36 ж, и) на их выходе соответствуют граничным токам развертки и положению граней проката и запоминаются пик-детекторами Д 6, С2 и Д7, С3- Разность этих амплитуд, пропорциональная отклонению размера проката от номинала, снимается через катодные повторители на лампе Л6.

Аналогично устроена электрическая часть прибора ТАИР-2-2, однако здесь'величина оптической базы постоянна.

Узел автоматической регулировки амплитуды запускающих импульсов (Лц, ЛД) выполняет очень важную функцию в условиях

— 134 —

гранью проката и ток в отклоняющей кутушке всегда равен гра­ ничному. Сумма токов обеих отклоняющих катушек Ьх и Ь2 проте­ кает через резистор R x, с которого и снимается выходной сигнал измерителя.

Опорные напряжения следящей системы, подаваемые на нагру­ зочные резисторы диссекторов Ro и Re, регулируются в зависимости от величины полезного сигнала и фона вблизи грани проката. Для этого в отклоняющие системы заводится переменный ток неболь­ шой амплитуды и высокой частоты. Он получается три интегриро­ вании колебаний мультивибратора (Лв) цепочками Rio, С3 и R12, Сі„ подключенными к усилителям рассогласования следящих систем. Переменная составляющая видеосигнала анализируется пик-детек­ торами До, С1 и До, С2 (Дъ С5 и Д&, Со) - Полусумма положительной и отрицательной амплитуд видеосигнала, образующаяся в общей точке'резисторов R7 и Rs (Ri3 и Ru), поступает іна усилители (ЛЗа и </73б), с выхода которых снимается опорное напряжение на нагруз­ ку диссектора. Описанное устройство всегда совмещает центр высо­ кочастотных колебаний апертуры с гранью проката независимо от неравномерности его свечения и чувствительности фотокатода дис­ сектора.

135 —

Cvj

Ci

<

H

га

к

га

3

с;

га

с

3

с

h-I

со га"

о

Си

136

s

ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ АВТОМАТЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФОРМЫ И ПРОФИЛЯ ИЗДЕЛИИ

5.1. ОБЩИЕ СООБРАЖЕНИЯ

При. массовом выпуске изделий сложной формы особую остро­ ту приобретает вопрос быстрого и оперативного контроля соответ­ ствия формы изделия заданным параметрам. Такой контроль наи­ более часто осуществляется операторами вручную с помощью боль­ шого количества шаблонов. Применение телевизионно-вычислитель­ ной текшими позволяет сделать іреальной аівтомдтіиза'цию этого про­ цесса.

В настоящее время ТА для контроля формы изделий еще толь­ ко проверяют в лабораторных условиях, что объясняется больши­ ми трудностями работы достаточно прецизионных приборов в тя-

Рис. 5.1. Классификация ТД для контроля формы и профиля изделий

— 138 —

желых производственных условиях; особенно сказанное относит­ ся к контролю быстро перемещающихся изделий и изделий, нагре­ тых до высокой температуры, например, контроль профиля горя­ чего проката в процессе его производства, которых вообще немыс­ лим с помощью ручных методов. Классификация известных сейчас способов контроля формы и профиля изделий приведена на рис. 5Л.

Телевизионные датчики для контроле формы разбиваются отадве самостоятельные группы. Первая группа базируется на использова­ нии раздвоенного бегущего луча. Один луч развертывает эталон­ ное изделие, а второй — контролируемое. При несоответствии изде­ лии эталону видеосигналы от обоих лучей не совпадают и их раз­ ность может быть использована для сигнализации о наличии брака. Во второй группе производится фиксирование соответствия полу­ ченного видеосигнала нормированной его величине. Фиксация про­ изводится счетом специальных импульсов или сравнением длитель­ ностей видеоимпульсов и допуековых импульсов.

Телевизионные датчики для контроля профиля изделия строится в основном с использованием принципа световых сечений, при по­ мощи которого удается получить поперечное сечение контролируе­ мого изделия без его разрушения.

5.2. КОНТРОЛЬ ФОРМЫ ИЗДЕЛИЙ Способ допуековых линий

Для осуществления этого способа используется световое устрой­ ство, с помощью которого на экран проецируется контролируемый контур изделия. На экране нанесены тонкие допусковые линии, оп­ ределяющие пределы, выход за которые переводит изделие в брак (рис. 5.2). Если теперь спроецировать полученную комбинацию те­ невого контура изделия и допуековых линий на однострочный пре­ образователь свет—ісигадл, то при іоканіировании этого изображения на выходе усилителя будут получены три разных сигнала в зави­ симости от качества изделия 135].

В случае, если контур изделия выходит за пределы максималь­ ного допуска (рис. 5.2 а), его тень перекроет обе допусковые линии и ісипнал после дифференцирования и одностороннего опраничения

Рис. 5.2. Три случая взаимного расположения допуековых линий и конту­ ра изделия

— 139 —