Устройство контроля качества часовых механизмов Советский патент 1990 года по МПК G04D7/12 

ел

о со 1

со со

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в часовой промышленности для контроля качества часовых механизмов. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, частотный делитель 2, синхрогенератор 3, счетчик 4 горизонтальной дискретизации, счетчик 5 вертикальной дискретизации, измерительный счетчик 6, счетчик 7 числа периодов, акустический датчик 8, усилитель 9, формирователь 10, коммутатор 11, мультиплексор 12 шины адреса, оперативное автоматическое устройство 13, генератор 14 шкалы и оцифровки, смеситель 15 видеосигнала, индикатор 16, переключатель 17 диапазонов, узел 18 задания границ допуска. Кроме того, с целью повышения эффективности контроля часовых механизмов за счет расширения функциональных возможностей устройства, в него введены дешифратор 19, второй коммутатор 20 и переключатель 21 периодов. При этом частотный делитель 2 состоит из делителя 22, первого счетчика 23, второго счетчика 24, первого элемента ЗИ-ИЛИ-НЕ 25 элемента ИЛИ 26, третьего счетчика 27, второго элемента ЗИ-ИЛИ-НЕ 28. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

«гг./

го

периодов, акустический датчик 8,усилитель 9, формирователь 10, коммутатор 11, мультиплексор 12 шины адреса оперативное автоматическое устройст- во 13, генератор 14 шкалы и оцифровки, смеситель 15 видеосигнала, индикатор 16, переключатель 17 диапазонов, узел 18 задания границ допуска. Кроме того, с целью повышения эффек- тивности контроля часовых механизмов

Изобретение относится к приборостроению, может быть использовано в часовой промышленности для контроля качества часовых механизмов и является усовершенствованием устройства по авт.св. №1332257.

Цель изобретения - повышение эффективности устройства за счет контроля механизмов с различными периодами хода.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 - схема частотного делителя; на фиг. 3 - схема дешифратора; на фиг,4 - схема второго .коммутатора; на фиг.5 - схема переключателя периодов; на фиг.6 - схема формирователя; на фиг.7 - временные диаграммы; на фиг.8 - вид информационных сигналов на экране индикатора.

Устройство содержит генератор 1

тактовых импульсов (фиг,1)подключенный к первому входу частотного делителя 2, входу синхрогенератора 3 и первому входу счетчика 4 горизонтальной дискретизации, второй вход которого соединен с вторым выходом синхрогенератора 3, у которого первый выход подключен к первому входу счетчика 5 вертикальной дискретизаций, соединенного вторым входом с первым выходом счетчика 4 горизонтальной дискретизации. Вторые входы измерительного счетчика 6 и счетчика 7 числа периодов подключены соответственно к второму и первому выходам частотного делителя 2, а второй выход измерительного счетчика 6 соединен с четвертым входом делителя 2.

Выход акустического датчика 8 подключен к входу усилителя 9, выход которого соединен с входом формирова- таля 10, Первый выход формирователя Ю соединен с вторым входом частотноза счет расширения функциональных возможностей устройства в него введены дешифратор 19, второй коммутатор 20 и переключатель 21 периодов. При этом частотный делитель 2 состоит из делителя, первого и второго счетчиков, первого элемента ЗИ-ИЛИ-НЕ,элемента, третьего счетчика и второго элемента ЗИ-ИЛИ-НЕ. 1 з.п. ф-лы,8 ил,

0

5

го делителя 2 и первыми входами счетчиков 6 и 7. Выход счетчика 7 подключен к первому входу коммутатора 11, у которого второй и третий входы соединены соответственно с вторым и третьим выходами формирователя 10, а четвертый вход - с выходом генератора 1 тактовых импульсов.

Мультиплексор 12 шины адреса подключен первым входом к выходу счетчика 7, вторым к выходу счетчика 6, третьим - к выходу счетчика 5, четвертым - к выходу счетчика 4, пятым - к первому выходу коммутатора 11, а

0 первым и вторым выходами - к второму и третьему входам оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 13, у которого первый вход соединен с вторым выходом коммутатора 11, а чет5 вертый вход - с первым выходом формирователя 10. Второй выход счетчика 4 и выход счетчика 5 подключены соответственно к первому и второму входам генератора 14 шкалы и оцифровки,

0 третий вход которого соединен с первым выходом синхрогенератора 3.

Первый вход смесителя 15 видеосигнала подключен к выходу генератора 14, второй вход - к третьему вы5 ходу синхронизатора 3, третий вход - к выходу ОЗУ 13, а выход - к входу индикатора 16. Выход переключателя 17 диапазонов подключен к третьему входу частотного делителя 2 и четвер0 тому входу генератора 14. Первый вход узла 18 задания границ допуска соединен с вторым выходом счетчика 4, второй вход соединен с выходом счетчика 5, третий вход - с вторым

с выходом синхрогенератора 3, четвер- тый вход - с выходом ОЗУ 13, а первый и второй выходы - с четвертым и пятым входами смесителя 15 видеосигнала. К третьему выходу частотного

5I

делителя 2 подключены дешифратор 19 и второй коммутатор 20, второй вход которого соединен с выходом дешифратора 19, третий вход - с вторым выходом переключателя 21 периодов,соединенного первым выходом с вторым входом формирователя 10, а первый и второй выходы - с пятым и шестым входами частотного делителя 2.

Частотный делитель 2 обеспечивает выработку импульсов для счетчиков 6 и 7 с частотой следования, определяемой выбранным периодом и диапазоном измерений. Счетчики 4 и 5 предназначены для развертывания на экране индикатора 16 изображения характеристики хода часового механизма шкалы и ее оцифровки, а также установленного значения допуска мгновенного суточного хода. Измерительный счетчик 6 предназначен для присвоения каждому информационному сигналу числового кода. Счетчик 7 числа периодов служит для подсчета числа периодов измерения мгновенного суточного хода часовых механизмов (в дан ном случае за два полных оборота анкерного колеса таких периодов 30). Усилитель 9 предназначен для усиления сигналов акустического датчика 8 и нормирования их по уровню. Формиро ватель 10 вырабатывает по первому выходу сигнал управления, который устанавливает счетчики 6 и 7 и частотный делитель 2 в исходное состояние, по второму выходу - информационный сигнал за каждый полупериод колебаний баланса часового механизма, а по третьему выходу - три информацион ных сигнала за каждый полупериод,которые соответствуют шуму освобождения анкерного колеса, шуму импульса и шуму падения зуба анкерного колеса при ударах анкерной вилки и анкерно го колеса часового механизма.

Коммутатор 11 предназначен для пе реключения выходов формирователя 10 с целью создания комфортных условий съема данных оператором и надежной записи информации в ОЗУ 13. Мультиплексор 12 шины адреса обеспечивает подключение к адресной шине ОЗУ 13 счетчиков 4 и 5 во время считывания информации с ОЗУ 13 или счетчиков 6 и 7 в момент записи информации в ОЗУ 13. Генератор 14 шкалы и оцифров ки формирует на экране индикатора 16 шкалу в виде ряда вертикальных

697996

линий и обеспечивает оцифровку этой шкалы в нижней части экрана в соответствии с выбранным диапазоном изме- рения. Индикатор 16 представлен стандартным черно-белым телевизионным приемником. Переключатель 17 диапазонов служит для задания диапазона измерения мгновенного суточного хода в

JQ соответствии с заданной точностью

измерения. Узел 18 задания границ до- пуска обеспечивает отображение на экране индикатора 16 установленного значения допуска мгновенного суточ15 ноге хода в нижней части экрана и вырабатывает сигнал, вызывающий на экране мигание характеристики хода часов, если она выходит за границы установленного допуска. Дешифратор 19

20 обеспечивает формирование управляющего сигнала для второго коммутатора 20, который в свою очередь формирует сигналы для частотного делителя 2. Переключатель 21 периодов обеспечи25 вает выбор периода колебания баланса для конкретного часового механизма.

Частотный делитель 2 (фиг.2) состоит из последовательно включенных

30 делителя 22 (он делит на пять) и первого счетчика 23, последовательно включенных второго счетчика 24 и первого элемента ЗИ-ИЛИ-НЕ 25, элемента ИЛИ 26, подключенного к второму вхо,, ду первого счетчика 23, а также последовательно включенных третьего счетчика 27 и второго элемента ЗИ- ИЛИ-НЕ 28, При этом вход делителя 22 является первым входом частотного

дд делителя 2, первый вход элемента

ИЛИ 26 - вторым входом, вторые входы первого 25 и второго 28 элементов ЗИ-ИЛИ-НЕ - третьим входом, первый вход третьего счетчика 27 - четверд5 тым входом, первый вход второго счетчика 24 - пятым (первым дополнительным) входом, второй вход элемента ИЛИ 26 - шестым (вторым дополнительным) входом, выход второго элемента

50 ЗИ-ИЛИ-НЕ 28 - первым выходом,выход первого элемента ЗИ-ИЛИ-НЕ 25 - вторым выходом, а выход первого счетчика 23 - третьим выходом частотного делителя 2.

гс Дешифратор 19 (фиг.З) представлен элементами 8И-НЕ 29 и 30 и четырьмя элементами 4И-НЕ 3.J-34, входы которых являются входами, а выходы - выходами дешифратора 19.

Второй коммутатор 20 (фиг.4) представлен элементами 2И 35-40,первые входы которых являются третьими входами блока, вторые входы - вторыми входами блока, а выходы подключены к входам элемента 6ИЛИ 41, выходы которого являются вторым выходом блока, а также элементом НЕ 42, вход которого подключен к третьему входу блока, и элементом 2И-ИЛИ-НЕ 43, первый и третий входы которого являются первым входом блока, второй вход подключен к третьему входу блока, четвертый вход - к выходу эле

мента НЕ 42, а выход является первым выходом коммутатора 20.

Переключатель 21 периодов (фиг.5) содержит переключатели 44-49 и резисторы 50-55. При этом выходы первой группы контактов переключателей 44,1-49.1, к каждому из которых подключены резисторы 50-55, являются вторыми выходами, а выходы второй группы контактов переключателей 44.2-49.2 - первыми выходами переключателя 21 периодов

Формирователь 10 (фиг.6) включает последовательно подключенные к усилителю 9 (первый вход блока) элемент НЕ 50 и элемент НЕ 51, выход которого подключен к коммутатору 11 (второй выход блока); а также резисторы 52-57j подключенные к второму входу блока, К первому входу блока подключены также последовательно соединенные элемент 2ИЛИ-НЕ 58,конденсатор 59, элемент НЕ 60, конденсатор 61, элемент НЕ 62 и элемент НЕ 63, выход которого подключен к коммута- тору 11 (третий выход блока).К входу элемента 60 подключены резисторы 52-57, а к входу элемента 62 - резистор 64. Выход элемента 60 соединен с входом элемента 58 и с конденсатором 65, подключенным к входу элемента 2ИЛИ-НЕ 66, к выходу которого последовательно подключены конденсатор 67, элемент НЕ 68 и элемент НЕ 69, выход которого (первый выход блока) подключен к делителю 2,счетчикам 6 и 7 и ОЗУ 13 о К выходу элемента 66 подключен диод 70, а к входу элемента 68 - резистор 71. Конденсатор 65 подключен также к резистору 72 и входу элемента НЕ 73, выход которого через диод 74 подключен к входу элемента 68, у которого выход соединен с входом элемента 66.

0

5

0

ч 0

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы в переключателе 21, в соответствии с типом контролируемого часового механизма с помощью переключателей 44-49 устанавливается необходимое значение периода контролируемого часового механизма. Затем переключателем 17 задается необходимыми диапазон измерения, обеспечивающий заданную точность, а в узле 18 задают значение допустимого отклонения мгновенного суточного хода. Генератор 1 вырабатывает тактовые импульсы с частотой повторения 12,672 МГц. Эти импульсы поступают на синхрогенератор 3, на третьем выходе которого появляется синхросмесь (синхроимпульсы с частотой строк и полей и гасящие импульсы тех же частот), которая поступает через смеситель 15 на индикатор 16, обеспечивая его работу. На первом выходе синхро- генератора 3 появляются только кадровые гасящие импульсы, которые поступают на счетчик 5 и генератор 14,ус- .танавливая их в начальное (нулевое) состояние. На втором выходе синхро- генератора 3 появляются строчные гасящие импульсы, которые поступают на счетчик 4 и узел 18, устанавливая их также в исходное состояние. С генератора 1 импульсы поступают на счетчик 4, осуществляющий строчную развертку изображения. С выхода старшего разряда счетчика 4 (первого выхода счетчика 4) сигнал поступает на второй вход счетчика 5,

С приходом на вход генератора 14 сигналов от счетчиков 4 и 5 на его выходе появляются сигналы, Формирующие вертикальные линии шкалы на экране индикатора 16. При заполнении счетчика 5 сигнал с его выхода разрешает генератору 14 выдачу импульсов, соответствующих оцифровке шкалы.Сигналы со счетчика 4 поступают также на узел 18, где происходит их сравнение с заданным кодом допуска, и при заполнении счетчика 5 сигнал с его выхода разрешает прохождение сигнала сравнения с выхода узла 18 на смеситель 15, обеспечивая тем самым на экране индикатора 16 подсветку границы допуска.

Сигналы с генератора 1 поступают также на частотный делитель 2 (фиг.2), где сигнал, пройдя через де-1

5

0

91

литель 22 (осуществляющий деление на пять), приходит на вход счетчика 23. Учитывая, что все выходы счетчика 23 подключены к дешифратору 19 (фиг.З), на выходе элемента 29 появляется отрицательный импульс, когда состояние счетчика 23 равно 990, на выходе элемента 30 - при 825, элемента 31 - при 660, элемента 32 - при 600, элемента 33 - при 550 и элемента ЗА - при 330. Эти импульсы поступают на вторые входы элементов 35 - 40 второго коммутатора 20 (фиг.4), к первым входам которых подключены переключатели 44.1-49.1 и резисторы 50-55 переключателя 21 (фиг,5).Учитывая, что в переключателе 21 уже установлен необходимый период (включен один из переключателей 44-49), на первом входе одного из элементов 35-40 (того, чей переключатель 44-49 включен) присутствует уровень логи

ческой 1, на входах других элементов 35-40 - логический О. Через тот элемент 35-40, на первом входе которого 1, проходят импульсы от соответствующего элемента 29-34 дешифратора 19. Эти импульсы, проходя через элементы 41 и 26, осуществля- ют сброс счетчика 23.

До установки часового механизма на датчике 8 счетчики 23, 24 и 27 находятся в исходном (нулевом) состоянии, так как на первом выходе фор- 35 да: при пеРи°де 0,6с - 2650 Гц; при мирователя 10 (выходе элемента 69, 0,5с - 3072 Гц; при 0,4с - 3840 Гц; фиг,6) присутствует сигнал с уровнем логической 1, который устанавливает также счетчик 7 и ОЗУ 13 в нулевое состояние, а счетчик 6 в сое- 40 тояние, соответствующее половине

при 0,363с - 4224 Гц; при 0,333с - 4608 Гц; при 0,2 с - 7680 Гц,

его емкости (в данном случае 48)3 Последнее необходимо для того,чтобы характеристика хода часового механизма на индикаторе 16 начиналась с середины верхней части экрана. На втором (выходе элемента 51) и третьем (выходе элемента 63) выходах формирователя 10 сигналы отсутствуют.

При подключении проверяемого часового механизма к акустическому датчику 8 на выходе последнего появляется акустический шум часового механизма (фиг.7а), который поступает на вход усилителя 9, где усилива- ется и нормируется по амплитуде с помощью схемы АРУ усилителя 9. С выхода усилителя 9 сигнал (фиг.76) поступает на вход формирователя 10., который

45

50

55

С выходов счетчика 24 сигналы пос тупают на первые входы элемента 25, на вторые входы которого поступают сигналы от переключателя ,17. В резул тате этого осуществляется дальнейшее деление частоты следования тактовых импульсов от генератора 1 теперь уже в соответствии с выбранным диапазоном измерения, устанавливаемым перек лючателем 17. Период, установленный переключателем 21, оказывает свое влияние и на работу формирователя 10 так как его переключатели 44.2-49.2 подключены к резисторам 52-57 формирователя Юа При изменении периода колебания (подключении определенного резистора 52-57) изменяется постоян ная времени одновибратора - элемент 58, конденсатор 59 и элемент 60 - та меньшему периоду колебания соответст

10

0

5

0

5

по этому сигналу выдает на первый свой выход сигнал управления (фиг.7в), устанавливающий частотный делитель 2 и счетчики 6 и 7 в рабочее состояние, а информационный вход ОЗУ 13 - в состояние логической I. На втором выходе формирователя 10 появляется информационный сигнал, соответствующий шуму освобождения анкерного колеса (фиг.7г), а на третьем выходе - три информационных сигнала, соответствующих шуму освобождения, шуму импульса и шуму падения анкерного колеса (фиг.7д).

Счетчики 24 и 27 частотного делителя 2 сигналом от формирователя 10 переходят в рабочее состояние. Этот сигнал, поступив на элемент 26, разрешает прохождение сигнала с выхода элемента 41 коммутатора 20 на счетчик 23. Учитывая, что выходы двух старших разрядов счетчика 23 подключены к входам элемента 43 коммутатора 20, на выходе элемента 43 импуль-1 сы предпоследнего разряда счетчика 23 присутствуют только при контроле часового механизма с периодом 0,2с, а для других периодов на выходе элемента 43 - импульсы, соответствующие старшему разряду счетчика 23. Таким образом, на входе счетчика 24 присутствуют импульсы с частотой повторения, зависящей от выбранного периода: при пеРи°де 0,6с - 2650 Гц; при 0,5с - 3072 Гц; при 0,4с - 3840 Гц;

при 0,363с - 4224 Гц; при 0,333с - 4608 Гц; при 0,2 с - 7680 Гц,

да: при пеРи°де 0,6с - 2650 Гц; при 0,5с - 3072 Гц; при 0,4с - 3840 Гц;

С выходов счетчика 24 сигналы поступают на первые входы элемента 25, на вторые входы которого поступают сигналы от переключателя ,17. В результате этого осуществляется дальнейшее деление частоты следования тактовых импульсов от генератора 1 теперь уже в соответствии с выбранным диапазоном измерения, устанавливаемым переключателем 17. Период, установленный переключателем 21, оказывает свое влияние и на работу формирователя 10, так как его переключатели 44.2-49.2 подключены к резисторам 52-57 формирователя Юа При изменении периода колебания (подключении определенного резистора 52-57) изменяется постоян-j ная времени одновибратора - элемент 58, конденсатор 59 и элемент 60 - так, меньшему периоду колебания соответст

вует меньшая постоянная времени од- новибратора.

При контроле часового механизма на второй и третий входы коммутатора 11 поступают сигналы от формирователя 10, а сигналы с выходов старших разрядов счетчика 7 поступают на первый вход коммутатора 11, задавая ему такой алгоритм работы: с 1-го по 4-й и с 9-го по 30-й периоды измерений на выходах коммутатора 11 присутствует один импульс за полупериод колебания баланса, соответствующий шуму освобождения анкерного колеса, а с 5-го по 8-й период измерения - три импульса, соответствующих шуму освобождения, шуму импульса и шуму падения анкерно го колеса„ Эти импульсы имеют длительность, необходимую для надежной работы мультиплексора 12 и ОЗУ 13. В момент появления этих импульсов мультиплексор 12 подключает адресные входы ОЗУ 13 к выходам счетчиков 6 и 7, и ОЗУ 13 переходит в режим записи. По окончании импульса ОЗУ 13 переходит в режим считывания и ее адресные входы через мультиплексор 12 подключаются к счетчикам 4 и 5. Таким образом измеряемая информация представляется в виде адреса ОЗУ 13, по которому записана 1,

Во время считывания информации, когда состояния счетчиков 4 и 5 совпадают с адресом, по которому в ОЗУ 13 записана 1, на выходе ОЗУ 13 появляются импульсы, которые,пройдя через смеситель 15 видеосигнала,осуществляют подсветку экрана индикатора 16. Импульсы с выхода ОЗУ 13 поступают также на узел 18 задания границ допуска. Если характеристика хо- да часов выходит за установленный допуск, то на выходе узла 18 появляются импульсы с частотой, равной 1/64 кадровой частоты, которые поступают на смеситель 15, что вызывает мигание характеристики хода часов с частотой 0,8 Гц. В целом на экране индикатора 16 получают полную информацию о качестве проверяемого часового механизма.

Возможные варианты представления информации о качестве часовых механизмов на экране индикатора 16 приведены на фиг,8. Если часы идут точно, то характеристика хода имеет вид показанный на фиг.За, при этом амплитуда колебания баланса в норме. На

5

0

5

фиг.86 видно, что часы спешат на 7 мин, так как это превышает установленный допуск (сплошные горизонтальные линии в левой и правой частях экрана), характеристика будет мигать с частотой 0,8 Гц, На Фиг.Вв часы отстают на 4 мин, выкачка и амплитуда колебаний баланса в норме. На фиг, 8г часы идут точно, но выкачка и амплитуда колебаний баланса имеют значительные отклонения (большое расстояние между основными линиями диаграммы указывает на то, что выкачка больше установленной нормы, большое расстояние между левой основной линией диаграммы и крайне правой короткой линией указывает на заниженную амплитуду колебаний баланса) На фиг, 8д часы отстают на 3 мин, что не превышает установленный допуск, выкачка и амплитуда колебаний баланса в норме, но линия диаграммы прерывистая - поврежден зуб анкерного ко - леса. На фиг. 8е мгновенный суточный ход превышает установленный допуск - характеристика мигает, кроме того одна из линий имеет неправильную (разбросанную) форму, это озна- 0 чает, что плохо выполнена притяжка одной из палет, На фиг, 8ж - беспорядочная запись хода - болычие отклонения хода часов из-за неотрегулированной длины спирали (плохо выполнена операция вибрация спирали). На фиг,8з часы не превышают установленный допуск, но расстояние между линиями неодинаковое - радиальные биения анкерного колеса. На фиг. 8и линии с отклонениями влево и вправо - нарушено взаимодействие основной колесной системы. На фиг. 8к разброс линий, составленных из неравномерных отрезков с хаотическим расположением точек, вызванных пристуком баланса, - завышен крутящий момент заводной пружины. На фиг. 8л - волнистая линия - большой зазор в осях анкерной вилки или баланса. На фиг. 8м - волнистые линии неправильной формы - нарушено взаимодействие триба анкерного колеса с секундным колесом.

Таким образом, при использовании предлагаемого устройства возможна оперативная и объективная оценка мгновенного суточного хода часового механизма, ряда других показателей качества хода соответствия этого хода заданным границам допуска, а так5

0

5

0

5

К detauippo/nopy №

4

omTWL

О

СТ2

3

№

от кон нут 10

о/л ФОРНШ. w

От

it

№

СП

24

Ч

I

1

ъъ

от пс- г-2- реКЛЮУ) О 21 |Т

Л5

28

ъ.

i j

г

с

Ч

Фиг.2

66/16951

М

5

&

I

i

Ьг. 4

KduutnautZ

jnffjHent u/f J 1&гхог 1г е

gagontfou ггэшоьмрхэ 1эи

$ srdu/rumj/iшо

I