УСТРОЙСТВО ДОПУСКОВОГО КОНТРОЛЯ Российский патент 1996 года по МПК G01R31/28 

Изобретение относится к области электронно-измерительной техники и может быть использовано при допусковом контроле параметров сигналов объектов, который может быть как тестовым, так и функциональным.

Известно устройство допускового контроля, содержащее блок преобразования, нуль-органы и логический блок (авт. св. СССР N 647624, кл. G 01 R 31/28, 1974).

Недостатком данного устройства является низкая достоверность контроля, обусловленная возможностью выдачи ложного сигнала "Норма".

Известно также устройство допускового контроля (авт.св. N 819756, кл. G 01 R 31/28, 1981), содержащее блок преобразования, выход которого соединен с входами пяти нуль-органов, выходы которых соединены с соответствующими входами логического блока, триггер, вход которого соединен с выходом первого нуль-органа, а выход с соответствующим входом логического блока и управляющим входом ключа, выход которого соединен с входной клеммой объекта контроля, а вход с выходом блока обратной связи, вход которого соединен с входом блока преобразования. Данное устройство выбрано в качестве прототипа предлагаемого изобретения.

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности предотвращения появления ложных сигналов "Норма" в случаях возникновения неисправностей типа "Обрыв" в самом устройстве и явных отказов нуль-органов в процессе контроля. Кроме того, возникновение метрологических отказов нуль-органов, то есть выход погрешности измерения нуль-органами за допустимые пределы, приводит к появлению ложного сигнала "Норма" (хотя значение параметра находится вне допуска).

Таким образом, данное устройство обладает низкой достоверностью контроля из-за невозможности предотвращения ложных сигналов "Норма" в вышеперечисленных случаях.

Охват объекта контроля блоком обратной связи через ключ, управляемый триггером, приводит к изменению величины выходного сигнала объекта контроля в процессе контроля, что делает возможным использовать данное устройство при тестовом контроле и затрудняет (или делает практически невозможным) его использование при функциональном контроле, когда выходные сигналы объекта контроля используются по прямому назначению.

Следовательно, можно сделать вывод об узкой области применения данного устройства.

Цель изобретения повышение достоверности контроля и расширение области применения устройства.

Цель достигается тем, что в устройство введены вторая и третья выходные шины, реле времени и блок интегрирования, первый вход которого соединен с выходом блока преобразования и с первым входом ключа, выход которого соединен с входом первого нуль-органа, второй вход с выходом блока интегрирования, второй вход которого соединен с управляющим входом ключа и с входом реле времени, выход которого соединен с R-входом триггера, причем второй и третий выходы логического блока соединены с соответствующими выходными шинами.

Предлагаемое устройство содержит (фиг.1) блок преобразования 1, ключ 2, первый вход которого соединен с выходом блока преобразования 1, блок интегрирования 3, первый вход которого соединен с выходом блока преобразования 1, а выход соединен с вторым входом ключа 2, пять нуль-органов 4,5,6,7,8, входы которых соединены с выходом ключа 2, логический блок 9, соответствующие входы которого соединены с выходами нуль-органов, триггер 10, S-вход которого соединен с выходом нуль-органа 8, а выход соединен с управляющим входом ключа 2, вторым входом (Уст. "0") блока интегрирования 3 и соответствующим входом 6 логического блока 9, реле времени 11, вход которого соединен с выходом триггера 10, а выход с R-входом триггера 10, три выходные шины 12,13,14, которые соединены с соответствующими выходами логического блока 9. К входу блока преобразования 1 через клемму подключен объект контроля 15.

При значении контролируемого сигнала (параметра) в диапазоне 0.Х₁, нуль-органы 4 и 6 настроены на значения X_min-ε и X_min+ε соответственно, где ε допустимая погрешность нуль-органа. При этом X_min-ε > U_ш, где U_ш уровень сигнала, определяемого тепловыми шумами объекта контроля 15.

Нуль-органы 5 и 7 настроены на значения Х₁ ε и X₁ + e, где X₁ допустимое верхнее значение диапазона контролируемого сигнала, соответствующее сигналу "Норма ОК".

Нуль-орган 8 настроен на значение X₁ и имеет допустимую погрешность e₁, причем ε₁<ε.

Устройство работает следующим образом.

При подключении объекта контроля 15 к устройству начинает работать блок интегрирования 3. Сигнал на выходе блока интегрирования 3 начинает нарастать, что приводит к тому, что через некоторое время сработает нуль-орган 8 через замкнутые контакты ключа 2, что, в свою очередь, приводит к срабатыванию триггера 10, выходной сигнал которого поступает на соответствующий вход 6 логического блока 9, давая разрешение на формирование на шинах 12 и 14 результата контроля ("Норма ОК" или "Брак ОК").

Срабатывание триггера 10 приводит к включению реле времени 11, установке блока интегрирования 3 в исходное состояние (обнуление) и срабатыванию ключа 2 (подключению выхода к первому входу ключа). При этом блок логики 9 формирует сигнал на шине 12 "Норма ОК" в случае, если 0 < X≅X₁. Если X > X₁ срабатывают нуль-органы 5 и 7, что приводит к появлению сигналов на соответствующих входах логического блока 9 и формированию сигнала на шине 14 "Брак ОК".

Реле времени 11 через время его настройки сработает, что приведет к переключению триггера 10 в исходное состояние. В результате снимаются сигналы с входа 6 логического блока 9, управляющего входа ключа 2, обнуляющего входа блока интегрирования 3, а как следствие, снимается разрешение на формирование результата контроля и ключ 2 возвращается в исходное состояние.

В дальнейшем работа устройства аналогична описанной выше.

В случае появления неисправностей типа "Обрыв" в устройстве допускового контроля, явных отказов нуль-органов 4,5,6,7, метрологических отказов нуль-органов 5,7 блок логики 9 формирует сигнал на шине 13 "Брак УДК" при подключении объекта контроля 15 к устройству, а также периодически через интервал времени, равный значению времени настройки реле времени 11.

В случае обрыва входной цепи устройства на выходах блока логики 9 сигналы, поступающие на шины 12,13,14, отсутствуют, что сигнализирует о наличии данной неисправности.

Логический блок 9, реализующий описанную выше логику работы устройства, представлен на фиг.2. Он содержит элементы И 1,2,3,4,5,6, элементы НЕ 7,8, элементы памяти (триггеры) 9,10. На 1 и 3 входы поступают сигналы с 4 и 6 нуль-органов, настроенных на нижнее значение диапазона, близкое к нулю (фиг. 1). На 5 вход поступает сигнал с нуль-органа 8 (фиг.1). На 6 вход поступает сигнал с выхода триггера 10 (фиг.1). На входы 2 и 4 поступают сигналы с 5 и 7 нуль-органов (фиг. 1), настроенных на верхнее значение диапазона X₁. Под воздействием сигналов с выходов 7,8,9 на шинах 12,13,14 формируются сигналы "Норма ОК", "Брак УДК" и "Брак ОК" соответственно.

При подключении объекта контроля (ОК) 15 (фиг.1) последовательно срабатывают нуль-органы 4,6 __→ 5,7 --L 8 под воздействием нарастающего сигнала с блока интегрирования 3 через нормально-замкнутые контакты ключа 2.

При срабатывании нуль-органов 4 и 6 на входах 1 и 3 логического блока появляются сигналы, под воздействием которых происходит срабатывание элемента И 1, выходной сигнал которого поступает на S-вход триггера 9 и на 1 вход элемента И 4. При этом происходит срабатывание триггера 9, что приводит к появлению на одном из входов элемента И 3 постоянного сигнала. Срабатывание элемента И 4 не произойдет, так как отсутствует разрешающий сигнал на формирование результата контроля на входе 6.

При срабатывании нуль-органов 5 и 7 на входах 2 и 4 логического блока появляются сигналы, под воздействием которых происходит срабатывание элемента И 2, выходной сигнал которого поступает на S-вход триггера 10. Срабатывание последнего приводит к появлению сигнала на входе 3 элемента И 3. Кроме того, сигнал поступает на вход 2 элемента И 6 и на вход элемента НЕ 8. Срабатывание последнего снимает разрешение на формирование результата контроля "Норма ОК", а срабатывание элемента И 6 не происходит, так как на его входе 1 отсутствует сигнал с входа 6 логического блока.

При срабатывании нуль-органа 8 появляется сигнал на входе 5 логического блока, который приводит к срабатыванию элемента И 3, а как следствие, и НЕ 7. В результате с входа 2 элемента И 5 снимается сигнал, что влечет его отсутствие на выходе элемента И 5.

Таким образом, снимается разрешение на формирование сигнала "Брак УДК".

Кроме того, выходной сигнал с нуль-органа 8 поступает на S-вход триггера 10 (фиг. 1). Срабатывание триггера 10 приводит к включению реле времени 11, переключению ключа 2 в положение "1", появлению сигнала на входе 6 логического блока 9 и установке блока 3 в исходное состояние.

Сигнал на входе 6 является как разрешающим для формирования результатов контроля, так и обнуляющим триггеры 9 и 10 (входы-R). При этом, если 0 < X≅X₁, то срабатывают нуль органы 4 и 6 и на выходе 7 логического блока появляется сигнал, под воздействием которого на шине 12 образуется сигнал "Норма ОК".

Если X > X₁, то произойдет срабатывание нуль-органов 5 и 7, что приведет к появлению на выходе 9 логического блока сигнала, под воздействием которого на шине 14 образуется сигнал "Брак ОК" и снятию сигнала с выхода 7 (как было описано выше).

Реле времени 11 (фиг.1) через время его настройки сработает, что приведет к переключению триггера 10. В результате на входе 6 логического блока снимается сигнал на разрешение формирования результата контроля и происходит переключение ключа 2 в исходное положение.

В дальнейшем процесс контроля устройства допускового контроля и объекта контроля 12 происходит как описано выше.

Сигнал "Брак УДК" образуется на шине 13 при появлении сигнала на выходе 8 логического блока, который формируется в момент появления сигнала на входе 5 логического блока при наличии неисправностей в устройстве (явный отказ одного из нуль-органов 4,5,6,7, "Обрыв" цепи в устройстве, метрологический отказ нуль-органов 5,7). При этом отсутствует один из разрешающих сигналов для срабатывания элемента И 3, что приводит к появлению сигнала на выходе элемента НЕ 7. В результате срабатывает элемент И 5 (при наличии сигнала на входе 5), и как следствие на шине 13 образуется сигнал "Брак УДК".

В случае обрыва входной цепи устройства отсутствуют сигналы на входах 5 и 6 логического блока, которые являются разрешающими сигналами для формирования сигналов на выходах 7,8,9 логического блока. В результате на шинах 12,13,14 отсутствуют сигналы, что в установившемся режиме свидетельствует об обрыве входной цепи устройства.

Таким образом, введение новых признаков приводит к появлению следующих новых свойств устройства:
автоматической сигнализации об обрыве входной цепи устройства;
автоматической сигнализации об обрыве цепи в самом устройстве;
автоматической сигнализации о явном отказе, хотя бы одного нуль-органа;
автоматической сигнализации о наличии метрологических отказов нуль-органов, настроенных на верхнее значение допустимого диапазона изменения контролируемого параметра;
возможности проведения как тестового, так и функционального контроля.

Появление новых свойств в устройстве позволяет по сравнению с прототипом:
1. Повысить достоверность контроля параметров объектов за счет предотвращения возникновения ложных сигналов "Норма ОК", обусловленных обрывом входной цепи устройства, неисправностями типа "Обрыв" в самом устройстве, явных отказов нуль-органов, метрологических отказов нуль-органов как при подключении объекта контроля к устройству, так и периодически в процессе контроля.

2. Расширить функциональные возможности и область применения устройства за счет возможности проведения как тестового, так и функционального контроля, а также за счет различия в автоматической сигнализации обрыва входной цепи устройства и неисправностях в устройстве.

С учетом изложенного, предлагаемое устройство отражает более высокий уровень развития техники, позволяет повысить достоверность контроля и расширяет область его применения.

Использование: в электронно-измерительной технике, в частности, в устройствах для допускового контроля параметров сигналов объектов, который может быть тестовым или функциональным. Сущность изобретения: устройство содержит блок преобразования 1, ключ 2, блок интегрирования 3, нуль-органы 4, 5, 6. 7, 8, логический блок 11, выходящие шины 12, 13, 14 и объект контроля 15. 2 ил.

Устройство допускового контроля, содержащее блок преобразования, вход которого соединен с выходной клеммой объекта контроля, пять нуль-органов, входы которых объединены, а выходы соединены с соответствующими входами логического блока, выход первого нуль-органа соединен с S-входом триггера, выход которого соединен с управляющим входом ключа и с соответствующим входом логического блока, первый выход которого соединен с первой выходной шиной, отличающееся тем, что в него введены вторая и третья выходные шины, реле времени и блок интегрирования, первый вход которого соединен с выходом блока преобразования и с входом ключа, выход которого соединен с входом первого нуль-органа, второй вход с выходом блока интегрирования, второй вход которого соединен с управляющим входом ключа и с входом реле времени, выход которого соединен с R-входом триггера, причем второй и третий выходы логического блока соединены с соответствующими выходными шинами.