Устройство контроля параметров микросборок Советский патент 1986 года по МПК G05B23/02 

I

Изобретение относится к области электроизмерительной и Еычислитель- ной техники и может быть испольэова- ,но при нестроении cиcтe автоматизированного контроля параметров микро- сборок.

Цель изобретения - повьштение точности контроля.

На фиг . I приведена стру1 :турная схема устройства контропя параметро микросборок; на фиг,2 - структурная схема блока обработки результатов контроля; на фиг«3 - структураня схе ма блока управления; на |)иг.4 - временная. диаграмма управляопщх сигналов.

Объект 1 контроля (фиг.1) соединен с устройством входной и выходной шиной.

,

Устройство содержит ПЕРВЫЙ коммутатор 2, аналого-цифровое преобразователь 3, блок 4 обработки результатов, блок 5 индикации, генератор б тестовых сигналов, блок 7 управления второй коммутатор, 8, масптабный преобразователь 9,

БЛОК 4 обработки результатов (.фиг. 2) -содержит первый О и второй 11 регистры, первый элемент 12 срав

нения, первый элемент 1ПИ 13, триггер 14, делитель 15,, вто))ой 16 и третий 17 элементы сравн(шия5 второй 18, третий 19 и четвертьп 20 элементы ИЛИ, первый 21 и второй 22

.элементы И.

Блок управления, (фиг ,3) содержит клавишный регистр 23,, ши JipaTOp 24, третий 25 регистр, четве:этый 26 регистр (регистр нижней уставки) пятый 27 регистр (регистр :зерхней ус тавки), шестой регистр 28 (регистр кода N1), таймер 29, 30 импульсов, пятый элемент Rffl 31, ин вертор 32, седьмой 33 (регистр кода N 2) , третий .4 и четвер тьм 35 элементы И, mecToi t элемент ШШ 36,

Масштабный преобразователь пред- ставляет собой управляем и преобразователь код-сопротиапеш е.

Принцип работы устрой|;тва заключается в следующем.

В. режиме записи блок , у:правлени устанавливает выходной слгн,ал генератора б тестовых сигналов, коэффициент передачи масшт.абпого преобразователя 9 кодом N ,, :1апоминает

значения уставок N g и контролируемого параметра объекта 1 контроля,

В первом цикле контроля блок 7 управления вырабатьгаает сигналы управления на первый 2 и второй 8 комм таторы для подключения входа объекта 1 контроля к выходу масштабного преобразователя 9 и выхода объекта 1 контроля ко входу аналого- цифрового преобразователя 3. Кроме того, блок 7 управления устанавливает коэффициент передачи масштабного преобразователя 9, эквивалентный

коду N. Преобразованное ;з код ана- лого-цифровым преобразователем 3 значение выходного сигнала объекта 1 контроля запоминается в блоке 4 обработки результатов контроля.

Во втором цикле блок 7 управления вырабатывает управляющий сигнал на первый 2 и второй 8 коммутаторы для соединения их между собой, исключая таким образом объект Ь контроля из измерительного канала Блок 7 управ- Ленин вырабатывает код, пост;гпающий на управляющий вход масштабного преобразователя 9 и изменяющий его коэффициент передачи так, чтобы значе- ние выходного сигнала объекта 1 конт- роля во втором цикле было равно значению, измеренному в первом цикле. Блок отображения информации выдает результат контроля параметра. Таким образом устройство контроля реали- зует компенсационный способ измерения с замещением.

Устройство работает следующим образом.

До на.чапа контроля при отсутст. ВИИ сигналов Запуск и Запись, что соответствует уровню логического О на выходах Запуск и Запись 1хлавишного регистра 23 блока 7 уп равлення (фиг .3), шифратор 24, per; гистры 25-28, таймер 29, счетчик 30 импульсов, а также регистр 10 .и триггер 4 блока 4 обработки инфор- мации установлены в О, При этом

в О установлены делитель 15 кодов уровнем логического О с прямого выхода триггера 14, а также регистры i i и 33 уровнем логического О с выхода элемента ИЛИ 31„ .

В режиме записи информации нажа- тием соответству1сщей клавиши на клавишном регистре 23 выход Запись клавишного регистра 23 подключается к напряжению, соответствуюЕ1;ему уров-.

3

ню логической 1. При этом разрешается запись информации и дальнейшее ее хранение в регистрах 25-28. Далее осуществляется последовательная запись кода управления генератором 6 кодов Nj, Ng, N (необходимый код набирается на клавишном регистре 23 и преобразуется в двоичны код шифратором 24 соответственно в регистры 25-28). Выбор регистра осуществляется подачей уровня логической 1 на сче.тньш вход требуемого регистра с соответствующего ад- ресного выхода клавишного регистра 23 (обеспечивается нажатием соответствующей клавиши адреса), При этом. запись информации происходит в момент перехода логического О в 1 на счетном входе соответствующего; регистра.

В режиме контроля нажатием CQOT- ветствующей клавиши на клавишном регистре 23 выход Запуск клавишного регистра 23 подключается к уроню логической I. При этом разрешается запись информации в регнс гр 10, а также разрешается работа -t. ..г- гера 1.4 и .счетчика 30 импульсов.

Кроме того, уровень логической 1 поступает на вход таймера 29. На выходах тамера 29 формируются тактовые импульсные последовательности , сдвинутые относительно друг друга на четверть периода (фиг. 4)..

35

40

45

В момент t, появления первого им- :пульса на выходе таймера 29 начинается первый цикл контроля. Уровень логического О, поступающий с выхо- да элемента ИЛИ 31 блока 7 управления на управляюш11е входы коммутаторов 2 и 8, а также на входы установки в О регистров И и 23, обеспечивает подключение объекта 1 контроля к аналого-цифровому преобразователю 3, а также запрещает запись информации в регистры 11 и 33. Уровень логической 1 на выходе инвертора 32 блока 7 управления разрешает прохождение кода N/ с регистра 28 через элемент И 35, элемент ИЛИ 36 и выход блока 7 управления на управляющий вход масштабного преобразователя 9, а также прохожедние импульсов записи с выхода 29 через элемент И 34 и выход блока 7 управления на счет-55 ный вход регистра 10.

Сигнал с выхода генератора 6 тестовых сигналов поступает через масш50

1246058

0

5

0

5

0

5

0

5

5

0

табньш преобравзователь 9 с заданным коэффициентом передачи и второй коммутатор 8 на вход объекта I контроля. С выхода объекта 1 контроля выходной сигнал поступает на вхЪд аналого- цифрового преобразователя 3. Преобразованное в аналого-цифровом преобразователе 3 значение выходного сигнала объекта 1 контроля запоминается в регистре 10 в момент времени t. Так как коды регистров 10 и 11 не равны (регистр 11 установлен в О), то на выходах элемента 12 сравнения сохра няются уровни логического О, следовательно, и триггер 14 остается в прежнем состоянии.В момент времени tj отрицательный фронт импульса с выхода 1 таймера 29 переведет счетчик 30 импульсов в состояние, соответствующее коду единицы. На выходе элемента НЛИ 31 появится логическая 1, которая сохраняется во всех последующих циклах, так как на выходе счетчика 30 импульсов в одном из разрядов кода всегда будет присутствовать 1. Уровень логической 1 с-выхода элемента ИЛИ 31, поступаюший на управляюшиЕ входы коммутаторов 2 и 8, а также на входы установки в О регистров 11:И 33, обеспечивает подключение масштабного преобразователя 9 непосредственно к входу аналого-цифро вого преобразователя 3, а также разрешает запись информации в регистры 11 и 33. Уровень логического О с выхода иьшертора

32закрывает элементы И 34 и 35, тем самым запрещая поступление кода Njf с выхода р1егистра 28 на масштаб- ный преобразователь 9, а также запись кода с выхода аналого-цифрового преобразователя 3 в регистр 10.

В момент времени t (начало второго цикла) код N с выхода счетчика 30 импульсов записывается в регистр

33и поступает далее через элемент ИЛИ 36 на масштабный преобразователь 9, тем самым устанавливая значение коэффицента передачи масштабного преобразователя 9 равным N. Выходной сигнал масштабного преобразователя 9 поступает непосредственно через второй коммутатор 8 на вход аналого-цифрового преобразователя 3, где и преобразуетсяв кодовый эквивалент, Повый . выходной .код аналого- цифрового преобразователя 3 запишется в регистр М в момент времени t, Если значение кода, записанного в.

. s1

регистр 11 не будет равньм или большим значения кода, хранимзго в регистре 10, то на выходах элемента 12 сравнения сохранятся: урозни логического О, а в момент времгни t, сое о

тояние счетчика 30 импульсов увеличится на единицу и начнет ::я следующий (третий) 1ЩКЛ контроле, аналогичный второму.

Повторение циклов контэоля с уве- кода на выходе счетчика 30 импульсов на единицу в какдом новом цикле будет продолжаться цо тех пор пока значение кода, записанного в регистр 11, не станет равным, или бол шим значения кода, хранимэгс в регистре 10. В этом случае а одном из выходов А В или (за А принимается код регистра 10, за В - код регистра 11) элемента 12 сравнения появится уровень логическэй 1, который через элемент ИЛИ 13 юступит на счетный вход триггера 14 и перебросит его в состояние логической (момент времени t). вровень логического О с инверсногэ выхода триггера 14 запретит работу таймера 29, Таким образом, наращивание нового кода в счетчике 30 имп/льсов и запись новой информации в регистры 11 и.33 прекращается. . Сигнал логической 1 с прямого выхода триггера 14 поступает на управляющий вход делителя 15 и раз

решает деление кодов К на N,j , посту пающих на информационные входы ,целителя 15 соответственно с регистров. 33 и 28, По окончании деления логическая 1 с управляющего вы:хода де- .пителя 15 открывает элементы: И 21 и 22, тем семым обеспечивая выдачу результата сравнения кода ,, а не какого-либо другого, с уставками Kg и N, Результат деления Ng/N поступает на первые входы элементов 16 и 17 сравнения. На второй вход элемента 16 сравнений поступает код Ng с регистра 26, на второй вход элемента 17 сравнения поступает код N с регистра 27. .

. В элементах 16 и 17 сравнения осуществляется сравнегше результата деления N,/N с кодами уставок N и N . При этом, если N,,/N, N , то сигнал логической 1 появится на выходе (за А принимается код результата деления , за Б - значение кода уставки) элемента 16

6

сравнения, а следовательно, и на выходе элемента .И 22. Если , то сигнал логической 1 появится на выходе элемента 17 сравне

нчя, а. схседовательно, и

элемента И 22. Если N N,/N tij t(

на выходе К„ ,

то логич-еская ,1 появится на одном из выходов или элемента 16 сравнения, а также на одном из выходов или элемента 17 сравнения, а следовательно, и на выходе элемента И 21. Сигналы логи- ческой 1 с выходов элементов И 21 и 22 поступают на входы блока 5 отображения информации и обаспечивают соответственно индикацию результатов контроля Годен или Не годен.

Установка схемы в исходное состояние обеспечивается отключеш ем сигналов на выходах Запись и Запуск (подключе ше к уровню логического О) клавишного регистра 23.

Таким образом, повьшение точности устройства контроля обеспечивается . введением масштабного преобразоватет ля 9 с соответствующими связями.

Предположим, перед началом конт- роля генератор б тестовых сигналов, который перестраивается по частоте и амплитуде, задает воздействие Х, , равное номкнальному вxoднo г/ сигналу, которьш необходимо подавать на пход объекта контроля. того, чтобы на вход объекта 1 контроля не поступал сигнал больше ноьшналь- ного, козффи:цнент передачи К|,„ масштабного преобразователя должен удовлетворять следующему соотношению:

К„п.

N,

,х, х„

где Х - верхний допустимый предел р

входного номинального сигнала объекта 1 контроля при условии, что контролируемый параметр равен его математическому одиданию,

Так:я:м образом .исключается возможность подачи на вход объекта 1 конТ

« роля сигнала, превьшающего коминальное значение,

измеренное значение выходного сиг- Hi ina объекта 1 контроля после первого цикла определяется следующим урав- неьгием;

Y x,( где - о.

-М

(1)

мультипликативная погрешность генератора 6 тестовых сигналов

а - значение контролируемого параметра объекта 1 контроля;8 - аддитивная погрешность

аналого-цифрового преобразователя 3;

t мультипликативная погрешность аналого-цифрового преобразователя 3. Во втором цикле блок 7 управлени выр абатьшает код N, изменяет коэффициент передачи масштабного преобразователя 9 так, чтобы измеренное значение было равно Y, полученному в первом цикле, т.е.

У.Х,(1-У„

К.

.S (UY).

(21

Из выражений (1) и (2) следует, что контролируемый, параметр определяется следуюшим образом:

(3)

. К. N К„„, N,

В момент, равенства .измеренных . значений блок 4 обработки результа- тов контроля производит деление кодов NJ на N., , сравнивает полученный результат с соответствующими установками N и NI, , выдает результат контроля на блок 5 отображения информации, который индицирует годен объект 1 контроля или негоден.

Таким образом, использование в устройстве масштабного преобразоватв ля 9 позволяет повысить точность определния контролируемого параметра 1 объекта за счет исключения погрешности аналого-цифрового преобразования и формирования тестового воздействия. При этом погрешность масштабного преобразователя 9 не влияет на результат измерения контролируемого параметра, так как он определяется, как отношение двух значений, коэффициентов передачи масштабного преобразователя 9. Таким образом, масапЯ абный преобразователь 9-может

иметь сравнительно большую погрешность, а следовательно, быть простым,

дешевым и надежным.

1

Формула изобретения

10

15

0

5

0

5

0

5

Устройство контроля параметров микросборок, содержащее первый н второй коммутаторы, подключенные управляющими входами к первому входу блока обработки результатов их первому выходу блока управления, соединенного вторым выходом с входом генератора тестовых сигналов, а тре-: тьим и четвертым выходами- соответственно с вторым и третьим входами блока обработки результатов, подключенного первыми вторымвыхода ми соответственно к первому и второму входам блока индикации, а четвертым входом - к выходу аналого-цифрового : преобразователя, подключенного - информационным входом к выходу первого коммутатора, связанного первым входом с выходом объекта контроля, а вторым входом - с первым выходом второго коммутатора, соединенного вторым выходом с входом объекта контроля, отличающееся тем что, с целью повьш1ения точности конт роля, введен масштабный преобразова- телъ, подключенный аналоговым входом к выходу генератора тестовых сигналов, выходом - к информацион- . ному входу второго коммутатора, а управляющим входом - к пятому выходу блоки управления, связанного шестым, выходом с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя, входом - с третьим выходом блока обработки результатов, а седьмым, , девятым, десятым и одиннад- цатьм выходами - соответственно с пятым, шестым, седьмым, восьмым и девятым входами блока обработки результатх1ВФиг,3

На 6л. Ц

На бл. В

На бл. Чtj t2 j tif tg tg

ФигМ

Изобретение относится к электрб- измерительной и вычислительной технике и может быть использовано при построении систем автоматизированного контроля параметров микросборок. Цель изобретения - повышение точности контроля. Устройство содержит первьш коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, блок обработки результатов, блок индикации, генератор тестовых сигналов, блок управления, второй коммутатор, масштабный преобразователь. Введение масштабного преобразователя и соответствующих функциональных связей позволяет достичь поставленную цель, 4 ил. с € (Л ю 4 О О СП 00