УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ МАНОМЕТРОВ Российский патент 1995 года по МПК G01L27/00 

Изобретение относится к автоматизации контрольно-измерительных операций, а точнее к поверке стрелочных приборов.

Известно устройство, содержащее задатчик давления, схему управления операциями поверки, индикатор и установленный соосно со стрелкой поверяемого прибора диск со шкалой [1]
Указанное устройство не позволяет автоматизировать процесс поверки прибора, так как диск, дублирующий положение установившейся стрелки поверяемого прибора, устанавливается вручную.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому устройству является устройство, содержащее блок задатчиков, первый выход которого соединен с поверяемым прибором, а второй выход с первым входом блока сравнения, выход которого соединен со входом блока индикации, а также механизм перемещения, соединенный с входами первого датчика положения стрелки и генератора калиброванной частоты, выход которого соединен с первым входом логической схемы И, выход которой соединен с первым входом блока памяти, второй вход которого соединен с выходом первого датчика положения стрелки, а третий вход с вторым входом логической схемы И и выходом первого триггера, первый вход которого соединен с выходом первого датчика положения стрелки, а второй вход с выходом включателя [2]
Недостатком указанного устройства является низкая точность считывания показания поверяемого прибора, обусловленная погрешностью, возникающей при несовпадении центра вращения датчика положения стрелки с центром вращения подвижной части поверяемого прибора.

Целью изобретения является повышение точности считывания показаний поверяемого прибора за счет исключения погрешности от несовпадения центра вращения датчика положения стрелки с центром вращения подвижной части поверяемого прибора.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок задатчиков, первый выход которого соединен с поверяемым прибором, а второй выход с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с входом блока индикации, а также механизм перемещения, соединенный с входами первого датчика положения стрелки и генератора калиброванной частоты, выход которого соединен с первым входом логической схемы И, выход которой соединен с первым входом блока памяти, второй вход которого соединен с выходом первого датчика положения стрелки, а третий вход с вторым входом логической схемы И и выходом первого триггера, первый вход которого соединен с выходом первого датчика положения стрелки, а второй вход с выходом включателя, введены второй датчик положения стрелки, второй триггер, собирательная схема, блок функциональных преобразователей и вычислительный блок, причем первый вход собирательной схемы соединен с выходом включателя, второй вход с четвертым входом блока памяти и через второй датчик положения стрелки-с выходом механизма перемещения, а выход с первым входом второго триггера, второй вход которого соединен с выходом первого датчика положения стрелки, а выход с пятым входом блока памяти, выходы которого соединены с соответствующими входами блока функциональных преобразователей, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами вычислительного блока, второй вход которого соединен с третьим выходом блока задатчиков, а выход с вторым входом блока сравнения.

Благодаря тому, что первый вход собирательной схемы соединен с выходом включателя, второй вход с четвертым входом блока памяти и через второй датчик положения стрелки -с выходом механизма перемещения, а выход с первым входом второго триггера, второй вход которого соединен с выходом первого датчика положения стрелки, а выход с пятым входом блока памяти, выходы которого соединены с соответствующими входами блока функциональных преобразователей, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами вычислительного блока, второй вход которого соединен с третьим выходом блока задатчиков, а выход с вторым входом блока сравнения, исключается необходимость точного совмещения центра вращения датчика положения стрелки с центром вращения подвижной части поверяемого прибора, так как угол поворота стрелки поверяемого прибора от нулевого положения находится расчетным путем по двум координатам стрелки, находящейся в нулевом положении, и двум координатам текущего положения стрелки.

Известное устройство для поверки приборов требует точного совпадения центра вращения датчика положения стрелки с центром вращения подвижной части поверяемого прибора. В реальных условиях центр вращения подвижной части поверяемого прибора может быть определен только приближенно, поэтому неизбежны погрешности считывания поверяемого прибора, вызванные несовпадением центра вращения датчика положения стрелки с центром вращения подвижной части поверяемого прибора.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 общий случай расположения датчиков положения стрелки относительно шкалы поверяемого прибора; на фиг.3 структурная схема вычислительного блока.

Устройство содержит блок 1 задатчиков, первый выход которого соединен с поверяемым прибором 2, а второй выход с первым входом блока 3 сравнения, выход которого соединен со входом блока 4 индикации, а также механизм 5 перемещения датчиков, соединенный с входами первого датчика 6 положения стрелки и генератора 7 калиброванной частоты, выход которого соединен с первым входом логической схемы И 8, выход которой соединен с первым входом блока 9 памяти, второй вход которого соединен с выходом первого датчика 6 положения стрелки, а третий вход с вторым входом логической схемы И 8 и выходом первого триггера 10, первый вход которого соединен с выходом первого датчика 6 положения стрелки, а второй вход с выходом включателя 11. Первый вход собирательной схемы 12 соединен с выходом включателя 11, второй вход с четвертым входом блока 9 памяти и через второй датчик 13 положения стрелки- с выходом механизма 5 перемещения, а выход с первым входом второго триггера 14, второй вход которого соединен с выходом первого датчика 6 положения стрелки, а выход с пятым входом блока 9 памяти, выходы которого соединены с соответствующими входами блока 15 функциональных преобразователей, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами вычислительного блока 16, второй вход которого соединен с третьим выходом блока 1 задатчиков, а выход с вторым входом блока 3 сравнения.

На фиг.2 приняты следующие обозначения:
Ш шкала поверяемого прибора;
I исходное (нулевое) положение стрелки поверяемого прибора при нулевом значении контролируемого параметра;
II текущее положение стрелки поверяемого прибора при заданном значении контролируемого параметра;
О центра вращения датчиков положения стрелки;
О' центр вращения подвижной части поверяемого прибора;
О_х луч полярной системы координат;
Ао точка пересечения стрелки поверяемого прибора первым датчиком 6 положения стрелки при исходном (нулевом) положении стрелки поверяемого прибора;
А точка пересечения стрелки поверяемого прибора первым датчиком 6 положения стрелки при текущем положении стрелки поверяемого прибора;
В_о точка пересечения стрелки поверяемого прибора вторым датчиком 13 положения стрелки при исходном (нулевом) положении стрелки поверяемого прибора;
В точка пересечения стрелки поверяемого прибора вторым датчиком 13 положения стрелки при текущем положении стрелки поверяемого прибора;
α_bо угол между лучом (-Ох) и радиусом ОВ_о;
α_a угол между лучом (-Ох) и радиусом ОА;
α_b угол между лучом (-Ох) и радиусом ОВ;
β угол между исходным (нулевым) и текущим положением стрелки поверяемого прибора.

Из построения следует, что
ОА_о=ОА=R (1)
OB_о=OB=r, (2) где R и r радиусы вращения датчиков 6 и 13 положения стрелки соответственно;

(3)
Блок 1 задатчиков предназначен для передачи в соответствии с типом поверяемого прибора по третьему выходу на второй вход вычислительного блока 16 установленных значений радиусов вращения датчиков 6 и 13 положения стрелки и для подачи в соответствии с программой поверки по первому выходу в поверяемый прибор 2 и второму выходу на первый вход блока 3 сравнения заданной величины поверяемого параметра (см. фиг.1).

Блок 1 задатчиков (см. фиг.1) может быть представлен задатчиком 17, первый вход которого соединен с источником 18 контролируемого параметра, второй вход с командоаппаратом 19 и задатчиком 20. Источник 18 контролируемого параметра является источником питания поверяемого прибора. Командоаппарат 19 служит для задания в соответствии с программой поверки соответствующего значения контролируемого параметра. Задатчик 17 служит для формирования по сигналу, поступающему на его вход с командоаппаратом 19, заданного значения контролируемого поверяемым прибором параметра. Задатчик 20 служит для задания значений радиусов вращения датчиков положения стрелки в соответствии с типом поверяемого прибора. В качестве задатчика 17, источника 18 контролируемого параметра, командоаппарата 19 могут быть использованы аналогичные элементы, используемые в устройстве, принятом в качестве прототипа.

Задатчик 20 может быть реализован с помощью потенциометрических преобразователей, преобразующих неэлектрические входные величины-радиусы датчиков положения стрелки в электрическое напряжение.

Механизм 5 перемещения кинематически связан с датчиками 6 и 13 положения стрелки и служит для перемещения датчиков 6 и 13 положения стрелки относительно стрелки поверяемого прибора 2 (см. фиг.1). В качестве механизма 5 перемещения может быть принят асинхронный электрический двигатель типа УАД-44. Датчики 6 и 13 положения стрелки, кинематически соединенные с механизмом 5 перемещения, при своем вращении формируют сигналы в момент пересечения ими стрелки поверяемого прибора 2. В качестве датчиков 6 и 13 положения стрелки может быть использована оптико-электронная система, имеющая возможность кругового вращения и состоящая из светодиодов типа АЛ-107З и фотодиодов типа ФД-27К, которые перемещаются относительно стрелки поверяемого прибора и установлены под углом к ней и друг к другу так, что поток лучистой энергии, исходящей из светодиода, в случае пересечения им стрелки поверяемого прибора 2 даст импульс на фотодиод.

Генератор 7 калиброванной частоты по сигналу, поступающему на вход с механизма 5 перемещения, формирует сигналы калиброванной частоты. Генератор 7 калиброванной частоты может быть реализован с помощью фотоэлектрического считывающего устройства (светодиод типа АЛ-107Б и фотодиод типа ФД-27К) и кодирующего диска, жестко посаженного на вал электродвигателя механизма 5 перемещения. По периферии кодирующего диска равномерно распределены отверстия. Светодиод и фотодиод устанавливаются противоположно друг другу против отверстия кодирующего диска.

Включатель 11 формирует сигнал начала поверки прибора. В качестве включателя 11 может быть принят аналогичный элемент, применяемый в устройстве, принятом в качестве прототипа.

Собирательная схема 12 предназначена для собирания сигналов, поступающих на ее входы с выхода включателя 11 и выхода второго датчика 13 положения стрелки.

Первый триггер 10 по сигналу, поступающему на второй, сбросовый вход с выхода включателя 11, соответствующему началу съема показаний, сигналу, поступающему на первый, установочный вход с выхода первого датчика 6 положения стрелки, соответствующему моменту пересечения стрелки поверяемого прибора первым датчиком 6 положения стрелки, формирует сигнал разрешения счета.

Второй триггер 14 по поступающим на первый, сбросовый вход через собирательную схему 12 с выхода включателя 11 сигналу, соответствующему началу поверки прибора 2, с выхода второго датчика 12 положения стрелки, соответствующему моменту пересечения стрелки поверяемого прибора 2 вторым датчиком 13 положения стрелки, сигналу, поступающему на второй, установочный вход с выхода первого датчика 6 положения стрелки, соответствующему моменту пересечения стрелки поверяемого прибора первым датчиком 6 положения стрелки, формирует сигнал разрешения регистрации информации о исходном (нулевом) положении стрелки поверяемого прибора.

Логическая схема И 8 по сигналам, поступающим на первый вход с генератора 7 калиброванной частоты и поступающему на второй вход с выхода первого триггера 10 сигналу разрешения счета, формирует сигнал, частота которого равна калиброванной частоте. В качестве логической схемы И 8 может быть принята аналогичная схема, применяемая в устройстве, принятом в качестве прототипа.

Блок 9 памяти по сигналам, поступающим на первый вход с выхода логической схемы И 8, сигналам, поступающим на второй вход с выхода первого датчика 6 положения стрелки, сигналам, поступающим на третий вход с выхода второго триггера 10, сигналам, поступающим на четвертый вход с выхода второго датчика 13 положения стрелки, сигналам, поступающим на пятый вход с выхода второго триггера 14, регистрирует и запоминает информацию о исходном (нулевом) и о текущем положениях стрелки поверяемого прибора.

Блок 9 памяти может быть представлен первым регистром 21, вход которого соединен с выходом первого ключа 22 перезаписи, первый вход которого соединен по второму входу блока 9 памяти с первым датчиком 6 положения стрелки, а второй вход с выходом счетчика 23 и с первым входом второго ключа 24 перезаписи, выход которого соединен с входом второго регистра 25, а второй вход по четвертому входу блока 9 памяти с вторым датчиком 13 положения стрелки и с первым входом третьего ключа 26 перезаписи, выход которого соединен с входом третьего регистра 27, второй вход по пятому входу блока 9 памяти с выходом второго триггера 14, а третий вход с выходом счетчика 23, счетный вход которого соединен по первому входу блока 9 памяти с выходом логической схемы И 8, а сбросовый вход по третьему входу блока 9 памяти с выходом первого триггера 10.

Счетчик 23 по сигналу сброса, поступающему на его сбросовый вход по третьему входу блока 9 памяти с выхода первого триггера 10, сбрасывается в исходное, нулевое состояние, а по сигналам, поступающим на счетный вход по первому входу блока 9 памяти с выхода логической схемы И 8, производит счет количества приходящих импульсов.

Емкость счетчика 23 должна быть выбрана так, чтобы при заданной частоте сигнала, сформированного генератором 7 калиброванной частоты, происходило обнуление счетчика 23 после полного оборота датчиков 6 и 13 положения стрелки.

Третий ключ 23 перезаписи по сигналу, поступающему на первый вход по четвертому входу блока 9 памяти с второго датчика 13 положения стрелки, соответствующему моменту пересечения стрелки поверяемого прибора 2 датчиком 13 положения стрелки, сигналу, поступающему на второй вход по пятому входу блока 9 памяти с выхода второго триггера 14, соответствующему разрешению регистрации информации об исходном (нулевом) положении стрелки поверяемого прибора 2, перезаписывает из счетчика 23 в третий регистр 27 информацию об исходном (нулевом) положении стрелки поверяемого прибора 2.

Первый ключ 22 перезаписи по сигналу, поступающему на первый вход по второму входу блока 9 памяти с первого датчика 6 положения стрелки, соответствующему моменту пересечения стрелки поверяемого прибора 2 датчиком 6 положения стрелки, перезаписывает из счетчика 23 в первый регистр 21 информацию о положении стрелки поверяемого прибора значении угла α_a.

Второй ключ 24 перезаписи по сигналу, поступающему на второй вход по четвертому входу блока 9 памяти с второго датчика 13 положения стрелки, соответствующему моменту пересечения стрелки поверяемого прибора 2 датчиком 13 положения стрелки, перезаписывает из счетчика 23 во второй регистр 25 информацию о положении стрелки поверяемого прибора, соответствующем положению датчика 13 положения стрелки.

Третий ключ 26 перезаписи по сигналу, поступающему на первый вход по четвертому входу блока 9 памяти со второго датчика 13 положения стрелки, соответствующему моменту пересечения стрелки поверяемого прибора 2 датчиком 13 положения стрелки, сигналу разрешения регистрации информации о исходном, нулевом положении стрелки поверяемого прибора, поступающему на второй вход по пятому входу блока 9 памяти с выхода второго триггера 14, перезаписывает из счетчика 23 в третий регистр 27 информацию о исходном (нулевом) положении стрелки поверяемого прибора.

Регистры 21, 25 и 27 предназначены для оперативного хранения информации о положении стрелки поверяемого прибора, соответствующем положению датчика 6 положения стрелки, информации о положении стрелки поверяемого прибора, соответствующем положению датчика 13 положения стрелки, информации об исходном (нулевом) положении стрелки поверяемого прибора, соответственно.

Блок 15 функциональных преобразователей преобразует в синусоидальные и косинусоидальные значения сигналы, поступающие с соответствующих выходов блока 9 памяти, пропорциональные углам поворота датчиков положения стрелки от исходного положения до пересечения со стрелкой поверяемого прибора.

Блок 19 функциональных преобразователей может быть представлен функциональными преобразователями 28 и 29, 30 и 31, 32 и 33.

Функциональные преобразователи 28 и 29 преобразуют сигнал, поступающий на входы с выхода третьего регистра 27, входящего в состав блока 9 памяти, пропорциональный значению угла α_bo, в функции sin α_bo и cos α_bo соответственно.

Функциональные преобразователи 30 и 31 преобразуют сигнал, поступающий на входы с выхода первого регистра 21, входящего в состав блока 9 памяти, пропорциональный значению угла α_a, в функции sin α_a и cos α_a соответственно.

Функциональные преобразователи 32 и 33 преобразуют сигнал, поступающий на вход с выхода второго регистра 25, входящего в состав блока 9 памяти, пропорциональный значению угла α_b, в функции sin α_b и cos α_b соответственно.

Вычислительный блок 16 (см. фиг.3) по сигналам, поступающим на первые входы с соответствующих выходов блока 15 функциональных преобразователей, пропорциональным функциям sin α_bo cos α_bo, sin α_a, cos α_a sin α_b, cos α_b, сигналам, поступившим на второй вход по третьему выходу блока 1 задатчиков с задатчика 20, пропорциональным заданным значениям радиусов вращения датчиков 6 и 13 положения стрелки, вычисляют угол между исходным (нулевым) и текущим положениями стрелки поверяемого прибора угол β.

Вычислительный блок 16 может быть выполнен с помощью электронных моделирующих устройств.

На фиг.3 приведена внутренняя структура вычислительного блока 16, выполненного с помощью электронных моделирующих устройств.

Вычислительный блок 16 состоит из умножителей 34, 36, 38, 40, 43, 44, 45, 48, 49, 50, 51, 53, 54 и 55, сумматоров 37, 41, 47, 58, 60 и 61, квадраторов 35 и 39, инверторов 42, 46, 52 и 59, делителя 56 и нелинейного элемента 57.

Первый вход первого умножителя 34 соединен с выходом первого квадратора 35 и первым входом второго умножителя 36, а выход -с первым входом первого сумматора 37, второй вход которого соединен с выходом третьего умножителя 38, первый вход которого соединен с выходом второго квадратора 39 и первым входом четвертого умножителя 40, а второй вход с выходом второго сумматора 41, первый вход которого соединен через первый инвертор 42 с выходом пятого умножителя 43, а второй вход с выходом шестого умножителя 44, первый вход которого соединен с первым входом седьмого умножителя 45 и через второй инвертор 46 -с первым входом третьего сумматора 47, а второй вход с первым входом восьмого умножителя 48, с первым входом девятого умножителя 49, с первым входом десятого умножителя 50, второй вход которого соединен со вторым входом первого умножителя 34, и первым входом одиннадцатого умножителя 51, а выход через третий инвертор 52 с вторым входом третьего сумматора 47, третий вход которого соединен с выходом двенадцатого умножителя 53, а выход с первым входом тринадцатого умножителя 54, второй и третий входы которого соединены с первым и вторым соответственно входами четырнадцатого умножителя 55, а выход с третьим входом первого сумматора 37, выход которого соединен с первым входом делителя 56, выход которого соединен с нелинейным элементом 57, а второй вход с выходом четвертого сумматора 58, первый вход которого соединен через четвертый инвертор 59 с выходом четырнадцатого умножителя 55, второй вход с выходом второго умножителя 36, а третий вход с выходом четвертого умножителя 40, второй вход которого соединен с выходом пятого сумматора 60, первый вход которого соединен с выходом девятого умножителя 49, а второй вход с выходом седьмого умножителя 45, второй вход которого соединен с первым входом пятого умножителя 43, первым входом двенадцатого умножителя 53, и вторым входом десятого умножителя 51, выход которого соединен с первым входом шестого сумматора 61, выход которого соединен с третьим входом четырнадцатого умножителя 55, второй вход с вторым входом пятого умножителя 43 и вторым входом девятого умножителя 49, а третий вход с выходом восьмого умножителя 48, второй вход которого соединен со вторым входом умножителя 36 и вторым входом двенадцатого умножителя 53.

Первый квадратор 35 и второй квадратор 39 возводят в квадрат аргументы R и r соответственно, поступающие по второму входу вычислительного блока 14 и третьему выходу блока 1 задатчиков с задатчика 20.

Первый умножитель 34 умножает функцию sin α_a, поступающую на второй вход по первому входу вычислительного блока 16 и соответствующему выходу блока 15 функциональных преобразователей с функционального преобразователя 30 на функцию R², поступающую на первый вход с выхода первого квадратора 35.

Пятый умножитель 43 умножает функцию sin α_bo на функцию cos α_b, поступающие по первым входам вычислительного блока 16 и соответствующим выходам блока 15 функциональных преобразователей с функциональных преобразователей 28 и 33 соответственно.

Первый инвертор 43 изменяет знак функции sin α_bo cosα_b, поступающей с выхода пятого умножителя 43.

Шестой умножитель 44 умножает функцию sinα_b на функцию cosα_bo, поступающие по первым входам вычислительного блока 16 и соответствующим выходам блока 15 функциональных преобразователей 32 и 29 соответственно.

Второй сумматора 41 суммирует выражение sin α_b cosα_bo, поступающее на второй вход с выхода шестого умножителя 44, с выражением (-sin α_bo˙cos α_b), поступающим на первый вход с выхода первого инвертора 42.

Третий умножитель 38 умножает выражение r₂, поступающее не первый вход с выхода второго квадратора 39, на выражение (sinα_b ˙cosα_bo-sinα_bcosα_bo ), поступающее на второй вход с выхода второго сумматора 41.

Двенадцатый умножитель 53 умножает функцию sin α_bo на функцию cosα_a, поступающие по первым входам вычислительного блока 16 и соответствующим выходам блока 15 функциональных преобразователей с функциональных преобразователей 28 и 31 соответственно.

Второй инвертор 46 изменяет знак функции sinα_b, поступающей по первому входу вычислительного блока 16 и соответствующему выходу блока 16 функциональных преобразователей с функционального преобразователя 32.

Десятый умножитель 50 умножает функцию sin α_a на функцию cos α_bo, поступающие по первым входам вычислительного блока 16 и соответствующим выходам блока 50 функциональных преобразователей с функциональных преобразователей 30 и 29 соответственно.

Третий инвертор 52 изменяет знак функции sin α_acos α_bo, поступающей с выхода десятого умножителя 50.

Третий сумматор 47 суммирует выражение (sin α_bo cos α_a), поступающее на третий вход с выхода двенадцатого умножителя 53, с выражением (-sinα_a cos α_bo), поступающим на второй вход с выхода третьего инвертора 52, и с функцией (-sin α_a), поступающей на первый вход с выхода второго инвертора 46.

Тринадцатый умножитель 54 умножает выражение (sin α_bo cos α_a -sin α_b-sin α_a cos α_bo), поступающее на первый вход с выхода третьего сумматора 7, на аргументы r и R, поступающие на второй и третий соответственно входы по второму входу вычислительного блока 16 и третьему выходу блока 1 задатчиков с задатчика 20.

Первый сумматор 37 суммирует выражение r²(sin α_bocos α_bo-sin α_bocos α_b), поступающее на второй вход с выхода третьего умножителя 38, с выражением rR(sin α_bocos α_a-sin α_b-sin α_acos α_bo), поступающим на третий вход с выхода тринадцатого умножителя 54, и с выражением R²sin α_a, поступающим на первый вход с выхода первого умножителя 34.

Второй умножитель 36 умножает функцию cosα_a, поступающую на второй вход по первому входу вычислительного блока 16 и соответствующему выходу блока 15 функциональных преобразователей с функционального преобразователя 31, на функцию R², поступающую на первый вход с выхода первого квадратора 35.

Девятый умножитель 49 умножает функцию cos α_bo на функцию cosα_b, поступающие по первым входам вычислительного блока 16 и соответствующим выходам блока 15 функциональных преобразователей с функциональных преобразователей 29 и 33 соответственно.

Седьмой умножитель 45 умножает функцию sin α_bo на функцию sin α_b, поступающие по первым входам вычислительного блока 16 и соответствующим выходам блока 15 функциональных преобразователей с функциональных преобразователей 28 и 32 соответственно.

Пятый сумматор 60 суммирует выражение cos α_bocos α_b, поступающее не первый вход с выхода девятого умножителя 49, с выражением sin α_bosin α_b, поступающим на второй вход с выхода седьмого умножителя 45.

Четвертый умножитель 40 умножает выражение r², поступающее на первый вход с выхода второго квадратора 39, на выражение (cos α_bocos α_b+sin α_bosin α_b), поступающее на второй вход с выхода пятого сумматора 60.

Одиннадцатый умножитель 51 умножает функцию sin α_bo на функцию sin α_a, поступающие по первым входам вычислительного блока 16 и соответствующим выходам блоков 15 функциональных преобразователей с функциональных преобразователей 28 и 30 соответственно.

Восьмой умножитель 48 умножает функцию сos α_a на функцию cos α_bo, поступающие по первым входам вычислительного блока 16 и соответствующим выходам блока 15 функциональных преобразователей, с функциональных преобразователей 31 и 29 соответственно.

Шестой сумматор 61 суммирует выражение cos α_bo cos α_a, поступающее на третий выход с выхода восьмого умножителя 48, с выражением sin α_bosin α_a, поступающим на первый вход с выхода одиннадцатого умножителя 51, и с выражением cos α_b, поступающим на второй вход по первому входу вычислительного блока 16 и соответствующему выходу блока 15 функциональных преобразователей с функционального преобразователя 33.

Четырнадцатый умножитель 55 умножает выражение (cos α_bo cos α_a +cos α_b+ +sin α_bosin α_a), поступающее на третий вход с выхода шестого сумматора 61, на аргументы r и R, поступающие на первый и второй, соответственно, входы по второму входу вычислительного блока 16 и третьему выходу блока 1 задатчиков с задатчика 20.

Четвертый инвертор 59 изменяет знак функции rR(cos α_bocos α_a+сos α_b+ +sin α_bosin α_a), поступающей с выхода четырнадцатого умножителя 55.

Четвертый сумматор 58 суммирует выражение r²(cos α_bocos α_b+sin α_bosin α_b), поступающее на третий вход с выхода четвертого умножителя 40, с выражением [rR(cosα_bocosα_a+cosα_b+sinα_bosinα_a)] поступающим на первый вход с выхода четвертого инвертора 59, и с выражением R²cos α_a, поступающим на второй вход с выхода второго умножителя 36. Делитель 56 делит выражение R²sinα_a+r²(sinα_bcosα_bo-sinα_bocosα_b)+ +rR(sinα_bocosα_a-sinα_b-sinα_acosα_bo), поступающее на первый вход с выхода первого сумматора 37, на выражение R²cos α_a+ r²(cosα_bocosα_b+sinα_bosinα_b)- -rR(cosα_bocosα_a<%0>+cosα_b+sinα_bosinα_a), поступающее на второй вход с выхода четвертого сумматора 58.

Нелинейный элемент 57 с помощью выражения
поступающего на вход с выхода делителя 56, определяет в соответствии с уравнением 3 аргумент β угол между исходным (нулевым) и текущим положением стрелки поверяемого прибора.

Блок 3 сравнения сравнивает информацию о текущем положении стрелки поверяемого прибора, поступающую на второй вход и выход вычислительного блока 16 с нелинейного элемента 57, с информацией о заданной величине контролируемого параметра, поступающей на первый вход по второму выходу блока 1 задатчиков, с командоаппарата 19, и при несоответствии текущего положения стрелки заданной величине контролируемого параметра формирует сигнал рассогласования.

Блок 4 индикации служит для индикации сигнала рассогласования, поступающего с выхода блока 3 сравнения.

В качестве блока 3 сравнения и блока 4 индикации могут быть использованы аналогичные элементы, используемые в устройстве, принятом в качестве прототипа.

Поверку стрелочного прибора с помощью предлагаемого устройства рассмотрим на примере поверки стрелочного манометра.

Непосредственно перед началом поверки включается электрический двигатель механизма 5 перемещения. В результате этого датчики 6 и 13 положения стрелки, кинематически соединенные с механизмом 5 перемещения, получают вращательное движение, а генератор 7 калиброванной частоты формирует сигналы калиброванной частоты.

Пусть датчики 6 и 13 положения стрелки находятся на одной прямой по отношению к их оси вращения точки О, а радиус вращения датчика 6 положения стрелки R больше радиуса вращения r датчика 13 положения стрелки, т.е. имеет место неравенство:
R>r. (4)
Далее датчики 6 и 13 положения стрелки устанавливают в рабочее положение в непосредственной близости от защитного стекла поверяемого прибора 2.

После установки датчиков 6 и 13 положения стрелки в рабочее положение нажимают включатель 11, который формирует сигнал начала поверки прибора.

Сигнал начала поверки прибора 2 поступает с включателя 11 на второй сбросовый вход первого триггера 10, сбрасывая первый триггер 10 в нулевое состояние. При сбросе в нулевое состояние триггер 10 формирует сигнал сброса, поступающий на сбросовый вход счетчика 23, входящего в состав блока 9 памяти.

Счетчик 23 по сигналу сброса, поступающему на сбросовый вход по третьему входу блока 9 памяти с выхода первого триггера 10, сбрасывается в исходное нулевое состояние.

Одновременно с этим сигнал начала поверки прибора 2 поступает с включателя 11 через собирательную схему 12 на первый, сбросовый вход второго триггера 14, сбрасывая второй триггер 14 в нулевое состояние.

Заметим, что на поверяемый манометр еще не подано давление, поэтому стрелка находится в исходном (нулевом) положении (см. фиг.2).

Первый датчик 6 положения стрелки, кинематически соединенный с механизмом 5 перемещения, при своем вращении формирует сигнал в момент пересечения стрелки поверяемого прибора 2.

Триггеры 10 и 14 под действием поступающего на их установочные входы с выхода датчика 6 положения стрелки сигнала, соответствующего исходному (нулевому) положению стрелки поверяемого прибора 2, формируют сигнал разрешения счета и сигнал разрешения регистрации информации об исходном (нулевом) положении стрелки поверяемого прибора 2 соответственно.

Логическая схема И 8 по сигналам, поступающим на первый вход с генератора 7 калиброванной частоты, и поступающему на второй вход с выхода первого триггера 10 сигналу разрешения счета формирует сигнал, частота которого равна калиброванной частоте.

Счетчик 23, входящий в состав блока 9 памяти, по сигналам, поступающим на счетный вход по первому входу блока 9 памяти с выхода логической схемы И 8, производит счет количества приходящих импульсов.

Далее, датчик 13 положения стрелки, кинематически соединенный с механизмом 5 перемещения, при своем вращении формирует сигнал в момент пересечения стрелки поверяемого прибора 2.

Третий ключ 26 перезаписи по сигналу, поступающему на первый вход по четвертому входу блока 9 памяти с выхода второго датчика 13 положения стрелки, соответствующему моменту пересечения стрелки поверяемого прибора 2 вторым датчиком 13 положения стрелки, сигналу разрешения регистрации информации об исходном (нулевом) положении стрелки поверяемого прибора, поступающему на второй вход по пятому входу блока 9 памяти с выхода второго триггера 14, перезаписывает из счетчика 23 в третий регистр 27 информацию об исходном (нулевом) положении стрелки поверяемого прибора.

Второй триггер 14 по сигналу, поступающему на сбросовый вход через собирательную схему 12 с выхода второго датчика 13 положения стрелки, соответствующему моменту пересечения стрелки поверяемого прибора 2 датчиком 13 положения стрелки, переходит вновь в исходное нулевое состояние.

Таким образом, в пределах одного оборота датчиков 6 и 13 положения стрелки вокруг своего центра вращения точки О в блоке 9 памяти происходит запоминание информации о исходном (нулевом) положении стрелки поверяемого прибора 2 величины угла α_bo- угла между лучом Ох и радиусом ОВ_о.

Заметим, что луч Ох полярной системы координат проходит через т. О-центр вращения датчиков положения стрелки и через т. А_о точку пересечения стрелки поверяемого прибора датчиком 6 положения стрелки при исходном нулевом положении стрелки поверяемого прибора 2.

Далее в соответствии с программой поверки с помощью командоаппарата 19 и задатчика 17 по первому выходу блока 1 задатчиков заданная величина давления воздуха подается в поверяемый манометр. Под действием этого давления стрелка поверяемого прибора 2 отклонится от своего исходного нулевого положения на угол β Величина этого отклонения будет соответствовать заданной величине давления воздуха.

При принятом расположении датчиков 6 и 13 положения стрелки относительно шкалы поверяемого прибора 2 (см. фиг.2) стрелку поверяемого прибора 2 вначале пересечет первый датчик 6 положения стрелки, а затем второй датчик 13 положения стрелки.

Первый ключ 22 перезаписи по сигналу, поступающему на первый вход по второму входу блока 9 памяти с выхода первого датчика 6 положения стрелки, соответствующему моменту пересечения стрелки поверяемого прибора 2 первым датчиком 6 положения стрелки, перезаписывает из счетчика 23 в первый регистр 21 информацию о положении стрелки поверяемого прибора значение угла α_a. Второй ключ 24 перезаписи по сигналу, поступающему на второй вход по четвертому входу блока 9 памяти с выхода второго датчика 13 положения стрелки, соответствующему моменту пересечения стрелки поверяемого прибора 2 датчиком 13 положения стрелки, перезаписывает из счетчика 23 во второй регистр 25 информацию о положении стрелки поверяемого прибора значении угла α_b.

Функциональные преобразователи 28 и 29, входящие в состав блока 15 функциональных преобразователей, сигнал, поступающий с выхода третьего регистра 27, входящего в состав блока 9 памяти, пропорциональный значению угла α_bo, преобразуют в функцию sin α_bo и cos α_bo соот- ветственно.

Функциональные преобразователи 30 и 31, входящие в состав блока 15 функциональных преобразователей, сигнал, поступающий с выхода первого регистра 21, входящего в состав блока 9 памяти, пропорциональный значению угла α_a, преобразуют в функции sin α_a и cos α_aсоответственно.

Функциональные преобразователи 32 и 33, входящие в состав блока 15 функциональных преобразователей, сигнал, поступающий с выхода второго регистра 25, входящего в состав блока 9 памяти, пропорциональный значению угла α_b, преобразуют в функции sin α_b и cos α_bсоответственно. Вычислительный блок 16 по сигналам, поступающим на первые входы с соответствующих выходов блока 15 функциональных прео- бразователей, пропорциональным функциям sinα_bo,cosα_bo, sinα_a, cosα_a,sinα_b, cos α_b, сигналам, поступившим на второй вход по третьему выходу блока 1 задатчиков с задатчика 20, пропорциональным заданным значениям радиусов вращения датчиков 6 и 13 положения стрелки, вычисляет угол между исходным (нулевым) и текущим положением стрелки поверяемого прибора угол β.

При этом первый квадратор 35 и второй квадратор 39 возводят в квадрат аргументы R и r соответственно, поступающие по второму входу вычислительного блока 16 и третьему выходу блока 1 задатчиков с задатчика 20.

Первый умножитель 34 умножает функцию sin α_b, поступающую на второй вход по первому входу вычислительного блока 16 и соответствующему выходу блока 15 функциональных преобразователей с функционального преобразователя 30, на функцию R², поступающую на первый вход с выхода первого квадратора 35.

Пятый умножитель 43 умножает функцию sin α_bo на функцию cos α_b, поступающие по первым входам вычислительного блока 16 и соответствующим выходам блока 15 функциональных преобразователей с функциональных преобразователей 28 и 33 соответственно.

Первый инвертор 43 изменяет знак функции sin α_bo cos α_b, поступающей с выхода пятого умножителя 43.

Шестой умножитель 44 умножает функцию sin α_b на функцию сos α_bo, поступающие по первым входам вычислительного блока 16 и соответствующим выходам блока 15 функциональных преобразователей с функциональных преобразователей 32 и 29 соответственно.

Второй сумматор 41 суммирует выражение sin α_b cos α_bo, поступающее на второй вход с выхода шестого умножителя 44, с выражением (-sin α_acos α_b), поступающим на первый вход с выхода первого инвертора 42.

Третий умножитель 38 умножает выражение r², поступающее на первый вход с выхода второго квадратора 39, на выражение (sinα_bcosα_bo-sinα_bocosα_b), поступающее на второй вход с выхода второго сумматора 41.

Двенадцатый умножитель 53 умножает функцию sin α_bo на функцию cos α_a, поступающие по первым входам вычислительного блока 16 и соответствующим выходам блока 15 функциональных преобразователей с функциональных преобразователей 28 и 31 соответственно.

Второй инвертор 46 изменяет знак функции sin α_b, поступающей по первому входу вычислительного блока 16 и соответствующему выходу блока 15 функциональных преобразователей с функционального преобразователя 32.

Десятый умножитель 50 умножает функцию sin α_a на функцию cos α_bo, поступающие по первым входам вычислительного блока 16 и соответствующим выходам блока 15 функциональных преобразователей с функциональных преобразователей 30 и 29 соответственно.

Третий инвертор 52 изменяет знак функции sin α_a cos α_bo, поступающей с выхода десятого умножителя 50.

Третий сумматор 47 суммирует выражение sin α_bocos α_a, поступающее на третий вход с выхода двенадцатого умножителя 53, с выражением (-sin α_acos α_bo), поступающим на второй вход с выхода третьего инвертора 52, и с функцией (-sin α_b), поступающей на первый вход с выхода второго инвертора 46.

Тринадцатый умножитель 54 умножает вы- ражение (sin α_bocos α_a-sin α_b-sin α_a cos α_bo), поступающее на первый вход с выхода третьего сумматора 47, на аргументы r и R, поступающие на второй и третий соответственно входы, по второму входу вычислительного блока 16 и третьему выходу блока 1 задатчиков с задатчика 20.

Первый сумматор 37 суммирует выражение r²(sin α_bcos α_bo-sin α_bocos α_b), поступающее на второй вход с выхода третьего умножителя 38, с выражением rR(sin α_bocos α_a-sin α_b-sin α_acos α_bo), поступающим на третий вход с выхода тринадцатого умножителя 54, и с выражением R²sinα поступающим на первый вход с выхода первого умножителя 34.

Второй умножитель 36 умножает функцию cos α_a, поступающую на второй вход по первому входу вычислительного блока 16 и соответствующему выходу блока 15 функциональных преобразователей с функционального преобразователя 31, на функцию R², поступающую на первый вход с выхода первого квадратора 35.

Девятый умножитель 49 умножает функцию cos α_bo на функцию cos α_b, поступающие по первым входам вычислительного блока 16, и соответствующим выходам блока 15 функциональных преобразователей с функциональных преобразователей 29 и 33 соответственно.

Седьмой умножитель 45 умножает функцию sin α_bo на функцию sin α_b, поступающие по первым входам вычислительного блока 16 и соответствующим выходам блока 15 функциональных преобразователей с функциональных преобразователей 28 и 32 соответственно.

Пятый сумматор 60 суммирует выражение cos α_bocos α_b, поступающее на первый вход с выхода девятого умножителя 49, с выражением sin α_bosin α_b, поступающим на второй вход с выхода седьмого умножителя 45.

Четвертый умножитель 40 умножает выражение r², поступающее на первый вход с выхода второго квадратора 39, на выражение (cos α_bocos α_b+sin α_bosin α_b), поступающее на второй вход с выхода пятого сумматора 60.

Одиннадцатый умножитель 51 умножает функцию sin α_bo на функцию sin α_a, поступающие по первым входам вычислительного блока 16 и соответствующим выходам блока 15 функциональных преобразователей с функциональных преобразователей 28 и 30 соответственно.

Восьмой умножитель 48 умножает функцию cos α_a на функцию cos α_bo, поступающие по первым входам вычислительного блока 16 и соответствующим выходам блока 15 функциональных преобразователей с функциональных преобразователей 31 и 29 соответственно.

Шестой сумматор 61 суммирует выражение cos α_bocos α_a, поступающее на третий вход с выхода восьмого умножителя 48, с выражением (sin α_bosin α_a), поступающим на первый вход с выхода одиннадцатого умножителя 51, и с выражением сos α_b, поступающим на второй вход по первому входу вычислительного блока 16 и соответствующему выходу блока 15 функциональных преобразователей с функционального преобразователя 33.

Четырнадцатый умножитель 55 умножает выражение (cos α_bocosα_a+cos α_b+ +sin α_bosin α_a), поступающее на третий вход с выхода шестого сумматора 61, на аргументы r и R, поступающие на первый и второй соответственно входы по второму входу вычислительного блока 16 и третьему выходу блока 1 задатчиков и задатчика 20.

Четвертый инвертор 59 изменяет знак функции rR(cos α_bocos α_a+cos α_b+sin α_bosin α_a), поступающей с выхода четырнадцатого умножителя 55.

Четвертый сумматор 58 суммирует выражение r²(cos α_bocos α_b+sin α_bosin α_b), поступающее на третий вход с выхода четвертого умножителя 40, с выражением [-rR(cos α_bocos α_a+cos α_b+sin α_bosin α_a)] поступающим на первый вход с выхода четвертого инвертора 59, и с выражением R²cos α_a, поступающим на второй вход с выхода второго умножителя 36.

Делитель 48 делит выражение R²sin α_a+r²(sinα_bcos α_bo-sin α_bocos α_b+ +rR(sin α_bocos α_a-sin α_b-sin α_acos α_bo), поступающее на первый вход с выхода первого сумматора 37, на выражение R²cos α_a+ r(cos α_bocos α_b+sin α_bosinα_b)-rR(cos α_bocos α_a+sin α_bosin α_a), поступающее на второй вход с выхода четвертого сумматора 58.

Нелинейный элемент 57 с помощью выражения
поступившего на вход с выхода делителя 56, определяет в соответствии с уравнением (3) аргумент β угол между исходным (нулевым) и текущем положением стрелки поверяемого прибора 2.

Блок 3 сравнения сравнивает информацию о текущем положении стрелки поверяемого прибора, поступающую на второй вход и выход вычислительного блока 16 с нелинейного элемента 57, с информацией о заданной величине контролируемого параметра, поступающей на первый вход по второму выходу блока 1 задатчиков с командоаппарата 19, и при несоответствии текущего положения стрелки заданной величине контролируемого параметра формирует сигнал рассогласования.

Поступающий с выхода блока 3 сравнения сигнал рассогласования индицируется блоком 4 индикации. После поверки прибора при одном значении давления воздуха с помощью командоаппарата 19, входящего в состав блока 1 задатчиков, в поверяемом приборе 2 вновь изменяется давление. Под действием этого давления стрелка поверяемого прибора 2 займет новое положение. Первый ключ 22 перезаписи по сигналу, поступающему с первого датчика 6 положения стрелки, второй ключ 24 перезаписи по сигналу, поступающему с второго датчика 13 положения стрелки, перезаписывают из счетчика 23 в первый регистр 21 и второй регистр 25 соответственно информацию о новом положении стрелки поверяемого прибора. Блок 15 функциональных преобразователей сигналы, поступающие с соответствующих выходов блока 9 памяти, пропорциональные углам поворота датчиков 6 и 13 положения стрелки от исходного положения до пересечения со стрелкой поверяемого прибора, преобразуют в синусоидальные и косинусоидальные значения, а вычислительный блок 16 определяет новое значение угла отклонения стрелки поверяемого прибора. Таким образом, все последующие поверки осуществляются аналогично первой.

По окончании поверки данного прибора датчики 6 и 13 положения стрелки устанавливают в рабочее положение у очередного подлежащего поверке прибора. В случае изменения типоразмера поверяемого прибора изменяют радиусы вращения датчиков 6 и 13 положения стрелки и с помощью задатчика 20, входящего в состав блока 1 задатчиков, задают новые значения радиусов вращения датчиков положения стрелок.

Изобретение относится к автоматизации контрольно-измерительных операций, а именно к поверке стрелочных приборов, и направлено на повышение точности считывания показателей поверяемого прибора за счет исключения погрешности от несовпадения центра вращения датчика положения стрелки с центром вращения стрелки поверямого прибора. Для этого в устройство, содержащее блок задатчиков, первый выход которого соединен с поверяемым прибором, а второй с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с входом блока индикации, а также механизм перемещения, соединенный с входами первого датчика положения стрелки и генератора калиброванной частоты, выход которого соединен с первым входом логической схемы И, выход которой соединен с первым входом блока памяти, второй вход которого соединен с выходом первого датчика положения стрелки, а третий с вторым входом логической схемы И и выходом первого триггера, первый вход которого соединен с выходом включателя, дополнительно введены второй датчик положения стрелки, второй триггер, собирательная схема, блок функциональных преобразователей и вычислительный блок, причем первый вход собирательной схемы соединен с выходом включателя, второй вход с четвертым входом блока памяти, и через второй датчик положения стрелки с выходом механизма перемещения, а выход с первым входом второго триггера, второй вход которого соединен с выходом первого датчика положения стрелки, а выход с пятым входом блока памяти, выходы которого соединены с соответствующими входами блока функциональных преобразователей, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами вычислительного блока, второй вход которого соединен с третьим выходом блока задатчиков, а выход с вторым входом блока сравнения. 3 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ МАНОМЕТРОВ, содержащее блок задатчиков, блок сравнения, блок индикации, механизм перемещения, первый датчик положения стрелки, генератор калиброванной частоты, блок памяти, логическую схему И, первый триггер и включатель, при этом первый выход блока задатчиков выполнен с возможностью соединения с поверяемым прибором, второй выход блока задатчиков соединен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с блоком индикации, механизм перемещения соединен с входами первого датчика положения стрелки и генератора калиброванной частоты, выход которого соединен с первым входом логической схемы И, выход которой соединен с первым входом блока памяти, второй вход которого соединен с выходом первого датчика положения стрелки, а третий вход с вторым входом логической схемы И и выходом первого триггера, первый вход которого соединен с выходом первого датчика положения стрелки, а второй вход с выходом включателя, отличающееся тем, что оно снабжено вторым датчиком положения стрелки, вторым триггером, схемой ИЛИ, блоком функциональных преобразователей и вычислительным блоком, причем первый вход схемы ИЛИ соединен с выходом включателя, второй вход с четвертым входом блока памяти и через второй датчик положения стрелки с выходом механизма перемещения, выход схемы ИЛИ соединен с первым входом второго григгера, второй вход которого соединен с выходом первого датчика положения стрелки, выход второго триггера соединен с пятым входом блока памяти, выходы которого соединены с соответствующими входами блока функциональных преобразователей, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами вычислительного блока, второй вход которого соединен с третьим выходом блока задатчиков, а выход с вторым входом блока сравнения.