Устройство для поверки рабочих измерительных средств Советский патент 1986 года по МПК G01R29/00 

1

Изобретение относится к средства поверки рабочих измерительных средств и может быть использовано для поверки таких рабочих измерительных средств, которые предназначены для измерения и регистрации текущих (мгновенных) значений параметров режимов работы машин (например, газотурбинных двигателей) при переходных процессах (запуск, приемистость, включение форсажа и т.д.) в случае, если датчики значений параметров имеют выходной сигнал в виде частоты повторения импулсов (к таким параметрам относятся частота вращения роторов, давление, расходы топливаi крутящие моменты и другие).

Цель изобретения - повышение точности поверки рабочих измерительных средств, измеряющих текущие (мгновенные) значения частоты повторени импульсов, меняющейся во времени.

I

Поставленная цель достигается те что обеспечивается широкий диапазон задания крутизны роста и спада частотного сигнала на входе в поверяемое измерительное средство при высокой достоверности информации о его характеристиках.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - графики, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит генератор 1 эталонной частоты, первый ключевой элемент 2, пусковую шину 3, реле 4 задержки, шину 5 Замер-стоп,первый счетчик 6, первый элемент 7 совпадения, кодов и первый реверсивный счетчик 8, второй счетчик 9, второй элемент 10 совпадения кодов и второй реверсивный счетчик 11, второй ключевой элемент 12, первый 13, второй 14, третий 15 и четвертый 16 вентили, триггер 17, третий ключево элемент 18, шину 19 управления, табло 20 времени, включающее в себя счетчик, табло 21 номера периода, включающее в себя счетчик, шины 22- 25 ввода начальных данных и поверяемое рабочее измерительное средство 26, причем счетчик 6, первый элемент 7 совпадения, счетчик 8 образуют первый управляемый делитель, а счетчик 9, элемент 10 совпадений кодов, счетчик 1 - второй управляемый делитель.

S

0

Выход генератора 1 эталонной частоты подключен к входу первого ключевого элемента 2, разрешающий вход которого соединен с пусковой шиной 3, а запрещающий вход - с выходом реле 4 задержки команды Стоп. Вход реле 4 соединен с шиной

5 Замер-стоп, которая подключена также к запрещающим входам ключевых элементов 12 и 18 и управляющему входу поверяемого измерительного средства 26. Выход ключевого элемента 2 соединен с входом счетчика

6первого управляемого делителя и входом ключевого элемента 12, выход которой подсоединен к входу табло

20 , Разрешающие входы ключевых элементов 2 и 18 соединены с пусковой шиной 3. Разрядные выходы счетчика 6 и реверсивного счетчика

8подключены к входам элемента 7 совпадения кодов, а ее выход - к входу обнуления счетчика 6, входу счетчика 9, входам вентилей 13 и 14. Выход вентиля 13 объединен с выходом вентиля 15 и подключен к входу реверсивного счетчика 8. Управляющие входы вентилей 13 и 4 объединены и подключены к первому выходу триггера 17. Управляющие входы вентилей 15 и 16 объединены и подключены к второму выходу триггера 1 7 . Упра вляющий вход триггера 7 соединен с шиной

19 управления. Выходы вентилей 14 и 16 объединены и подключены к входу ключевого элемента 18 и входу поверяемого измерительного средства 26, а выход ключевого элемента 18 соединен со входом табло 21 номера периода. Разрядные выходы счетчиков

9и 1 второго управляемого делителя соединены с входами элемента 10 совпадения кодов, а его выход подключен к входу обнуления счетчика 9,входу реверсивного счетчика 11 и входам вентилей 15 и 16. Установочные входы реверсивных счетчиков 8 и 11 подключены к шинам 24 и 25 ввода начальных данных и поверяемого измерительного средства 26.

Устройство работает следующим образом.

С целью получения широких функциональных возможностей, устройство 5 работает в одном из двух режимов: последовательность импульсов, поступающих на вход поверяемого измерительного средства 26, формируется

0

5

0

первым управляемым делителем (счетчики 6 и 8 и элемент 7 совпадения кодов), последовательно первым управляемым делителем (счетчики 6 и 8 и элемент 7 совпадения кодов и вторы управляемым делителем (счетчики 9 и 11 и элемент 10 совпадения кодов). Для работы в первом режиме реверсивному счетчику 8 перед пуском через шины 24 и 25 задается начальный код - число т( (Um,Mj, где М( -,начальная емкость счетчика 8) и направление счета (суммирование или вычитание). Если т,1, то реаль- но возможно только суммирование, если га,М(, то только вычитание. При промежуточных значениях mj возможно любое направление счета. Кроме того, перед пуском командами через шину 19 триггер 17 устанавливается в положение, при котором вентили 13 и 14 открыты, а вентили 15 и 16 закрыты.

При поступлении команды Пуск на пусковую шину 3 ключевые элементы 2,

12и 18 открьшаются и импульсы генератора I эталонной частоты F начинаю поступать через ключевой элемент 12

в счетчик времени табло 20 времени и счетчик 6 первого управляемого делителя. В момент совпадения кодов в счетчиках 6 и 8 на выходе элемента 7 совпадения кодов формируется импульс, которьм через открытый вентил 14 поступает на вход поверяемого измерительного средства 26, а через открытый ключевой элемент 18 - в счетчик табло 2 номера периода. Этим же импульсом производится обнуление счетчика 6, при этом код в счетчике 8 через открытый вентиль

13изменяется (увеличивается или уменьшается в зависимости от заданного перед пуском направления счета) на единицу. При повторении вьше- описанного цикла, каждый последующий период Т (время между импульсами на входе в поверяемое измерительное средство) отличается от предыдущего, равно как и соответствующая

периоду Т частота при этом

адэкватно моделируется сигнал частотного датчика на переходном режиме работы машины. Такая работа устройства продолжается до прихода команды Замер-стоп на щину 5. В этот момент вьздается команда Замер поверяемому измерительному средству 26 и закрьшаются ключевые элементы 12

и 18, на табло 20 времени фиксируется время от команды Пуск до команды Замер, а на табло 21 номера периода - номер последнего, закончившегося к моменту прихода команды Замер, периода. При поступлении команды Замер поверяемое измерительное средство выполняет измерение мгновенного значения входного сиг- Q нала, т.е. текущего значения частоты или периода на входе в устройство и фиксирует результат с помощью входящих в его состав О1 ганов вьшо- да информации. Результаты, зафикси5

рованные в счетчике табло 20 и счет0

чике табло 21, дают возможность рас- читать параметры сигнала на входе поверяемого измерительного средства как для момента прихода команды

Q Замер, так и для любого последующего. Сравнение результатов расчета с результатами измерения, выполненно го поверяемым измерительным средством, дает необходимые данные для

5 определения его погрешности. Чтобы процесс измерения поверяемым измерительным средством выполнялся при естественном и заранее известном продолжении изменения входного сигнала (чтобы у поверяемого средства бьша свобода ошибаться), команда Стоп на ключевой элемент 2 подается через реле 4 задержки времени (например, на 1-2 с). Реле также снижает необходимость ожидания кон5 ца полного цикла работы .поверочного устройства, сокращая тем самым время поверок.

При работе во втором режиме ре- BepcsfflHOMy счетчику 8 перед пуском

задается число т и направление счета, реверсивному счетчику II - число ruf и направление счета, а триггер 17 устанавливается в положение, при котором вентили 15 и 16 открыты,

5 а вентили 13 и 14 закрыты. При поступлении команды ПУСК на щину 3, ключевые элементы 2, 12 и 18 открываются и от генератора 1 эталонных частот F пбвторения импульсов, пос0 ледние начинают поступать через ключевые элементы 12 в счетчик табло 20 времени и в счетчик 6 первого управляемого делителя, В момент совпадения кодов в счетчиках 6 и 8

на выходе элемента 7 совпадения кодов формируется импульс, который проходит в счетчик 9 второго управляемого делителя, этим же импульсом

обнуляется счетчик 6. При повторении вьппеописанного цикла код в счетчике 9 увел1-гчивается до момента совпадения с кодом в счетчике 11. Одновременно на выходе элемента 10 совпадения кодов формируется импульс, который проходит на вход поверяемого измерительного средства 26 и в счетчик табло 21 номера периода. Этим же импульсом обнуляется счетчик 9, а в реверсивных счетчиках 51 и 8 код изменяется на единицу (уменьшается или увеличивается в соответствии с введенными одинаковыми или разными направлениями счета). Такая работа продолжается до поступления команды на шину 5 Замер-стоп, при этом выдается команда Замер поверяемому измерительному средству 26, закрываются ключевые элементы 12 и 18, а в счетчиках табло 20 и 21 фиксируются время от команды Пуск до команды Замер-стоп и номер последРеккурентное соотношение личины Т периода, номера п ни t его окончания, считая манды Пуск, например, для и восьмого вариантов работы ства.

него закончившегося периода соответственно. При поступлении команды Замер поверяемое измерительное средство выполняет измерение мгновенного значения входного сигнала и фиксирует результат с помощью входящих в его состав органов вывода информации. Команда Стоп от

)0 шины 5 поступает на запрещающий

вход ключевого элемента 2 через реле 4 задержки времени (задержка на 1-2 с). Сравнительный анализ результатов на табло 20 и 21 и органах

15 вывода информации поверяемого измерительного средства 26 дает не- обходш гые данные о его погрешностях.

Возможные варианты работы уст20 ройства в зависимости от начальных кодов (т , и т), введенных перед пуском в реверсивные счетчики 8 и 1 ,и направления их счет (сложение + ил вычитание -), характеризуются табл.

25Т а б л и ц а 1

55

,Цля варианта 2 Т, р- т; ;

1

F,

Т, 1 (ш,-1); t, F Г ).. Ti, i (m,-n+1);

4

t j r (ra -n-H)i i n{2m,-n+l).

, i j(m,-l)(m,+2)

Т - F;

t. (m,.-n4l)

m

Для варианта 8 Т, - in,m.j; t, m,.m.

1 (т,-1)();t,j :p m mj-t- pT ();

1

T IT (т,П-И) ();

tn г TL (m,-n+l) (mj+n-l) (m -1rti2-m2 + «--I

1Л . /л ч n(n+l)

Вариант 6

„, 1 2 1 n(n-t-l)(2n+l)

п F F Z -

1224746

8 Вариант 7

T j (m,+n)(m,+n);

tn f ,mi+(m,-rap - (n+l)(2n-H)1

6J «

Вариант 9

TY, p (m,-n)(m,j-n);

4 |r ( (n+l)(2n+l)- 6J

Таким образом, для всех вариантов частота ц повторения импульсов на входе в поверяемое устройство 26 переменна и для промежутка времени tf,-trt., составляет:

f - -1- Т,

Каждый период Т„ отл1гчается от предыдущего Т „., , причем их значения легко подсчитьгоакзтся по вьшепри- веденным формулам.

Для всех вариантов (-9) характер изменения f от времени t виден на фиг. 2, где точками на кривых помечены значения „ в моменты t. Для того, чтобы все кривые поместились на листе ограниченного размера, они поЗависимость частоты f повторения импульсов на входе в поверяемое измерительное средство от номера периода

9

помещена на фиг. 3, где значения г идентичны значениям г на фиг, 2,

Графики на фиг. 2 и 3 расчитаны по вышеприведеннь1М формулам для вариантов 1-9 работы устройства. Эти варианты обеспечивают широкий диапазон задания крутизны роста и спада характеристик на входе в поверяемое измерительное средство.

Предлагаемое устройство обеспечивает возможность поверки рабочих измерительных средств, предназначенных для контроля работы машин на переходных режимах, при высокой достоверности информации о характеристиках сигнала на входе в поверяемое измерительное средство в момент команды Замер.

Формула изобретения

Устройство для поверки рабочих измерительных средств, содержащее генератор эталонной частоты, три ключевых элемента, реле задержки, шину Замер-стоп, первый счетчик, первый элемент совпадения кодов, первый реверсивный, счетчик, четыре. вентиля, триггер, пусковую шину, шину управления и поверяемое рабочее измерительное средство, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения точности поверки рабочих измерительных средств, измеряющих текущее значение .частоты повторения импульсов, в него введены второй счетчик, второй элемент совпадения кодов, второй реверсивный счетчик, табло времени, табло номера периода и четыре шины ввода начальных данных, причем выход генератора эталонной частоты подключен к входу первого ключевого элемента, запрещающий вход которого соединен с ззы- ходом реле задержки, а выход - с входами второго ключевого элемента и первого счетчика соответственно.

2474610

разрядные выходы которого соединены с nepEibiMH входами первого элемента совпадения кодов, вторые входы кото- рог.о подключены к разрядным, выходам

J первого реверсивного, счетчика, а . выход элемента совпадения кодов подключен к входу обнуления первого счетчика и первым входам первого и второго вентилей, вторые входы кото Q рых объединены и подключены к первому выходу триггера, управляющий вход которого соединен с шиной управления, вход второго счетчика соединен с выходом первого элемента совпадения

15 кодов, разрядные выходы первого счетчика соединены с первыми входами второго элемента совпадения кодов, вторые входы которого подключены к разрядным выходам второго реверсив20 ного счетчика, выход второго элемента совпадения кодов подключен соответственно к входам обнуления второго счетчика и вт.орого реверсивного счетчика и к первым входам третьего

25 и четвертого вентилей, вторые входы которых соединены с вторым выходом триггера, выход третьего вентиля соединен с входом первого реверсивного счетчика и выходом первого вен- Т5-ШЯ, выход четвертого вентиля сое- .цинен с выходом второго вентиля, с входом поверяемого рабочего измерительного средства и входом третьего ключевого элемента, выход которого подключен к входу табло номера периода, разрешающие входы ключевых элементов подключены к пусковой шине, вход реле задержки подключен к шине Замер-стоп, к запрещающим входам второго и третьего ключевых элементов и управляющему входу поверяемого рабочего измерительного средства, выход второго ключевого элемента соединен с входом табло времени, а установочные входы реверсивных счетчиков - с соответствующими шинами ввода начальных данных.

30

35

40

45

л Jo в

so wo 120 no ISC Фиг. 2

200 fff-rff

S-ia

т т

300 SffO m 700 вОО 00 n fas. 2

Составитель В. Пешков Редактор А. Ревин Техред Н.Бонкало Корректор М. Максимишинец

Заказ 1947/45 Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение может быть использовано для измерения и регистрации текущих (мгновенных) значений параметров режимов работы машин при переходных процессах. Цель изобретения повышение точности поверки рабочих измерительных средств. Устройство содержит генератор I эталон- , ной стоты, ключевые элементы 2, 12 и 18, реле 4 задержки, шину 5 Замер- стоп, счетчики 6 и 9, элементы 7 и 10 совпадения кодов, реверсивные счетчики 8 и 11, вентили 12-I-16, триггер 17, пусковую шину 3, шину 19 управления. Введение в устройство счетчика 9, злемента 10 совпадения кодов, реверсивного счетчика 11, табло 20 времени, включающее табло 21 номера периода, содержащее шины 22- 25 ввода начальных данных и поверяемое рабочее измерительное средство 26, обеспечивает широкий диапазон задания крутизны роста и спада частотного сигнала на входе в поверяемое измерительное средство при высокой достоверности информации о его характеристиках. 3 ил., 1 табл. (П