Способ поверки механических секундомеров и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК G04F7/06 

(Л

С

Изобретение позволяет повысить точность и производительность поверок механических секундомеров. Поверяемые секундомеры 3 устанавливаются в гнезда 2 поворотной платформы 1, устанавливаемой в вертикальном и горизонтальном положениях Управляющее устройство 7 обеспечивает запуск секундомеров и производит останов секундомеров. Образцовые интервалы времени определяет задатчик 8. При движении стрелок считывающие головки 5 через осветители, объективы, фотопреобразователи и формирователи 6 измерительных сигналов отсчитывают моменты пуска, прохождения границ участка шкалы, выделенного маской, и останова секундомера. Полученные данные обрабатываются в вычислительном устройстве 9 и регистрируются блоком 10. 2 с.п. ф-лы, 7 ил

Шиг.г

о

4 Ю 4 4Sb

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в метрологии для поверки механических секундомеров.

Целью изобретения является повышение точности и производительности поверок механических секундомеров путем полной автоматизации процессов поверки по определению их метрологических характеристик.

На фиг.1 схематично показан принцип снятия.показаний со шкалы секундомера; на фиг.2 - функциональная схема устройства для поверки механических секундомеров; на фиг.З - оптическая схема считывающей головки; на фиг.4 - маска в виде двух круглых пропускающих свет диафрагм; на фиг.5 - то же, в виде двух радиальных пропускающих свет диафрагм; на фиг.6 - то же, в виде участка прозрачного кольца; на фиг.7 - то же, в виде изменяющегося по ширине по ходу движения стрелки прозрачного участка,

На фиг.1 обозначены: О - ось вращения стрелки; А и В - границы контролируемого участка шкалы; С - начальное положение стрелки (до ее пуска); D - конечное положение стрелки (после ее останова); trm - интервал времени от момента пуска стрелки до момента ее первого пересечения с границей В; tAB - интервал времени между двумя последовательными пересечениями стрелкой границ А и В; Т.АО - интервал времени от момента последнего пересечения стрелкой границы А до останова стрелки; tx - интервал времени, характеризующий погрешность показаний секундомера.

Погрешность показаний поверяемого секундомера по величине и знаку согласно предлагаемому способу определяется из соотношения (фиг.1)

tX triB - tAB + tAO .(1)

Устройство для поверки механических секундомеров (фиг.2) содержит поворотную платформу 1, закрепленные на поворотной платформе гнезда 2 для установки поверяемых секундомеров 3, блок 4 электромагнитов со штоками, воздействующими на кнопки управления секундомерами 3, и считывающие головки 5, оптически связанные с циферблатами поверяемых секундомеров, формирователи 6 измерительных сигналов, входы которых соединены с соответствующими выходами считывающих головок 5, а выходы - с входами блока 7 управления. С одним из входов блока 7 управления соединен также выход задатчи- ка 8 образцовых интервалов времени. Один выход блока 7 управления соединен с

входом блока 4 электромагнитов со штоками, а другой - с входом вычислителя 9, выход-которого соединен с входом регистратора 10.

Поворотная платформа 1 снабжена направляющими вращения и фиксатором для ее закрепления в двух положениях, сдвинутых друг относительно друга на 90°, и обеспечивает размещение секундомеров при

0 поверке в двух положениях - циферблатом вверх и кнопкой управления вверх, а также служит для определенного пространственного размещения друг относительно друга гнезд для секундомеров, электромагнитов

5 со штоками и считывающих головок.

Гнезда 2 для установки поверяемых секундомеров 3 обеспечивают пространственную фиксацию секундомеров, при которой их циферблаты находятся в поле

0 зрения соответствующих считывающих головок, а кнопки управления секундомеров - в поле действия соответствующих штоков электромагнитов.

Блок 4 электромагнитов со штоками мо5 жет быть выполнен в виде одного электромагнита, якорь которого механически связан с несколькими штоками, каждый из которых обеспечивает пуск или останов одного из поверяемых секундомеров путем

0 удара по его кнопке управления при срабатывании электромагнита, либо в виде нескольких электромагнитов, каждый из которых связан с одним штоком или с их группой.

5 Каждая из считывающих головок 5 (фиг.З) состоит из лампы 11, объектива 12, маски 13 и фотопреобразователя 14. Лампа

11служит для освещения циферблата поверяемого секундомера и расположена так,

0 что ее нить накала находится на продолжении оси стрелки секундомера и дает на плоскости его шкалы наименьшую по площади проекцию. При этом тень от стрелки на шкале секундомера образуется под ней при лю5 бом положении стрелки, тем самым исключается возможность появления ложных сигналов. Оптическая ось объектива

12проходит примерно через центр контролируемого участка шкалы, симметрично0 го относительно ее начальной отметки. При этом циферблат секундомера расположен в плоскости предметов объектива 12, а маска 13 - в плоскости его изображений. Маска 13 служит для выделения участка изо5 бражения шкалы, примерно симметричного относительно начальной отметки, и формирования оптических сигналов (изменений светового потока), характеризующих движение изображения стрелки в пределах этого участка. Фотопреобразователь 14 преобразует эти сигналы в электрическую форму. Он состоит из фотоприемника, размеры светочувствительной поверхности которого не меньше размеров контролируемого участка шкалы, либо (в противном случае) из фотоприемника с собирающей оптической системой, и электронной схемы для согласования выходного сигнала фотоприемника с входом последующего блока элек- троники. Возможно применение позициейно-чувствительных фотоприемников, выходной сигнал которых зависит от местоположения изображения стрелки на их светочувствительной поверхности.

Маска может быть выполнена в виде двух пропускающих свет диафрагм - круглых (фиг.4) или радиальных (фиг.5), располагаемых на краях выделенного участка шкалы (точки А и В на фиг.1), в виде ограниченного сектора ОАВ прозрачного участка кольца (фиг,6) или в виде изменяющегося по ширине по ходу движения стрелки прозрачного участка (фиг.7).

В качестве задатчика 8 образцовых интервалов времени может быть использован стандартный электронный секундомер-таймер (например, секундомер типа СТЦ-1щ) или генератор образцовой частоты со счетчиком импульсов и дешифратором, на выходе которого формируются старт-стопные импульсы, ограничивающие задаваемые интервалы времени.

Вычислитель 9, помимо накопления чисел импульсов, пропорциональных указанным выше интервалам времени, производит расчет по ним погрешностей показаний поверяемых секундомеров и обработку результатов измерений.

Регистр 10 может представлять собой устройство цифровой индикации или циф- ропечатающее устройство, или их комбинацию.

Функции устройств 9 и 10 могут быть выполнены с помощью стандартной микро- ЭВМ с дисплеем и цифропечатью.

На микроЭВМ могут быть возложены и функции управления процессами поверки секундомеров.

Устройство для поверки механических секундомеров работает следующим образом.

Партия поверяемых секундомеров 3 устанавливается в гнезда 2 поворотной платформы 1, установленной в одном из двух возможных положений - горизонтальном или вертикальном. По команде оператора блок 7 управления с помощью блока 4 электромагнитов со штоками производит пуск поверяемых секундомеров. По окончании

требуемого интервала времени, задаваемого задатчиком 8 образцовых интервалов времени, блок 7 управления с помощью блока 4 производит останов поверяемых секун5 домеров 3. В процессе движения стрелок поверяемых секундомеров считывающие головки 5 осуществляют слежение за ними и формирователи б измерительных сигналов вырабатывают эти сигналы при попада0 нии стрелок в поля зрения считывающих головок. По этим сигналам и сигналам от задатчика 8 образцовых интервалов времени вычислитель 9 производит расчет погрешностей показаний каждого из

5 поверяемых секундомеров по формуле (1). Данная операция повторяется на каждом контролируемом интервале времени требуемое число раз в обоих возможных положениях платформы 1, и в вычислителе 9

0 производится обработка полученных результатов измерения. Результаты расчетов фиксируются регистратором 10.

С помощью предлагаемого устройства могут быть поверены партии секундомеров.

5 Количество секундомеров в каждой партии равно числу гнезд 2.

Устранение возможных субъективных погрешностей поверителя, вызываемых его утомлением, повышает точность и достовер0 ность результатов поверки.

Формула изобретения

0 повышения производительности и точности, формируют изображение выделенного участка шкалы и регистрируют моменты времени прохождения изоображением стрелки границ участка, а интервалы време5 ни определяют между моментами пуска се- кундомера и первым пересечением границы выделенного участка, между двумя последовательными пересечениями стрелкой границ участка и между момента0 ми пересечения стрелкой границы участка и останова секундомера, и по полученным значениям определяют погрешность секундомера.

платформу, установленную с возможностью ее фиксации в вертикальном и горизонтальном положениях, снабженную гнездами для крепления секундомеров, блоком электромагнитов, якоря которых соединены

со штоками, а также блок управления, с которым соединены обмотки электромагнитов и задатчик образцовых интервалов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены формирователи измерительных сигналов, последовательно соединенные регистратор и вычислитель, к входу которого подключен выход блока управления, вход которого, в свою очередь, соединен с выходом формифиг.З

0

рователей измерительных сигналов, а также считывающие головки, размещенные на платформе у каждого гнезда, каждая из которых состоит из осветителя, установленного на продолжении оси стрелки секундомера, а также расположенных последовательно объктива, маски и фотопреобразователя, причем оптическая ось объектива проходит через центр выделенного участка изображения шкалы,

49

Фиг.1

/

Фиг. 6

Фиг. 5