Устройство для измерения амплитуды колебаний баланса механических часов Советский патент 1988 года по МПК G04D7/12 

Изобретение относится к часовому приборостроению и может быть использовано для контроля амплитуды коле - баний баланса часов в автоматизиро- ванных системах контроля.

Цель изобретения - поньшение точности измерения амплитуды колебаний баланса механических часов .

Устройство для измерения амплиту ды колебаний баланса механических часов работает в двух режимах - адаптации и непосредственного измерения амплитуды колебаний баланса контролируемых часов. .

Режим адаптации предполагает предварительную подготовку устройства, цель которой скорректировать значение угла по дъема баланса, вводимое во второй вычислительный блок уст- ройства.

Для получения более точной оценки амплитуды колебаний баланса, необходимо производить в процессе измерения коррекцию углэ подъема, т.е. для каждых часов в процессе измерения амплитуды вместо номинального значения АН вводить его действитель- HOf: значение Л;. В предлагаемом устройстве коррекция угла подъема баланса осуществляется на основе замены номинального значения угла ( средним значением А выбранных часов из всей партии N контролируемых ча- сов. Истинное значение амплитуды колебаний баланса определяется ис- ходя из соотношения; , h

. -Aaij A

n u

ТС ---

i 0 ,

о . IT 2sin --- io

Лср

2sin

де л A - максимальное отклонение

Л- от A..;

i - время прохождения балансом базового угла; TO - номинальный период колебаний баланса;

-1-ЕА. А

п

ср

Режим адаптации осуществляется следующим образом..

Из партии, состоящей из N часов, выбирают п часов, репрезентативность

5

0

5 0

0

5

0

5

выборки определяют на основе известных статистических методов. Для каждых выбранных часов измеряют амплитуду колебаний баланса одним из известных прямых методов измерения, например фотоэлектрическим методом с предварительно снятой крыщ- кой часов. Основным требованием к применению выбранного прямого метода является условие, при котором точность измерения амплитуды колебаний баланса прямым методом была бы выше точности измерения того же параметра косвенным методом (по углу подъема баланса).

Часы (п часов ) с известными значениями амплитуды колебаний баланса устанавливают на датчики устройства, и снова на основе косвенного метода, реализованного в устройстве, измеряют последовательно во времени амплитуду колебаний баланса для каждых часов. Дпя каждых измеряемых часов устанавливают первоначальный угол подъема баланса Д и в процессе измерения определяют среднее значение амплитуды колебаний баланса за m полуперирдов, которое в блоке сравнения сравнивается с известным значением амплитуды колебаний баланса. Если среднее значение амплитуды колебаний баланса, полученное косвенным методом, не соответствует значению амплитуды для тех же часов, но полученному прямым методом, то во второй вычислительный блок вводят значения угла подъема баланса равного АН± ЛА, , Л„ t 2 лА и т.д. до установления равенства значений амплитуд колебаний баланса. Угол, при котором наступает равенство амплитуд колебаний баланса, заносится во второй регистр памяти. Далее для следующих часов определяют угол подъема баланса, при котором наступает равенство среднего значения с известным значением амплитуды колебаний баланса для этих же часов, но определяемым прямым методом. Полученное . значение угла подъема баланса вновь заносится во второй регистр памяти. Во втором регистре памяти после измерения п часов находится п значений А,, которые после обработки в первом вычислительном блоке преобразуются в среднее значение cp кото рое и является скорректированным углом подъема баланса, используемым

в режиме непосредственного измерения амплитуды колебаний баланса остальных часов из партии N.

На фиг.1 представлена схема устройства для измерения амплитуды кст- лебаний баланса; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства.

Устройство состоит из датчиков 1 звуковых сигналов, аналогового коммутатора 2, входы которого подключены к выходам датчиков 1 звуковых сигналов, а выход аналогового коммутатора 2 подключен к последовательно соединенным усилителю-формирователю 3 и детектору 4, выход которого подключен к первому входу первого компаратора 5, второй вход которого подключен к источнику 6 опорного напряжения, а выход первого компаратора 5 подключен к первому входу триггера 7, выход которого подключен к первому входу первой логической схемы И 8 входу запуска ждущего мультивибратора 9 и входу запуска генератора 10 пилообразного напряжения, выход которого, подключён к второму входу второго компаратора 1 1 , первьтй вход второго компаратора 11 подключен к выходу детектора 4, а выход - к первому входу схемы 12 выделения фронтов , выходы которой ,через второй блок 13 формирования импульсов под- клвочены к входам логической схемы ИЛИ 14, второй сбрасывающий вход схемы выделения фронтов 12 подключен к второму сбрасьгоающему входу, генератора 10 пилообразного напряжения, второму сбрасывающему входу триггера 7, первому входу блока 15 управления, ВЫХОДУ; первого формирователя 16 импульсов, вход которого подключен к выходу ждущего мультивибратора 9, выход первого формирователя 16 импульсов подключен также к входу разрешения считьшания программируемого постоянного запоминающего устройства 17 и сбрасьтающему входу счетчика 18, счетный вход которого подключен к выходу первой логической схемы И 8, второй вход которой подключен к выходу источника 19 опорной частоты, а выход счетчика 18 подключен к входу первого регистра 20 памяти, вход записи которого подключен к выходу логической схемы ИЛИ 4, а выход первого регистра 20

5

0

5

0

5

0

5

0

5

памяти подключен к входу цифрового - компаратора 21., выход которого подключен к адресному входу блока прог- раммируемого постоянного запоминающего устройства 17, а выход блока 17 через последовательно соединенные второй вычислительньй блок 22 и третий регистр 23 памяти подключен к первому входу третьего вьмислитель- ного -блока 24, выход которого подключен к второму входу блока 25 сравнения, первый выход которого подключен к второму входу второй логической схемы И 26, второму входу блока 15 управления и входу записи второго регистра 27 памяти, выход которого подключен к первому входу первого вычислительного блока 28, выход которого подключен к второму входу пер- вого цифрового коммутатора 29, первый вход которого подключен к выходу первого блока 30 ввода данных, а выход первого цифрового коммутатора 29 подключен к D-входу реверсивного счетчика 31, выход которого подключен к первому входу второго регистра 27 памяти и второму входу второго вычислительного блока 22, управляющий вход которого подключен к третьему выходу блока 16 зшравле- ния, а первый выход блока 15 управления подключен к управляющему входу аналогового коммутатора 2 и входу второго блока 32 ввода данных, выход которого подключен к первому входу блока 25 сравнения, второй выход блока управления подключен к первому входу второй логической схемы И 28, выход которой подключен к С-входу реверсивного счетчика 31, а входы +1. и -1 реверсивного счетчика 31 подключены соответственно к первому и второму выходу второго цифрового коммутатора 33, второй и третий .зтравляющие входы которого подключены соответственно к второму и третьему выходу блока . 25 сравнения, а первьй вход второго цифрового коммутатора 33 подключен к шесто- му выходу блока 15 управления, четвертый и пятый выходы блока 15 управления подключены соответственно к входу записи третьего регистра 23 памяти и управляющему входу третьего вычислительного блока 24, а седьмой выход блока 15 управления подключен к управляющему входу первого вычислительного блока 28 и управляющему

51

входу первого цифрового коммутатора 29.

Устройство работает следующим образом.

Часы (п часов) с полученными значениями амплитуд колебаний баланса устанавливают на датчики звуковых сигналов предлагаемого устройства в том порядке, в каком их значения амплитуд вводятся в блок .32 ввода данных. Для ввода данных в блок 32 . полученнь1е значения амплитуд переводятся в двоичный код и записьшаются оперативное запоминающее устройство блока 32. После этих предварительных операций устройство готово к работе. Режимы работы Адаптация - Измерение устанавливается в блоке 15 управления . В режиме Адаптация фор- мируется импульс напряжения на первом выходе блока 15 управления, который поступает на управляющий вход аналогового коммутатора 2 и подключает выход первого датчика D к бло- ку 3, одновременно этот импульс поступает на вход блока 32 и производит выборку из оперативного запоминающего устройства блока 32 значения амплитуды в двоичном коде, соответст- вующего измеренному значению прямым методом амплитуды колебаний баланса часов, установленных на первый датчик . Выбранное значение амплитуд в двоичном коде Из ОЗУ блока 32 выставляется на его выходе.

Шумы (звуковые пакеты), возникающие при работе анкерного спуска первого часового механизма, воспринимаются первым датчиком 1 звуковых сиг- налов, преобразуются в нем в электрические сигналы хода часов (фиг,2а) и через замкнутый аналоговьй ключ коммутатора 2 поступают на вход усилителя 3 с автоматической регулиров- кой усиления. Усиленные сигналы с выхода усилителя 3 поступают на вход детектора 4. С выхода детектора 4 продетектированные сигналы (импульсы) хода часоб (фиг.26) поступают на первый вход второго компаратора 11 и первый вход первого компаратора 5. Поступивший с. выхода детектора 4 на первый вход первого компаратора 5 передний фронт импульса шума освобождения i (первый импульс хода часов) сравнивается с опорным напря- жением Upn поступающим с выхода источника 6 опорного напряжения. В

16

момент сравнения переднего фронта импульса пгума освобождения с опорным напряжением и на выходе первого компаратора 5 происходит положитель- ный перепад выходного напряжения, который перебрасьшает триггер 7 по первому входу (фиг.2а ). Триггер 7 фиксирует начало формирования временного интервала между первым и третьим импульсами хода часов.

При установлении триггера 7 по входу в состояние 1 передним фронтом этого перепада одновременно запускаются ждущий мультивибратор 9 (фиг.2г) и. генератор 10 пилообразного напряжения (фиг.2ж). Одновременно с запуском блоков 9 и 10 на первом входе первой логической схемы И 8 устанавливается уровень 1. Импульсы опорной частоты fдпс блока 1 9 начинают проходить через логическую схему И 8 на счетный вход счетчика 18. Счетчик 18 начинает счет импульсов опорной частоты за время, равное длительности лрямо- угольного импульса, формирующегося на выходе триггера 7. При з апуске ждущего мультивибратора 9 на его выходе формируется прямоугольный импульс длительностью

Ij (. + t )

rp

где - номинальный полупериод колебаний баланса;

lijaL максимально допустимое отклонение текущего полупериода колебаний баланса от своего номинального значений;

t - время, необходимое для выполнения команд, поступающих с выходов блока 15 управления (выходы 2,3,4). Этот импульс определяет длительность нахождения триггера 7 в состоянии 1. Сформированный прямоугольный импульс с выхода ждущего мультивибратора 9 поступает на вход первого формирователя 16 импульсов. По окончании действия этого импульса (задним фронтом импульса) на выходе первого формирователя 16 формируется короткий отрицательный импульс Сфиг.2д), который поступает на вторые (сбрасьшающие) входы триггера 7, генератора 10 пилообразного нап7.13

ряжения, схемы 12 выделения фронтов и счетчика 18 и возвращает.эти блоки в исходное состояние, а также поступает на вход разрешения считьгоания

блока 17 и на первый ( синхронизирующий) вход блока 15 зшравления.

Запуск генератора пилообразного напряжения 10 происходит одновременно с приходом на первый вход второ- го компаратора 11 продетектирован- ных импульсов хода часов, при этом начало формирования линейно нарастающего пилообразного напряжения на выходе блока 10 совпадает с приходом :На первый вход второго компаратора 1I переднего фронта продетектирован- ного импульса шума освобождения с вькода детектора 4.

Моменты сравнения по амплитуде линейно нарастающего пилообразного напряжения с.выхода блока 10 и про- детектированных импульсов хода часов с выхода блока 4 фиксируются вторым компаратором 11. При пересечении линейно нарастающим опорным напряжением каждого импульса хода часов в пакете на выходе второго компаратора 11 формируется положительный импульспередний фронт которого во времени соответствует переднему фронту импульса хода. Число этих положительных импульсов с выхода второго компаратора 11 равно числу импульсов хода, входящих в пакет и поступающих на первый вход второго компаратора 11, последним их этих положительных импульсов является импульс, передний фронт которого соответствует переднему фронту третьего импульса хода часов. Угол наклона о линейно нарастающего напряжения выбирается из условия, при котором, когда временной интервал между 1-м и 3-м импульсами хода часов равен среднему зна- чению , значение линейно нарастающего напряжения равно амплитуде первого импульса (импульса шума бождения, т.е.

t t,

UMHH. н«р - 1 „МП при

-ср.

следовательно угол наклона

определяется из соотношения:

.и 1ц«п

с/ arctg ср

где среднестатистическое значение амплитуды первого импульса;

8

0 5 О 5

5

0

0

5

tcp - среднее значение временного интервала между 1-м и 3-м импульсами хода часов . С другой стороны, угол наклона линейно нарастающего напряжения определяется параметрами интегратора, входящего в структуру генератора 10 пилообразного напряжения, и находится из соотношения:

, Un arctg ---где Uj - постоянный потенциал напряжения, постзшающий на вход интегратора;

RC - постоянная времени интегратора.

Таким образом, нужный угол наклона о( выставляется путем регулировки величины Up и параметров интегратора i R и С.

Следующие во времени за третьим импульсом остальные импульсы хода часов, а также случайные импульсные помехи между пакетами импульсов хода не приводят к срабатыванию второго компаратора I1 и, следовательно, к фиксации их последним, поскольку амплитуда остальных импульсов хода часов меньше амплитуды третьего импульса, а их амплитуда не превышает линейно нарастающее опорное напряжение на втором входе второго компаратора 11 в момент их появления, так как порог срабатьтания компаратора 11 постоянно (линейно) повышается во времени (фиг,2к), а случайные импульсные помехи между пакетами импульсов хода часов из-за высокого порогового напряжения на втором входе второго компаратора 11 попадают в зону его нечувствительности. Положительные импульсы с выхода второго компаратора 11 поступают на первый вход схемы 12 выделения фронтов, которая выделяет передний фронт каждого положительного импульса, поступившего с выхода второго компаратора 11. I

Установка 12 в исходное состояние (подготовка к новому замеру амплитуды колебаний баланса ) осуществляется путем подачи короткого отрицательного импульса с выхода первого формирователя 16 импульсов на второй (сбрасьшающий ) вход схемы 12. Вькоды схемы 12 вьщеления фронтов

913

подключены к входам второго блока 13 формирователей импульсов. На выходах блока 13 в моменты опрокидывания триггеров схемы 12 формируются короткие отрицательные импульсы, сдвинутые по времени относительно друг от Друга.

Выходы второго блока 13 формиро-. вателей импульсов (п выходов) подклю чены к входам логической схемы ИЛИ 14. На выходе логической схемы ИЛИ 4 последовательно появляются короткие отрицательные импульсы (фиг.2в), сдвинутые относительно друг друга (число их равно числу положительных импульсов с выхода второго компаратора 11) и соответствующие по времени передним фронтам положительных импульсов Последним отрицательным, импульсом с выхода схемы ИЛИ 14 является импульс, соответствующий по времени переднему фронту третьего импульса хода часов. Последовательность импульсов с выхода схе мы ИЛИ 14 поступает на вход записи первого регистра 20 памяти. По приходу каждого отрицательного импульса на входе записи первого регистра 20 памяти в последний записывается информация в двоичном параллельном коде с выхода счетчика 18. Поскольку счетчик 16 по приходу первого импульса хода часов начинает счет импульсов опорной частоты, то к моменту прихода каждого импульса на вход записи первого регистра 20 памяти в счетчике 18 имеется число импульсов в двоичн ом Ходе, пропорциональное времени между первым коротким отрицательным импульсом с вьгхода схемы ИЛИ 14 (соответствующим по времени появлению переднему фронту первого импульса хода часов )и каждым последующим импульсом с выхода схемы-. ИЛИ 14, Так как последним импульсом с выхода схемы ИЛИ 14 является импульс, соответствующий переднему фронту третьего импульса хода часов, к моменту прихода его на вход записи первого регистра 20 памяти на счетчик 18 проходит число импульсов К , пропорциональное временному интервалу между первым и третьим импульсами часов, это число К, представленное в двоичном.параллельном коде и присутствующее на входе первого регистра 20 памяти, оконча-- тельно переписьгеается последним им

5

20

12

ю 25

30

5

0

5

0

5

10

пульсом с выхода схемы И.ПИ 14 в блок 20 (фиг.2и).

Елок 18 имеет один шинный выход, это относится к входам и выходам других блоков(показаны на фиг.1 в виде широких стрелок). После записи в счетчик 18 числа К он продолжает счет импульсов опорной частоты до момента появления отрицательного импульса на втором сбрасьшающем входе счетчика 18 (фиг.2е) и обнуляется. С выхода блока 20 число К, пропорциональное L , поступает на вход цифрового компаратора 21. В цифровом компараторе 21 происходит сравнение полученного значения К в двоичном параллельном коде с уставками, представленными также в двоичном параллельном коде . и .доп Так как между значениеми С или К и Ф существует однозначная зависимость, то величины уставок определяют исходя из минимально возможного и максимально возможного значений амплитуд колебаний баланса для данного типа часов, т.е. о,, и микс. ftоп- Таким образом, поступившее число К с выхода 20 сравнивается в цифровом компараторе с числом К иаислоп если вьшолняется условие

Кмич. Асп - К . др„ , ТО ЧИСЛО К

в двоичном параллельном коде проходит на выход цифрового компаратора 21, если условие не выполняется, то на шинном выходе блока устанавливаются уровни напряжения, соответствующие уровню О. . . Цифровой компаратор 21 вьтолняет функции устройства, подтверждающего факт нахождение измеряемого параметра Ф f(K) заданных пределах, повышая достоверность того, что число К принадлежит к области изменений значений амплитуды колебаний баланса.

Число К в п-разрядном двоичном параллельном коде с выхода блока 21 поступает на адресный вход блока программируемого постоянного запоминающего устройства (ППЗУ) 17. Ячейки блока ППЗУ I7 предварительно программируются. В отличие от известного устройства, в котором в ки блока ППЗУ заносятся значения амплитуды колебаний баланса, соот- ветствуюпще числу К ((), в предлагаемом устройстве в ячейки блока ППЗУ 17 заносятся значения

2sin

/Г

т7

соответствующие определенным значениям, однозначно свя- занньпс со значением числа К. При установке числа К на адресный вход блока 17 и поступлении отрицательного импульса с выхода первого формирователя 16 импульсов на вход записи блока .17 на его выходе появля. .

ется значение 2s in --- в двоичном .1 о . .

параллельном коде. Полученное значение

для определенного значения поступает на первый вход второго вычислительного блока 22, на другой вход которого поступает значение угла подъема баланса с выхода реверсивного счетчика 31. Установка значения /1 „ на выходе реверсивного счетчика 31 производится путем подачи .импульса напряжения (фиг.2к) с второго выхода блока 15 управления через вторую схему И 25 на С-вход реверсивного счетчика 31. Этот импульс напряжения формируется на втором выходе блока 15 управления по приходу короткого отрицательного импульса с выхода первого формирователя 16 импульсов на первый вход блока 15 уп равления. Значение Л; Д. является первоначальным значением угла подъема баланса, которое поступает с вы- хода- первого блока 30 данных через открытый первый цифровой коммутатор 29 на D-вход реверсивного счетчика 31. В первый блок ввода 30 данных заносится значение номинального угла подъема баланса Л в двоичном коде. В зависимости от различного типа 4ajcpB в блок 30 вводится значение 3ц ,устанавливаемое в процессе регулировки часов и предусмотренное техническими условиями.

. После установки значения Af, в двоичном коде на втором входе второго вычислительного блока 22 с третьего выхода блока 15 управления посту- пает импульс напряжения (фиг.2 ) на управляющий вход блока 22 и производится операция деления значения

f/J ;

А ц на величину 2s in----, т.е.. вы- То

числяется первое значение амплитуды колебаний баланса ф за первый полупериод колебаний баланса. По окон0

5

0 5

чании операции дeJJeния полученное значение Ф, переписьгоается из блока

22в третий регистр 23 памяти по приходу на его вход записи импульса напряжения с четвертого выхода блока 15 управления (фиг.2м ).

Таким образом, в третий регистр

23памяти заносится первое измеренное значение амплитуды колебаний баланса за первый полупериод колебаний баланса часов, установленных

на датчик Д. За следующий полупериод колебаний баланса вновь измеряется значение амплитуды колебаний баланса часов, установленных на датчик Д,. Измерение производится в том же алгоритме, что и для первого, полупериода колебаний баланса. Полученное значение амплитуды колебаний баланса за второй полупериод -. также заносится в третий регистр 23

опЗа время первым счетчиком блока

Т,- t m --

0

0 5

Q

5

0

1

Ф: . Третий вычислительный

ТП

15 управ ления, в третьем регистре 23 памяти находится га значений амплитуд колебаний баланса. По истечении этого времени на пятом выходе блока 15 управления появляется импульс напряжения, который поступает на управляющий вход третьего вычислительного блока 24. По приходу этого импульса третий вычислительный блок 24 производит операцию усреднения значений Ф- , записанных в третий регистр 23 памятц. На выходе блока 24 появляется усредненное значение амплитуды колебаний баланса равное „

1.

m

1 -т

второму вычислительному блоку 22.

Полученное среднее значение (в двоичном коде) амплитуды колебаний баланса для первых часов с первого выхода блока 24 поступает на второй вход блока 25 сравнения, на первый вход которого поступает более точное значение измеренной амплитуды колебаний баланса для этих же часов. Таким образом, в блоке 25 сравнения производится сравнение двух значений амплитуд для одних и тех же часов, 5 но измеренньйс различными способами - прямым и косвенным.

Блок 25 сравнения имеет два-в о- да, три выхода и построен по станг

f блок 24 идентичен

дартной схеме. Первый выход блока 25 сравнения подклю.чен к второму входу блока 15 управления, второму входу второй логической схемы И 26 и первому входу второго регистра 27 памяти, а второй и третий выходы блока 25 подключены соответственно к второму и третьему управляющим. входам второго цифрового коммутатора 33. Если значение (гке Фср усредненное значение амплитуды колебаний баланса за время

.-ii

, определенное косвенным

Ф„

методом; РП значение амплитуды колебаний баланса, измеренное прямым методом и вводимое в блок 32), на втором или третьем выходе блока 25 появляется положительный импульс нап ряжения, при Фср f n импульс напряжения появляется на втором выходе, при импульс напряжения появляется на третьем выходе при п на первом выходе блока 25 сравнения устанавливается потенциал напряжения, равный уровню О,. При появлении импульса напряжения на втором выходе блока 25 сравнения открывается второй цифровой коммутатор 33 и появившийся одиночный импульс на шестом выходе блока 15 проходит через него на вход -1 реверсивного счетчика 31 и уменьшает содержимое счетчика 31 на единицу млад шего разряда. Вес единицы младшего разряда двоичного числа Л„, содержащегося в счетчике 31, принимается равным ЛА , т.е. происходит установка на выходе реверсивного счетчика 31 значения угла подъема баланса, равного ff -й. При появлении импульса напряжения на третьем выходе блока 25 сравнения также открывается второй цифровой коммутатор 33 и одиночный импульс, появляющийся на шестом выходе блока Л 5, проходит через открытый второй коммутатор 33 на вход +1, реверсивного счетчика 31 и увеличивает содержимое счетчика 31 на единицу младшего разряда. Таким образом, в случае неравенства на выходе реверсивного счетчика 31 устанавливается значение Дц- ДЛ, либо и + Л А в зависимости от знака разности После установки нового значения угла .подъема баланса внутри блока 15 управления происходит определение временного интер

вала t

Ti

m Т-. П1Ж этом начинается

0

5

5

0

0 .

0

5

0

5

новый цикл измерений значений амплитуд за каждый Полупериод в течение

Т1

времени t « га для часов, установ ленных на первый датчик Д,Во время . второго цикла измерений для часов, установленных на первый датчик Д,, во втором вычислительном блоке 22 происходит деление значений А U - 4 -1 или / „ + и А на

TO величину Zsin --- и получен ж °

ные значения Ф; за каждый полупериод колебаний баланса переписываются в третий регистр 23 памяти. Запис-ь полученных значений Ф в блок 23 производится путем подачи импульса напряжения с четвер того вы- хода блока 15 управления на вход записи третьего регистра 23 памяти. При установке значений угла подъема баланса на выходе реверсивного счетчика 31, равных Лц -/1А либо А + d А., импульс напряжения с второго выхода блока 15 управления не проходит через схему И 26 на С-вход реверсивного счетчика 31 и не устанавливает первоначальное значение А , так как на втором входе второй схемы И 26 присутствует уровень О, поступающий с первого выхода блока 25 сравнения ( при Фср на первом вькоде блока 25 сравнения устанав- ливается уровень О). Второй цикл измерений Ф- продолжается до тех пор, пока подсчитьшается число импульсов , поступивших на первый вход блока 15 управления, определяющего

ip,

временной интервал t m С этого момента на пятом выходе блока 15 управления появляется импульс напряжения, который поступает на управляющий вход блока 24 и производит операции) усреднения ф.. Полученное среднее значение рво втором цикле измерения поступает на второй вход блока 25 сравнения и вновь производится операция сравнения с Ф. Если во втором цикле измерения значение Ф(.р Фп то аналогично первому циклу на вход -1 или +1 реверсивного счетчика 31 поступает одиночный импульс с шестого выхода блока 15 управления (выбор входа -1 или

151

«I определяется знаком разности Фр ) и на выходе реверсивного счетчика устанавливается значение угла подъема баланса, равное Лц- 24Д или и т.д. Циклы измерений повторяются до тех пор, пока не будет выполнено условие п и на первом выходе блока 25 сравнения не появится потенциал напряже- ния, равный уровню 1. Перепад этого напряжения поступает на второй вход блока 15 управления, на второй вход второй схемы И 26, на вход записи второго регистра 27 памяти. При поступлении этого перепада напряжения на второй вход блока 15 управления на первом выходе блока I5 появляется импульс, который, воздействуя на управляющий вход аналогового коммутатора 2, подключает к усилителю 3 второй датчик Д, с вторыми часами, и одновременно поступает на вход второго блока 32 ввода данных. При поступлении этого импульса на вход блока 32 на его выходе устанавливается код числа, равный значению амплитуды колебаний баланса вторых часов, измеренного прямым методом При поступлении импульсов на вход счетчика блока 32 на выходе счетчика изменяется цифровой код и в соответствии с этим будет изменяться адрес ячеек ОЗУ, из которых производится выборка значений амплитуд колебаний баланса. Перепад напряжения с выхода блока 25 сравнения (при J cp л) поступает также на второй вход схемы И, открьщая ее для прохождения импульса напряжения с второго выхода блока 15 управления на С-вход реверсивного счетчика 31 и установки первоначального значения Лу . Этот же перепад напряжения поступает на вход записи второго ре- гистра памяти 27, переписьтая значение Л., при котором Ф выхода реверсивного счетчика 31 во второй регистр 27 памяти (выход реверсивного счетчика 31 подключен к первому входу второго регистра 27 памяти , второй регистр 27 памяти идентичен первому регистру 20 памяти). Перепад напряжения также поступает на блок 15 управления, определяя начало измерения амплитуды колебаний баланса вторых часов, установленных на датчик flj..Таким образом, переход для измерения амплитуды колебаний

0 5 о Q с

5

0

2116

баланса вторых часов в устройстве (в режиме адаптации) происходит автоматически. Далее производится измерение амплитуды колебаний баланса для вторых часов за каждый полупериод колебаний баланса в течение вреТ

мени t m с целью получения

усредненного значения Ф . Алгоритм измерений амплитуды колебаний баланса для вторых часов аналогичен алгоритму измерения для первых. Полученное значение Ф. для вторых часов сравнивается с величиной Фп . На выходе реверсивного счетчика 31 при определении Ф- установлено первоначальное значение Ац. В этом случае, если Ф 5 (fj , на выходе реверсивного счетчика устанавливается значение А„- й либо f + л , если и при этом значении угла подъема баланса условие ф(.р ф| не выполняется, то устанавливается значение Д,,- 2дА , либо 2/1Ди т.д. до тех пор, пока не будет, соблюдено условие п вьшолнении условия на первом выходе блока 25 сравнения возникает перепад напряжения, который поступает на второй вход блока 15 управления, на второй вход схемы И 26 и на вход записи второго регистра 27 памяти. На первом выходе блока 15 появляется импульс, который воздействуя на управляющий вход аналогового коммутатора 2, подключает третий датчик Дз к усилителю 3, а также производит выборку из второго блока 32 ввода данных значение амплитуды колебаний баланса для третьих часов. Перепад напряжения на первом выходе блока 25 также разрешает прохождение импульса напряжения с второго выхода блока 15 через вторую схему И 26 на С-вход реверсивного счетчика (устанавливая первоначальное значение А ) и, воздействуя на вход записи второго регистра 27 памяти, записывает в него значение Л с выхода реверсивного счетчика 31, при котором Фср t n После этого начинается измерение Ф -и получение .для третьих часов и т.д.- Полученное значение А (при Фср п записывается во второй регистр 27 памяти. Далее аналогично описанному идет процесс измерения всех п часов из партии N и опре- . деление для каждых часов своего значения А,. Циклы опроса датчиков

17

Д ,.., (Д продолжаются до тех пор, пока в блоке 15 управления не под- считается число импульсов, равное числу датчиков. Перепад напряжения, возникающий на выходе этого счетчика в момент подсчета счетчиком п импульсов (равных количеству датчиков), управляет седьмым выходом блока 15 управления. Лоявивпийся импульс на седьмом выходе блока 15 управления поступает на управляющий вход первого вычислительного блока 28 и на уп- равляющий вход первого цифрового коммутатора 29. При воздей- ствии этого импульса на управляющий вход блока 28 .происходит усред- ненйе значений j , поступающих с выхода второго регистра 27 памяти на первый вход первого вычислительного блока 26. Одновременно с этим импуль с седьмого выхода блока 15, воздействуя на управляющий вход блока 29, разрешает прохождение полученного

14-

значения2 Д; в двоичном коде

I - 1 с выхода первого вычислительного блока 28 через блок 29 на D-вход реверсивного счетчика 31j производится запись скорректированного угла подъе ма баланса в реверсивный счетчик 31 по приходу импульса напряжения с второго выхода блока 15 управления через вторую схему И 26 на С-вход реверсивного счетчика 31. Импульс

напряжения, производящий запись , п

-- 11 А Л в реверсивный счетчик 31, появляется на втором выходе блока 15 управления.

После установки на выходе ревер- сивного счетчика 31 скорректированного угла подъема баланса в блоке 15 управления фиксируется этот момент и начинает светиться индикатор окончания режима адаптации в блоке 15.

Таким образом, предлагаемое устройство корректирует значение угла подъема баланса, используемое при определении значений амплитуд колебаний баланса измеряемых часов.

По окончании режима адаптации часы, используемые для корректировки A , снимаются с датчиков, на которые устанавливаются часы,, амплитуда которых должна быть измерена. При переводе устройства в режим измерения режим Измерение устанавливает

г Ю5 . а 20 ьс

25

я, е- зо о2118

ся в блоке 15 управления. С этого момента начинается режий непосредственного измерения амплитуды колебаний i баланса всей партии N. На первом выходе блока 15 управления формируется импульс, который, воздействуя на .управляющий вход аналогового коммутатора, подключает первый адатчик Д с контролируемыми часами к усилителю 3; начинается процесс измерения амплитуды колебаний баланса первых часов. Этот процесс протекает анало- ги.чно рассмотренному в режиме адаптации, однако значение угла подъема баланса h. ,вводимое на второй вы числительный блок 22, остается постоянным на время всего цикла измерения. Это достигается тем, что в режиме измерения в блоке 1.5 управления блокируются вто,рой, шестой и седьмой выходы. Полученное значение

. ТТ 2sin --- в блоке 17 для первых

Т-о

часов поступает на второй вычислительный блок 22. По приходу импульса напряжения с третьего выхода блока 15 на управляющий вход 22 производится определение значения амплитуды колебаний баланса за первьй полупериод колебаний баланса по следующей зависимости: Л,

Ф.

ЧР

„ . « 2 sin --J- о

Полученное значение переписывается в третий регистр 23 памяти по приходу на его вход записи импульса напряжения с четвертого выхода блока 15. После того, как в третьем регистре 23 накапливается m значеTi

НИИ амплитуд за время t

m

5

0

определяемое блоком 15 управления, полученные значения усредняются в блоке 24 по приходу импульса напряжения с пятого выхода блока 15 на его управляющий вход.

Таким образом, на выходе блока 24 получается среднее, значение амплитуды колебаний баланса ФсрВ двоичном коде, на выходе блока 23 получаются значения ф в двоичном коде, измеренные;за каждый полупериод колебаний баланса. Значения амплитуд Ф- и ф, в цифровой форме по желанию пользователя могут выводиться jia

1913851

экран дисплея или цифрового индикатора.

Процесс измерения амплитуды колебаний баланса остальных часов из партии N аналогичен процессу измерения амплитуды первых часов,

Формула изобретения

Устройство для измерения амплитуды колебаний баланса механических часов, содержащее датчики звуковых сигналов, усилитель-формирователь, детектор, входом соединенный с выходом усилителя-формирователя, а выходом - с первым входом первого и второго компараторов, источник опорного напряжения, выход которого подключен к второму входу первого компаратора, выходом соединенного с первым входом триггера, выход которого подключен к первому входу первой логической схемы И, входу запуска ждущего мультивибратора и входу запуска генератора пилообразного напряжения, источник опорной частоты, выходом соединенный с вторым входом первой логической схемы И, выход которой подключен к счетному входу счетчика, выходом соединенного с входом первого регистра памяти, выход которого подключен к входу цифрового компаратора, а выход цифрового компаратора подсоединен к входу программируемого постоянного за;поминающего устройства, вход разрешения считывания которого подключен к сбрасывающему входу счетчика, сб1)асьшаю- щему входу схемы вьщеления фронтов, сбрасьшающему входу генератора пилообразного напряжения, второму сбрасывающему входу триггера и выходу первого формирователя импульсов, входом соединенного с вькодом ждущего мультивибратора, выход генератора пилообразного напряжения подключен к второму входу второго компаратора, а выход второго компаратора через последовательно соединенные схему выделения фронтов и второй блок формирователей импульс.ов подключен соответственно к входам логической схемы ИЛИ, выходом соединенной с входом записи первого регистра памяти, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены аналоговый коммутатор, входы которого подключены

21

20

5

0

5

0

5

0

5

0

5

к выходам датчиков звуковых сигналов, а выход - к входу усилителя-формирователя, блок управления, второй регистр памяти, первый вычислительный блок, первый блок ввода данных, первый цифровой коммутатор, реверсивный счетчик, вторая логическая схема И, второй цифровой коммутатор, второй блок ввода данных, блок сравнения и последовательно соединенные второй вычислительный блок, третий регистр памяти и третий вычислительный блок, выход которого подключен к второму входу блока сравнения, первым выходом соединенного с вторым входом второй логической схемы И, вторым входом блока управления, входом записи второго регистра памяти, выход которого подключен к первому входу первого вычислительного блока, выходом соединенног о с вторым входом первого цифрового коммутатора, первый вход которого подключен к выходу первого блока ввода данны с, а выход - к D-входу реверсивного счетчика, выходом соединенного с первым входом второго регистра памяти и вторым входом второго вычислительного блока, первый вход которого подключен к выходу программируемого постоянного запоминающего устройства, а управляющий вход второго вычислительного блока соединен с третьим выходом блока управления, первый вход которого подключен к выходу первого формирователя импульсов , а первый выход - к управляющему входу аналогового коммутатора и входу второго блока , ввода данных , выходом соединенного с первым входом блока сравнения, второй выход блока управления подключен к первому входу второй логической схемы И, выходом соединенной с С-входом реверсивного счетчика, входы +1, -1 которого подключены соответственно к первому и второму выходам второго цифрового коммутатора, второй и третий управляющие входы которого соединены соответственно с вторым и третьим выходами блока сравнения, а первый вход второго цифрового коммутатора подключен к шестому выходу блока управления, четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно с входом записи третьего регистра памяти и управляющим входом третьего вычислительного

21138512122

блока, а седьмой выход - с управляю- блока и с управляющим входом перво- щим входом первого вычислительного го цифрового коммутатора.

Изобретение относится к часовому приборостроению. Цель изобретения - повьшение точности измерения амплитуды колебаний баланса механических часов Устр-во работает в режиме адаптации для корректировки значения угла подъема баланса и в режиме непосредственного измерения амплитуды колебаний баланса контролируемых часов. Часы с известным значением амплитуды колебаний баланса (АКБ) устанавливаются на датчики устр-ва. На основе косвенного метода, реализованного в устр-ве, измеряется АКБ для каждых часов. Для каждых измеряемых часов устанавливается угол подъема баланса и в процессе измерения определяется среднее значение амплитуды колебаний баланса за га полупериодов, которое в блоке сравнения сравнивается с известным значением АКБ. Угол, при котором наступает равенство АКБ, заносится в регистр памяти, в котором после измерения п часов будет находиться п значений угла подъема баланса, которые после обработки в вычислительном блоке преобразуются в среднее значение, которое будет являться скорректиро- ванным углом подъема баланса, используемым в режиме непосредственного измерения АКБ остальных часов из партии. 2 ил. $ СО 00 СП ю

.п

h4

11

Btiix.1 ВЫХ.2

Вых.3

вшл

fiWXT

Вых. 6

ВЬ/Х.7

:

Вх2

J2

8

n

/

IS

19

13

/4

f/7

Л

iz

35

7Г5

L

Вш2 ВыхЗ

f 24

iФиг.1

%,

/Z/rp

: