Компаратор цвета — SU 1068732 (original) (raw)
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в химической, текстильной,полиграфической, строительной и других отраслях проьашленности, где цветявляется одним иэ основных показателей качества продукции. В сочетаниис образцовым атласом цветов компаратор может выполнять функции трехцветного калориметра.Известен Фотоэлектрический цветоанализатор, содержащий калориметрическую головку, стрелочный и электроннолучевой индикаторы, включеннуюмежду оптической частью калориметрической головки и входами индикаторовэлектронно-оптическую систему, которая содержит спектрально корригируе"мые светоприемники, схему выборакалориметрической системы и схемукомпенсации сигналов цнетности, вцепь обратной связи которой включенусилитель сигналов и регулятор напряжения питания светоприемников (1).Однако анализатор обладает недостаточной точностью сравнения цветови. большими габаритами. Это связанос тем, что в цнетоанализаторе неучитываются шумы электронной схемыи Фотоприемного устройства, а наличие трех каналов резко усложняетустройство, не давая выигрыша в быстродействии, так как выбор калориметрической системы осуществляетсяпоследовательно для каждой координаты цвета,Наиболее близким к изобретению 35является компаратор цвета, содержащий оптический блок с излучателем инабором светофильтров, установленный перед Фотоприемником, подключенным через согласующий усилитель . 40к входу программируемого усилителя(ПУ) управляущий вход. которого соединен с выходом буферного регистра,вход, которого через счетчик соединенс выходом генератора тактовых импульсов (ГТИ), управляющий вход которогосоединен с одним выходом блока управления, другой выход которого соединен с управляющим входом аналогоцифрового преобразователя (АЦП), ны"ход которого через запоминающееустройство соединен с входом вычислительного устройства и непосредственно соединен с одним входом делительного устройства (ДУ), дРУгойвход которого соединен с выходом задатчика эталонных кодов, причем соответствующие выходы блока управления (БУ) соединены с управляющимивходами оптического блока, буферно"го регистра, ДУ, задатчика эталонных кодон, запоминающего устройства(ЗУ) и вычислительного устройства (2)Недостатками известного устройства являются низкая точность сравне. ния цветов из-за влияния шумов и грубой дискретности установки оптимального коэффициента усиления усилителя, а также низкое быстродейст-.вие нахождения координат цвета, связанное с дополнительной математической обработкой кодов сигналов, записанных в счетчиках, и вычисление поизвестным Формулам координат цветахуе,Цель изобретения - повышение точности сравнения цветов.Поставленная цель достигается тем,что в компаратор цвета, содержащий оптический блок с излучателем и набором светофильтров, установленный перед Фотоприемником, подключенным через согласующий усилитель к входуПУ, управляющий вход которого соединен с выходом буферного регистра, вход которого через счетчик соединен с выходом ГТИ, управляющий вход которого соединен с одним выходом БУ, другой выход которого соединен с управляющим входом АЦП, выход которого через ЗУ соединен с входом вычислительного устройства и непосредственно соединен с одним входом ДУ, другой вход которого соединен с выходом задатчика эталонных кодов, причем соответствующие выходы БУсоединены с упранляющнми входами оптического блока, буферного регистра,ДУ, задатчика эталонных кодов, ЗУи вычислительного устройства, нведены. Резистивный делитель йН, дополнительный буферный регистр исдвиговый регистр, один вход которого соединен с выходом ДУ, другой вход соединен с выходом ГТИ, а выход через дополнительный буферный регистр соединен .с управляющим входом резистивного делителя ВВ, через который выход ПУ подключен квходу АЦП, причем управляющие входыосновного и дополнительного буферных регистров объединены, управляющие входы сдвигового регистра и счетчика также объединены и подключены к соответствующему выходу БУ, вход которого соединен с выходом обнуления сднигоного регистра.На чертеже схематически изображен компаратор цвета.Устройство содержит оптический блок 1, Фотоприемник 2, согласующий усилитель 3, ДУ 4, резистивный делитель КВ 5, буферный регистр б, . дополнительный буферный регистр 7, сдвиговый регистр 8, АЦП 9, ЗУ 10, ДУ 11, эадатчик 12 эталонного кода, счетчик 13,ГТИ 14, вычислительное устройство 15, БУ, вход которогосоединен с выходом обнуления сднигового регистра 8. Фотоприемник 2 подключен через усилитель 3 к входу ПУ 4, управляющий вход которого соединен с выходом буферного регистра б,1068732 части сдвигового регистра 8. Прикаждом сдвиге в счетчике 13 добавля-,ется единица младшего разряда. Приобнулении целой части сдвигового регистра по команде через БУ 16, происходит отключение ГТИ 14 от сдвигоного регистра 8 и счетчика 13, последний фиксирует количество сдвигов,Полученные коды в дробной части сдвигового регистра 8 и счетчике 13 по10 команде с БУ 16 переписываются вбуферные регистры 6 и 7 соответствен.но, которые устанавливают ПУ 4 и делитель кИ 5 в состояние, соответ ствующее верхнему пределу иэмери 15 тельной шкалы, т.е, эта операциянеобходима для приведения измерительной схемы к требуемому диапазону.По команде 9 оптический блок 1снова выдает сигнал, который, преобразуясь Фотоприемником 2 в электрический сигнал, поступает через усилитель 3, ПУ 4 и делитель В 5 на АЦП 9, последний по команде сБу 16 производит измерение его амплитуды. Полученный новый код АЦП 9И по команде с БУ 16 записываетсяЗУ 10 как код, соответствующий сиг-налу, характеризующему коэффициентпропускания (отражения) эталонногообразца с учетом шумов и Фоновыхсигналов.Второй этап работы компараторацвета заключается в определении величины шума и фоновых сигналов измерительного канала. При измерении шума35 и фоновых сигналов с Бу 16 подаетсяочередная команда на АЦП 9 для измерения, при этом излучение оптического сигнала с оптического блока 1не происходит, Полученный код АЦП 940 по команде с БУ 16 также переписывается в ЗУ 10. Таким образом, в ЗУ10 оказываются записанными два кода,соответствующих величине сигнала ишума (совместно)характеризующегокоэФфициент пропускания (отражения)эталонного образца, и величине шума, т.е. Мс и Иш.На третьем этапе измерения в оптическом блоке 1 в пучок излучения устанавливают измеряемый образец. Приэтом буферные регистры 6 и 7, а так;..же счетчик 13 и сдвиговый регистр 8сохраняют свои состояния такими,какие они имели после первого этапаизмерения,5 вход, которого через счетчик 13 соединенс выходом ГТИ 14, управляющийвход которого соединен с одним извыходов БУ 16, другой выход которого соединен с управляющим входомАЦП 9, выход которого через ЗУ 10соединен с входом вычислительногоустройства 15 и с одним входом ДУ11; другой вход которого соединенс выходом задатчика 12 эталонных кодов, выходы БУ 16 соединены с управляющими входами оптического блока 1,буферных регистров 6 и .7, ДУ 11, задатчика 12 эталонных кодов, ЗУ 10,вычислительного устройства 15, сдвигового регистра 8 и счетчика 13.Один вход сдвигового регистра 8 соединен с выходом Ду 11, другой входсоединен с ГТИ 14, а выход черездополнительный буферный регистр 7соединен с управляющим входом резистивного делителя НВ 5, через который выход ПУ 4 подключен к входуАЦП 9.Устройство работает следующим образом.Исходное состояние устройства.таково, что буферные регистры 6 и 7обнулены, сдвиговый регистр 8 и счетчик 13 тоже обнулены, генератор 14не выдает на выход импульсы, а в оптическом блоке установлен эталонныйобразец.По команде с БУ 16, представляющего собой наборное поле команд с генератором очередности команд и ихадресов, в буферные регистры 6 и 7записывается код Ьо, Р,по которомуПУ 4 и делитель ВВ 5 устанавливаются в состояние, соответствующеекоэффициенту передачи, равному единице.По следующей команде с БУ 16 сигнал оптического излучения с оптического блока 1 поступает на фотоприемник 2, где преобразуется в электрический сигнал, пропорциональный световому потоку,Электрический сигнал через согласующий усилитель 3, ПУ 4 и делительВ5 поступает на АЦП 9, По команде с БУ 16, АЦП 9 осуществляет измерение амплитуды сигнала. Код АЦП 9, 5полученный в результате измеренияамплитуды сигнала, поступает на ДУ11. Следующей командой с БУ 16 наДУ 11 передается эталонный код отзадатчика 12. ДУ 11 осуществляет деление эталонного кода на код, полученный с .АЦП 9.Полученное новое значение кода(целая и дробная части) по следующей команде с БУ 16 переписывается 60в сдвиговый регистр 8. Очереднаякоманда с БУ 16 подключает ГТИ 14к сдвиговому регистру 8 и к счетчику 13, осуществляя сдвиг вправо регистра 8 домомента обнуления целой1 По команде с БУ 16 с оптического блока 1 на фотоприемник 2 черезизмеряемый образец поступает оптичес" кое излучение. На фотоприемнике2 это излучение преобразуется в электрический сигнал, который поступает на АЦП 9 через согласующий усилитель 3, ПУ 4 и делитель кВ 5. По команде с БУ 16 АЦП 9 производит измерение амплитуды этого сигнала.1068732 сд ш з шг Составитель АЧурбаков Редактор О,Бугир Техред О,веце Корректор А.ТяскоПодписноео комитета СССРи открытийРаушская набет дф 4//34 Тираж 62 7ВНИИПИ Государственнпо делам изобретен113035, Москва, Жказ 11 Филиал ППП фПатент, г.ужгород, ул,Проектная,Код, полученный в АЦП 9, поступает также в ЗУ 10.На четвертом этапе производится снова измерение шума аналогично второму этапу. Результат измерения шума в коде также записывается в ЭУ 10,После этого по команде с БУ 16 вычислительное устройство 15 производит вычисление отношения коэффициентов пропускания (отражения) измеряемого образца к эталонному с учетом шумов, т.е. производит расчет отношения первой координаты цвета по формуле Два других отношения координат цвета Тг и Т определяются аналогичным образом, производится лишь изменение спектра излучения в оптическом блоке 1.Изобретение позволяет повысить точность за счет того, что в компараторе цвета помимо грубой установки коэффициента передачи измерительного канала, устанавливаемого с помощью. первого буферного регистра и ПУ, предусмотрена точная установка коэффициента передачи канала благодаря вновь введенным дополнительному буферному регистру, резистивному делителю ВВ, сдвиговому регистру и их связям между собой и с остальными блоками схема. Сбкращение вре О мены нахождения координат цветаобусловлено введением в схемувычислительного устройства и разработкой оптимального алгоритма прибора, что практически исключает необходимость 5 заполнения и регистрации промежуточных измерений, как-то; определение и регистрация сигнала с измеряемюм образцом, нахождения шумов и т.д.Введение вычислительного устройства позволяет не только сократить время нахождения координат цвета,но и повысить точность, так как в компараторе погрешность коэффициента передачи измерительного усилите- ля устраняется при математической обработке результатов измерений.1