Устройство для поверки электрических и механических секундомеров Советский патент 1984 года по МПК G04F7/06 G04F7/00 

рого источника смещения, иключенного аналогично первому между эмиттерами и базами второй группы транзисторов, через датчик перегрузки, выход сигнала перегрузки которого является выходом перегрузки электронного реле, управляющий вход второго источника смещения является управляющим входом электронного реле, при этом первый вывод диагонали переменного тока мостовой выпрямительной схемы Является входом электронного реле, а ее второй вывод - выходом электронного реле.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МЕХАНИЧЕСКИХ СЕКУНДО МЕРОВ:, содержащее блок опорньрс частот., электронный счетчик, дешифратор, коммутатор, формирователь управляющих напряжений, переключающее устройство, блок электромагни- . тов-пускателей с кинематической схемой и уздами включения поверяемых механических секундомеров, причем вьрсоды электроннсхго счетчика через деши4)ратор соединены с коммутатором, отлич ающ ее с я тем, что, с целью повьрения точности измерений, в негр введены избирательно.е устройстао, электронное реле и уии нереальный усилитель, причем первьй выход блока опорных частрт через избирательное устройство соединен с первым входом универсального усилителя, а второй и третий выходы - с первым и вторым входами формирователя управляющих напряжений, третий вход которого соединен с первым выходом переключающего устройства, четвертый вход с вторым выходом переклк1чающего устройства и первым входом электронного счетчика, пятый вход с выходом перегрузки электронного реле, шесто-й вход с выходом коммутатора, первьщ выход формирователя управляющих напряжений соединен с вторым входом универсального усилителя, второй выход, с управляющим входом электронного реле, а третий выход - с вторым входом электронного счетчика, первый выход универсального усилителя соединен с входом электронного реле, выход которого является выходом устройства, служащим для подключения поверяемых электрических секундомеров, второй выход универсального усилителя соединен с входом блока электромагнитов-пускателей с кинематической схемой.. . СО 2. У.стройство по п. 1, отлис чающееся тем, что электронное реле содержит мостовую вьтрямительную схему, в диагональ постоянно го тока которой параллельно включены цепь из последовательного соеди нения трех резисторов и цепь из последоватедьно соединенных групп паго раллельно включенных.транзисторов, СХ) причем точка соединения первого и второго резисторов соединена с точкой соединения эмит-теров и коллек00 торов указанных групп транзисторов,а точка соединения в.торого и третьего р.езисторов соединена с упрапляюпщм входом пе.рвогр. источника смещения, подключенного между эмиттерами и базами транзисторов первой группы,причем базы транзисторов соединены с выходом источника смещения через резисторы, точка соединения эмиттеров и коллекторов первой и второй последовательно включенных Трупп транзисторов соединена с цепью питания вто-.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам поверки, определяющим абсолютную погрешность электрических и механических секундомеров.

Известно устройство для поверки секундомеров, содержащее образцовьй электрический секундомер с контактными стрелками отработки заданного промежутка времени и механизм возврата стрелок,.электромагнитный привод пуска и остановка поверяемых секундомеров и релейньй блок синхронного включения образцового и поверяемых секундомеров с тумблером пуска, кн.опками возврата контактных стрелок и включения электромагнитного привода, исполнительное реле и реле с задержкой, снабженное двумя дополнительными реле С 1}.

Недостаток такого устройства низкая точность измерения абсолютной погрешности поверяемых секундомеров. .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаем.ому является устройство, содержащее электронный счетчик, входное устройство, делитель частоты, дешифратор, механический коммутатор временных интервалов, выходное устройство выработки контрольного импульса и коммутации цепи питания элекТросекундомеров, вьглодные усилители и электромагниты-пускатели с кинематической схемой, в которой включение и отключение поверяемых секувдомеррв осуществляется с помощью электромагнитного реле, входящего в состав выходного устройства t 2 J.

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения, обусловленная использованием для управления поверяемьии секундомерами электромагнитных реле и воз:никающей в этом случае несинхронностью фазы питающего напряжения с началом измерения поверяемыми электрическими секундомерами заданного интервала времени.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для поверки электрических и механических .секуядомеров, содержащее блок опорньгх частот, электронный счетчик, дешифратор, . коммутатор,, формирователь, управляющих напряжений, иереключаюЩеё устройство, блок электроматнитов-пускателей с кинематической схем.ой и узлами включения поверяемых меха нических секундомеров,при .чем выходы электронного счётчика через дешифратор соединены с коммутатором, введены и.эбиратель.ное устройство, электронное реле и. универсальный усилитель, причем первый выход блока опорных частот через избирательное уст| ойство соединей с перйым выходом универсального усилителя, а второй и третий выходы - с первым и вторьм входами формирователя управляющих .напряжений, третий вход которого соединен с первым вькодом

переключающего устройства, четвертый вход с .вторым выходом переключающего устройства и первьм входом электронного счетчика, пятый вход с выходом перегрузки электронного реле, щестой

вход с выходом коммутатора,первый

выход формирователя управляющих на пряжений соединен с вторым входом универсального усилителя, второй выход с управляюи5им входом электрон- ноге реле, а третий вьпсод - с вторым входом электронного счетч.нка,

выход у.нив.ерсальнргр усилителя., соединен- с входом электронного 5. реле, выход которого является выходом устройства, служащим дляподключения, гтовер.я.емьпс электрических секундомеров, выход универсального усилителясоединен сО входом .блока элек.трома.гнитов-пускателей с кинематической схемой. .

.При этом электронное реле . сод.ер-. жит .мостовуто выпрямительную схему, в диагональ по.стоянного тока которой 15

параллельно включены цеп-ь из последо.вател;ьного соединения трёх рези.с- . торов и це-пь из последовательного соединения гр-упп параллельно вклю.- ченнь1х трачзис;торов, пр1счем точка 20 соеднаения первого и второго резисторов соединена с точкой соединения эмиттеррв и. коллекторов, упомянутых групп транзистор.ов, а .точка с-оеди.нения BTop о го и третьего рези.сторов соедине;на с: управляющим входом первого истом1 нка1 смеще.ния, подключеннрго между эмиттерами- .и базами тран-. Зисторов перв.ой , причем базы .тр.анзисторов соединены ё выходом .30 источ-н.ика смещеи.ия через резисторы,, .точка соединения эмиттерРв и кбллек- . трров п;ервой и второй последрва.тельно включенных групп транаисторрв соединена..с цепью питания атррого . 35 истрчн.ика смещения,, включенирго анат .логично-пер-.врму между, эмиттерами, и баэамивт6рой..группь1 транзисторов., через. да,тчик перегрузки, выход сигн;ала. перегрузк.р которого является 40 выходом перё1;рузк.и эл.ерт.рон«ого реле., управляющий вход втрро.го и..ка смещения, является управляющим- входом электронногр реле, при. этом первый

выйо-д диагонали-.п,еремениого Трка. . 4.5. мостовой .вьц1рямитель..ной схемы является вхрдом 9лектр.оинр.г-о реле, иее второй .в.ьШод - вь1х0дрм электронного реле,. ... .

. . -. , . - . ..-50

На фиг...1. представлена стру-ктур.н.ая схема устройства .для поверки, электрических, .и механических се кундомеров; на фиг.2 - фуик.циональпая схема .формирователя управляющих.- 55 напряжений; на фи.г. 3 - функциональная схема универсального усилителя; на фиг. 4 схема электронного реле.

Устройство для поверки электрических и .ических секундомеров (фи.г. 1) содержит блок 1 опорных частот, формирова.тель 2 з-правляющих напряжений, переключающее устройстг во 3, электронный счетчик 4, дещифратор 5, коммутатор 6, избирательное устройство 7, уннверса.л.ьный усилитель 8, электро.нное реле 9, по.веряемые электрические секундомеры 10, блок/ электромагнитов-пуска телей с :КЙнема-тическо;й- схемой, поверяемые механические секундомеры 12, причем первый выход блока 1 опорных част.от соединен с входом избирательного устройства 7., выход -которого соединен с первым вхрдом универсального усилителя. 8, вторрй и третий, .выходы блока опорных частот 1 со.един.ен.ы с первым и вторым входами фор.мирователя ;управляющих напряжений 2, третий вход которого соединенс первым выхрдом переключающего устройства 3, ч.етвертьп вход с вторым выходом переключающего устройства 3 и первым входом электронного счетчика 4, пятый вход с выходом пе.регрузки электронного реле 9., шестой вход с в.ыходом ком.мута.трра 6, первый выход формирователя управляющих напряжений соединен с вторым вхрдом универса.льного -усилителя 8, второй .вьтход формировате.ля 2 соединён д-вухпроводной линией с .управлякяцим входом. электронного реле .9, а третий выход - с вторьм вхрдом. электрон.нотр счетчи.ка 4, nepBbtfi. выход, универсальн.о.го усили.теля 8 соединен с. входом электронного реле .9, выход которого является вьКодом.устройства, служадам .для подключении .поверяемых электриче.ских секундомеров, ВТОРОЙ, выход уни.версальнрго у.сйли.теЛя $ соединен с входом блокз. злектромагнитов-щускателей С; кинёйатнческой, схемой 11.

Блок 1 опоряьге частот содержит кварцевьй генератор .И: последова-. тельно. вклк)чё.нные с ним .делители частоты нртем на первом выходе .блока фор.мируется -.меандр .1гапряже- . ни я с частотой-5.0 Гц., на втором выходе. - импуль.с-bi с частотой кварцевого, генератора,- на. тре.ть.ем.выходе .- счетные и.м-пульсы,

ФормироватепЬ управляющих напряжейий (фиг.. 2) -содержит триггер 13, схему 1А защиты, элемент И 15 схему 16 формирования старт-стопных импульсов, схему 17 формирования управляющего напряжения, элемент И 18, причем единичный выход триггера 13 соединен с первым входом схемы 16 формирования стартстопных импульсов, первым входом элемента И 18 и первым входом схемы 17 формирования управляющего напряжения, второй вход которой является первым входом формирователя 2, инверсный выход триггера 13 соединен с вторым входом схемы 16 формирования старт-стопных импульСОВ, выход которой является первым выходом формирователя 2, третий вход схемы 16 формирования стартстопных импульсов соединен с вторым входом элемента И 18,входом С триг гера 13,являюиц мся вторым входом фо мирователя 2,выход элемента И 18 яв ляется третьим выходом формировател 2,первьв вход cxcMi i 14 соеди нен с входом R триггера 13, являющимся четвертым входом фо.рмиррвателя 2, а вход С триггера 13 является третьим входом формирователя 2, вход р. триггера 13 соединен с выходом элемента И 15, первый вход которого соединен с выходом схемы 14 аащиты, второй вход которой является пятым входом формирователя 2, шестым входом которого является второй вход элементаИ 15, а вторым выходом формирователя 2 является выход cxeNbi 17 формирования управляющего напряжения Переключающее устройство 3 содержит кнопки пуска и сброса, соединенные с входами триггера, устраняющего дребезг их контактов. Первым выходом устройства является выход триггера, а вторым выходом - выход кнопки сброса. Электронный счетчик 4 содержит последовательно включенные двойчнот десятичные счетчики, причем вход младшей декады является вторым входом электронного счетчика 4, входы установки в нуль счетчиков объединены и являются первым входом электрон ного счетчика 4. Дешифратор 5 содержит дешифраторы двоично-десятичных кодов по числу счетчиков блока 4. Коммутатор 6 содержит переключате ли по числу депшфраторов двоичнодесятичного кода блока 5, переключаюпц1е контакты которых соединены с входами эпемента И, на выходе которого формируется сигнал окончания заданного интервала времени. Избирательное устройство 7 содержит усилитель с избирательной обратной связью, на выходе которого вьще-. ляется первая гармоника входного сигнала в 50 Гц. . Универсальный усилитель 8 (фиг.З) содержит сумматор 19, фазоинвертор 20, предварительный усилитель 21, схему 22 сравнения, оконечный -усилитель 23, 51овышающий трансформатор 24, причем первьй вход сумматора 19, являющийся первым входом универсального усилителя, соединен с первым входом схемы 22 сравнения ,второй вход которой соединен с отводом выходной обмотки повьш ающего трансформатора 24, а ее выход - с вторым входом сумматора 19, выход которого соединен свходом фазоинвертора 20, выходы последнего через предварительный усилитель 21 поступают на соответствующие входы оконечного усилителя 23, к первому выходу которого подключена первичная обмотка повышающего трансформатора 24, вторичная обмотка которого одним выводом соединена с-общим проводом, а второй ее вьшод является первым выходом универсального усилителя 8, второй выход оконечного усилителя является вторым выходом универсального усилителя 8 г Оконечный усилитель 23 в свою очередь содержит усилительные каскады 25 и 26, Вьтолненные на основе составного транзистора, и переключатель 27 режимов работы. Положение контактов переключателя 27 режима работы (фиг.З) соответствует режиму поверки электрических секундомеров . При этом через контакты переключателя 27 режимов работы шины питания оконечных усилителей 25 и 26 соединены с источниками питания, а вход оконечного усилителя 26 соединен с соответствующим входом оконечного усилителя 23. Электронное реле 9 (фиг.4) содержит датчик 28 перегрузки, управляемые источники 29 и 30 смещения, группы параллельно включенньпс транзисторов 31 и 32, цепь 33 из последовательного соединения трех резисторов, мостовую выпрямительную схему 34, в диагональ постояннего тока которой параллельнр включены цепи 33 из последовательного соединения трех резисторов и цепь из последовательно соединенных групп параллельно включенных транзисторов 31, 32, причем точка соединения первого и второго резисторов цепи 33 соединена с точкой соединения эмиттеров и коллекторов указанных групп транзисторов, а точка соединения второго и третьего резисторов цепи 33 соединена с управляющим .входом первого источника 29 смещения, подключенного между эмиттерами и базами транзисторов ,31 первой группы. Причем базы транзисторов соединены с выходом исто гника 29 смещения через резисторы, точка соединения эмиттеров и коллекторов первой и второй последовательио включенных групп транзисторов соединена с цепью питания второго источника ЗП смещения, включенного аналогично первому между эмиттерами и базами второй группы транзисторов 32 через датчик 28 перегрузки, вьгход сигнала перегрузки которого является выходом перегрузки электронного реле 9, управляющий вход второго источника ЗП сме щения является управляющим в-ходом электронного реле 9-, при этом первый вьшод диагонали переменного тока мостовой выпрямительной схемы 34 является входом электронного реле 9, а ее второй вывод - выходом электронного реле 9.

После включения питания устройство устанавливается в исходное состояние, при котором на выходах формирователя 2 сигналы отсутствуют, так как триггер 13 находится в нулевом состоянии, а схема 16 фop иpoвaния старт-стопных импульсов также устанавливается в состояние, когда сигнал на ее выходе отсутствует s(uenb установки в исходное состояние схемы 16 на фиг.2 не показана). Электронное реле 9 находится в разомкнутом состоянии, так как при от сутствии сигнала с выхода формирователя 2 на входе источника 30 смещения группы транзисторов 32 заперты. При этом источник 29 смещения и управляемые им 1руппы транзисторов 31 управляются напряжением с второго резистора .цепи 33 из последовательного соединения трех резисторов,причем соотношение резистороп пыбирпстся таким, чтобы группы транзистороп 31 в этом случае бьти закрыты и t;пряжение на них и группах транчпг.торов 32 делилось примерно порорну. Таким образом диагональ постоянного тока мостовой выпрямительной схемы 34 оказывается разомкнутой, что обеспечивает отключение поверяемых электрических секундомеров от первого выхода универсального усилителя 8

Работа устройства начинается при нажатии кнопки Пуск в переключающем устройстве 3. При этом на третий вход формирователя 2 и, следовательно, на вход 3 триггера 13 поступает потенциал логической единицы, в результате чего по первому счетному импульсу, поступающему на вход С триггера 13,последний устанавливается в состояние единицы, что в свою очередь приводит к появлению управляющего сигнала на выходе схемы 17 и, следова,тельно, на управляющем входе реле 9 времени Б режиме поверки электрических секундомеров в этом случае происходит открывание групп транзисторов 32. При этом напряжение с второго регистра цепи 33 последовательного соединения трех резисторов шунтируется малым сопротивлением групп транзисторов 32, что приводитк формированию высокого уровня напряжения на выходе источника 29 смещения, вызывающего отпирание групп транзисторов 31.

Таким образом, диагональ постоянного тока схемы 34 выпрямления оказывается замкнутой малым сопротивлением групп транзисторов 31 и 32, что обеспечивает подключение поверяемых электрических секундомеров 10 к первому, выходу универсального усилителя 8, на первьш вход которого с выхода избирательного устройства 7 поступает гармонический сигнал с частотой 50 Гц, на вход которого в свою очередь поступает меандр напряжения с частотой 50 Гц с-первого выхода блока опорных частот. При поперке электрических секундомеров уннверсальньп1 усилитель 8 является источником гармонического регулируемого напряжения, при этом оконечный.усилитель 23 работает как двухтактный усилитель мощности. Сигнал подается на усилители 25 и 26, усиливается ими и подводится к первичной обмотке повышающего трансформатора 24, .в котором вторичная обмотка расположена на тороидал.ь.ном магнитопроводе в один Слой..

Токосъемник, которьв содержит павьплающий трансформатор 24, имеет возможность скользить по неизолированным участкам витков вторичной обмотки, что позволяет изменять вёличину гармонического напряжения от 80 до 250 В. Напряжение с части витков вторичной о.бмотки подается на делитель напряжения схемы 22 сравнения и уменьше1гное им До нербходимой величины поступает на вычитающий вход дифференциального Усилителя, на его суммирующий вход поступает сигнал с первого входа универсального усилителя 8. В резудьтате сравнения сигналов на выходе дифферен1щального усилителя схемы 22 сравнения вьфабатывается сигнал ошибки, поступающий на вход сумматора 19, на другой, вход которого поступает сигнал с первого входа универсального усилителя 8, Выходной сигнал с сумматора 19 поступает на фазоинверсный каскад 20, а затем усиливается предварительным усилителем 21 и оконечным усилите лей 23.

При поступлении на поверяемьте .электрические секундомеры 10 синусоидального напряжения с выхода электронного реле 9 последние начинают отсчет эталонного интервала времени, задаваемого с помощью электронного счетчика 4, дешифратора 5 и с помощью коммутатора 6. Отсчеты эталонного интервала времени осуществляются одновременно поверяемыми секундомерами и электронным счетчиком 4 . После оконча ния отсчета эталонного интервала времени на выхо де коммутатора 6 появляется сигнал, поступающий на пятый вход формирователя 2 управляющих напряжений и, еледоват-ельно, на второй вход элемента И 15, ма выходе которого в этом случае появляется сигнал, устанавливающий т риггер 13 в исходное состбяияе. Возвращение триггера 13 в исходное состояние приводит к тому, что на выходе формирователи 17 управ пяющсго напряжения появляется потенциал нуля, что в свою очередь приводит к тому, что электронное реле 9

переходит в разомкнутое состояние, в результате чего происходит отключение пов.еряемых секундомеров от выхода универсального усилителя 8.

Если в процессе поверки электрических секундомеров произойдет перегрузка э.йектронного реле 9, то группы пocлejg oвaтeльн.o включенных транзисторов 31 и 32 1зыйдут из режима насьпце.ния что при-ведет к увеличению напряжения на их коллекторах И появлению на вьгхрде датчика 2в перегрузки высокого .ня-напряжения который поступит на Пятый- вход формирователя 2, а. следовательно,на nepfBhift вход схемы 14 з.ащиты поступит высокий уровень, напряжения, то это приведет, к. тому, что с. выхола схемы .1-Л защиты на вход .элемента И 15 поступит потенциал нуля, что в свою очередь приведе.т квозврату триггера 13 в исхо;;ное состояние потенциалом нуля с вьсотда элемента Н 15. В этом случа е процесс поверки се ундомзров будет прекраще

Устройство при поверке механических секундомеров работает следующим, образ.ом..

пё э ключатель 27 режима .работы универсального -усилителя 8 устананливается в положение,, соответствующ р жиму поверки меха.нических секундомеров . При этом с помощью контакт.ных групп .-пе.реключателя 27 режима .работы производится .подключение входа усилительного каскада 26 к. йторому входу универсальног.о усилитля .8 и в.ключение в коллекторную, цепь усилительного каскада 2.6 элёкт.ромагнит.ов пускателей 11, при этом ист.очники питания усилитель йыхкаскадов включаются последовательно, а усилительяйй каскад 25 обесточ.ивается. Таким образом, усилительный каскад 26, а. fiJififloвательно, универсальней усилитель 8 вьшолнякуг роль мощного электронного ключ, управл ение которым осуществляется с выхода схемы 16 формиройания старт-стопныхимпуль.сов. .Посл.ё нажатия кнопки Пуск в переключающем устройстве 3. так же,, как н при поверке элёктриiJficKH x се1кунд;омеров, по первому же счётному импульсу с вьгхода блока опорных частот происходит срабатывание Триггера 13, что вызывает появление иа выходе схемы формировання с.тарт-стопиых импульсов потенциала логической единицы на время, равное периоду, следования учетных импульсов, что в свою очередь приводит к срабатыванию электромагнитов-пускателей 11 и началу отсчета механическими секундомерами эталонного интервала времени. Одновременно с выхода элемента И 18 на вход электронного счетчика 4 начинают поступать счетные импульсы. Послч отсчета эталонного интервала времени электронным счетчиком 4 по сигналу с выхода коммутатора 6 так же, как и при поверке элек- трических секундомеров, происходит возврат триггера 13 в исходное положение. При..этом на выходе схемы формирования старт-стопных импульсов будет сформирован второй импульс, что приведет к срабатыванию электромагнитов-пускателей и остановке секуздомеров.

Для того, чтобы подготовить устройство к следующему циклу работы, необходимо замкнуть контакты кнопки Сброс переключающего устройства 3, при этом на установочные входы счетчикрв-делителей электронного счетчика 4 подается прт.енциа.п, устанавливаю ix в нулевое состояние, одновременно сигнал подается на схему 14 защиты, устанавливая ее в исходное состояние, и на 5 вход. К управляющего триггер.а 13, которьп очередньад счетньтм импульсом, поступающим на вход С , устанавливается при этом в нулевое состояние. Для повторения поверки необходимо вновь нажать кнопку Цуск в перек.лючаю цем ус.тройстве 3.

Предлагаемое устройство по срав нению с известным име.ет б.рлее. высо5 кую точность измерения абсо.пютной погре 11ности электрических секундомеров за счет использования электронного р.еле и синхр.онизащш фазы .питающего напряжения .с нач.алом эталонного и-нтервала времени, а также поз.воляет. оперативно выявлять возможные кратковременные нарушения электрического контакта секундомера с ycTpp lcTBpM, его неиспразность, пррпадание питающего напряжения

. и т.д., вероятность которых увеличивается при большом количестве измерений и. длительных интервалов поверки за счет .наличия в электрон г

0 ном реле датчика .пе регрузки.

Л

Фт.г

Г