Устройство для автоматической поверки стрелочных электроизмерительных приборов Советский патент 1993 года по МПК G01R35/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в приборостроении для автоматической поверки стрелочных электроизмерительных приборов.

Цель изобретения - повышение точности поверки.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 - функциональная схема формирователя информационного окна; на фиг.З - функциональная схема формирователя уставки длительности выделяемого видеоимпульса; на фиг.4 - функциональная схема формирователя зоны анализа видеоимпульсов; на фиг.5 - функциональная схема блока анализа видеоимпульсов; на фиг.6 - структурная схема вычислительно- управляющего блока.

Устройство содержит источник 1 опорных сигналов, выход которого соединен с клеммами 2 для подключения поверяемого

прибора 3, имеющего оптическую связь с телекамерой 4, выход которой соединен с первыми входами видеоконтрольного блока

5и блока 6 анализа видеоимпульсов, формирователь 7 развертки, первый выход которого соединен со входами развертки телекамеры 4 и видеоконтрольного блока 5, формирователь 8 информационного окна, первый вход.которого соединен со вторым выходом формирователя 7 развертки, а выход - со вторым входом блока 6 анализа видеоимпульсов, формирователь 9 кодов отметок и формирователь 10 кодов указателя, первые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами блока

6анализа видеоимпульсов, объединенные вторые входы связаны со вторым выходом формирователя 7 развертки, а выходы соединены раздельно с первым и вторым.входами вычислительно-управляющего блока 11, первый, второй и третий выходы котороС/1 С

со

GO О

ю ел

го соединены соответственно со входами источника 1 опорных сигналов, блока 12 регистрации и со вторым входом формирователя 8 информационного окна, формирователь 13 уставки длительности выделяемого видеоимпульса, первый и второй входы которого соединены соответственно с-третьим,.выходом формирователя 7 развертки и четвертым выходом вычислительно-управляющего -блока 11, а выход соединен с третьим входом блока 6 анализа видеоимпульсов, формирователь 14 зоны анализа видеоимпульсов, первый и второй входы которого соединены соответственно со.вторым и четвертым выходами формирователя 7 развертки, третий и четвертый входы соединены соответственно с третьим и первым выходами блока 6 анализа, а первый и.второй выходы соединены с четвертым и. пятым входами блока 6 анализа видеоимпульсов,

Формирователь 8 информационного окна содержит первый и второй регистры 15 и 16, выходы которых соединены раздельно с первыми входами первой и второй схем сравнения 17 и 18, триггер 19, входы установки и сброса которого соединены соответственно с выходами:первой и второй схем сравнения 17 и 18, причем объединен- ные вторые входы схем сравнения 17 и 18 и объединенные входы регистров 15 и 16 являются соответственно первым и вторым входами формирователя 8 информационного окна, а его выходом является выход триг- гера 19.

Формирователь 13 уставки длительности выделяемого видеоимпульса содержит регистр 20, выход которого соединен со входом параллельной записи информации счетмика 21, причем счетный вход счетчика 21 является первым входом формирователя 13, объединенные вход регистра 20 и вход разрешения параллельной записи информации счетчика 21 является вторым входом . формирователя. 13, а его входом является выход счетчика 21.

Формирователь 14 зоны анализа видеоимпульсов содержит первый регистр 22, выход которого соединен с объединенными входами параллельной записи информации первого и второго счетчиков 23 и 24, выходы которых соединены раздельно с .первыми входами первой и второй схем сравнения 25 и 26, выходы которых соединены раздельно со еходами установки и сброса первого триггера 27, первый счетчик-ограничитель 28, выход которого соединен с объединенными входами разрешения счетчиков 23 и 24, второй регистр 29, выход которого сое- ; динен со входом параллельной записи информации счетчика 30 и первым входом третьей схемы сравнения 31, выход которой соединен со входом установки второго триггера 32, вход сброса которого соединен с

выходом четвертой схемы сравнения 33, первый вход которой соединен с выходом счетчика 30, вход разрешения которого соединен с выходом второго счетчика-ограничителя 34, причем объединенные ин0 формационные входы регистров 22 и 29 и вторые входы схем сравнения 25, 26, 31, 33 являются, первым входом формирователя 14, объединенные счетные входы всех счетчиков 23, 24, 28, 30, 34 являются вторым

5 входом формирователя 14, объединенные входы разрешения первого регистра 22 и первого счетчика-ограничителя 28 и объединенные входы разрешения второго регистра 29 и второго счетчика-ограничителя 34

0 являются соответственно третьим и четвертым входами формирователя 14, а его первым и вторым выходами являются соответственно выходы первого и второго триггеров 27 и 32.

5Блок 6 анализа видеоимпульсов содержит формирователь 35 видеоимпульсов, выход, которого соединен с. объединенными

первыми входами счетчика 36, элемента 31Л-НЕ 37 и элемента 3S--1 38, блок сравнения

® 39, первый вход котогзго соединен с выходом счетчика 36, Ј выход соединен с первым входом триггера 40, выход которого соединей со вторым входом элемента 37 31/1-НЕ, причем вход формирователя. 35 импульсов,

5 объединенные вторые входы счетчика 36 и элемента ЗИ 38, второй вход блока сравнения 39, третий вход элемента ЗИ-НЕ 37 и объединенные второй вход триггера 40 и третий вход элемента 38 ЗИ являются соот0 ветственно первым, вторым, третьим, четвертым и пятым входами блока 6 анализа видеоимпульсов, а его первым, вторым и третьим выходами являются соответственно выход элемента 37 ЗИ-НЕ, выходэлемен5 та 38 ЗИ и выход триггера 40.

Вычислительно-управляющий блок 11 содержит микропроцессор 41, постоянное запоминающее устройство 42, оперативное запоминающее устройство 43, блок 44 кла0 виатуры, блок45 ввода информации, блок 46 вывода информации, подключенные к системной магистрали, причем первый и второй входы блока -15 ввода информации являются первым и вторым входами вычис5 яительно-управляющего блока 11, а его первым, вторым, третьим и четвертым выходами являются соответствующие выходы блока 46 выводи информации.

Устройство работает следующим образом.

Поверяемый прибор 3, указатель которого в исходном состоянии совмещен с нулевой отметкой шкалы, устанавливается в поле зрения телекамеры 4 таким образом, чтобы отметки и указатель шкалы располагались по радиусам строк кругового растра, Контроль осуществляется по видеоконтрольному блоку 5,

Параметры кругового растра телекамеры 4 и видеоконтрольного блока.5 определяются сигналом развертки, который формируется на первом выходе формирователя 7 развертки. При этом на второй выход формирователя 7 выдается двоичный код, определяющий положение считывающего луча телекамеры 4 в полярной системе координат, на третий выход выведены кадровые синхроимпульсы, а на четвертый - тактовые импульсы.

После ввода в вычислительно-управляющий блок 11 исходных данных о поверяемом приборе устройство переходит в режим поверки. Поверяются только оцифрованные отметки шкалы.

Видеосигнал с выхода телекамеры 4 поступает на первый вход блока 6 анализа видеоимпульсов, на второй вход которого подается сигнал с формирователя 8 информационного окна, который разрешает работу блока 6 анализа только в той части кругового растра, в которой находятся только одна заданная поверяемая отметка и несколько соседних промежуточных отметок.

Формирование информационного окна производится по совпадению кода текущей угловой координаты считывающего луна, поступающего на первый вход формирователя 8 со второго выхода формирователя 7 развертки, с кодами уставок, определяющих границы информационного окна, которые поступают с третьего выхода вычислительно-управляющего блока 11 на второй вход формирователя 8. Значение уставок зависит от количества поверяемых отметок и выбирается из условия

Ui

N I m

±А,

где N - количество точек дискретизации шкалы поверяемого прибора;

i - номер поверяемой отметки;

m - количество поверяемых отметок;

А - число, определяющее ширину окна:

N

2 пГ .

В информационном окне выделяется самая широкая отметка, соответствующая

поверяемой, Отметка выделяется методом сравнения длительности видеоимпульса с уставкой, которая поступает на третий вход блока 6 анализа с формирователя 13 уставки 5 длительности выделяемого видеоимпульса. Так как изображение поверяемой отметки не всегда имеет одинаковую ширину, для выделения наиболее широкой отметки в информационном окне используется уставка

0 длительности, величина которой уменьшается на единицу с каждым кадром развертки.

Исходная величина уставки длительности задается в зависимости от типа прибо5 ра и численно равна максимальному количеству Кмакс. точек дискретизации шкалы, перекрывающих изображение наиболее широкой отметки. Двоичный код исходной величины уставки формируется на

0 четвертом выходе вычислительно-управляющего блока 11 и записывается в регистр 20, где хранится « тоцоНм9 РССГО цикла поверки данного прибора, Параллельный код с выхода регистра 20 загружается в

5 счетчик 21, на счетный вход которого поступают кадровые синхроимпульсы с третьего выхода формирователя 7 раз- .вертки. Работа счетчика 21 в режиме вычитания разрешается по команде

0 вычислительно-управляющего блока 11 в течение времени tp Кмакс Тк, где Тк - длительность кадра. На выходе счетчика 21 формируется уставка длительности выделяемого видеоимпульса, которая уменьшается

5 на единицу в каждом кадре в течение времени tp.

Сигнал о выделении наиболее широкой отметки с третьего выхода блока 6 анализа поступает на третий вход формирователя 14

0 зоны анализа видеоимпульсов и разрешает запись текущего адреса считывающего луча в регистр 22, При этом на выходе регистра 22 формируется адрес верхнего конца поверяемой отметки, который загружается в сум5 мирующий и. вычитающий счетчики 23 и 24, после чего в счетчике 23 i значению адреса прибавляется, а в счетчике 24 от значения адреса вычитается количество импульсов, определяемое счетчиком-ограничителем 28,

0 задающим ширину дополнительной зоны анализа видеоимпульсов отметки по строке в пределах класса поверяемого прибора. Значения кодов на выходах счетчиков 23 и 24 сравниваются с текущим адресом считы5 взющего луча схемами сравнения 25 и 26, выходные сигналы которых соответственно взводят и сбрасывают триггер 27. На выходе триггера формируется сигнал высокого уровня, соответствующий сектору кругового растра, содержащему информацию только о

поверяемой отметке. Этот сигнал поступает на четвертый вход блока 6 анализа видеоимпульсов, где производится выделение видеоимпульсов отметки на всех строках развертки, которые ее пересекают. Выделение отметки в зоне.ограниченной построке, уменьшает влияние помех на результаты поверки. Видеоимпульс, соответствующий нижнему концу поверяемой отметки поступает на вход формирователя 9 кода отметки и на четвертый вход формирователя 14 зоны анализа. При этим на выходе .формирователя 9 форми- .руатся код адреса отметки, который передается на вычислительно-управляющий блок 11, где он запоминается,

Одновременно в регистр 29 записывается адрес строки, на которой был выделен видеоимпульс нижнего конца/поверяемой отметки. Параллельный код с выхода регистра 2.9. переписывается в счетчик 30, где к записанному значению прибавляется количество импульсов, определяемых счетчиком-ограничителем 34, задающим ширину зоны анализа видеоимпульсов указателя по радиусу. Сигнал высокого уровня, соответствующий зоне анализа видеоимпульсов указателя, формируется из выходе триггера 32 и передается на пятый вход блока 6 анализа видеоимпульсов,

По командам вычислительно-управляющего блока 11 источник 1 опорных сигналов зыдает ступенчато-изменяющийся, сигнал на поверяемый прибор 3, стрелочный указатель которого начинает перемещаться к заданной поверяемой отметке.

Изменение опорного сигнала и перемещение указателя происходит до достижения сигналом величины, соответствующей за данной поверяемой отметке.

После установки указателя на поверяемую отметку в блоке 6 анализа выделяются видеоимпульсы указателя. При этом выделение видеоимпульсов указателя производится на строках развертки, ближайших к строке, на которой был выделен видеоимпульс нижнего конца поверяемой отметки, что уменьшает погрешность поверки, вызванную несовпадением оптической оси телекамеры 4 с осью вращения указателя поверяемого прибора 3. Импульсы, принадлежащие указателю, установленному на поверяемую отметку, формируются на выходе элемента 38 ЗИ, причем по первому импульсу, поступающему со второго выхода блока 6 анализа на вход формирователя 10 кодов указателя, в формирователе 10 фиксируется текущий адрес считывающего луча.

Вычислительно-управляющий блок 11 считывает код адреса указателя с выхода

формирователя 10.и производит вычисление погрешности,, сравнивая значения кодов отметки и указателя. Результат вычислений заносится в память и выводится

на блок .1.2 регистрации.

Для поверки следующей отметки.вычислительно-управляющий блок 10 изменяет значение уставо к для формирователя 7 информационного окнз, после чего процессы

0 формирования информационного окна, выделения видеоимпульсов отметки и указателя и вычисления погрешности повторяются. Применение предлагаемого устройства позволяет автоматизировать процесс по5- верки и повысить точность поверки стрелочных электроизмерительных приборов с дуговой шкалой,

Фо рму ли м з о б ре те ни я

1. Устройство для автоматической по0 верки стрелочных электроизмерительных приборов, содержащее источник опорных сигналов, выход которого соединен с клеммами для подключения поверяемого прибора, телекамеру, выход которой соединен с

5 первыми входами видеоконтрольного блока и блока анализа видеоимпульсов, формирователь развертки, первый выход которого соединен с в ходе ми развертки телекамеры и видеоконтрольного блока, формирователь

0 кодов отметок, первый вход которого соеди- ней с первым выходом блока анализа видеоимпульсов, формирователь кодов указателя, первый вход которого соединен е вторым выходом блока анализа видеоим5 пульсов, обг единекные вторые входы формирователей кодов отметок указателя соединены с вторым выходом формирователя развертки, выходы формирователей кодов отметок и указателя соединены

0 раздельно е первым-и вторым входами вычислительно-управляющего блока, первый выход которого соединен с входом источника опорных сигналов, а второй выход соединен е входом блока регистрации, о т л и ч а5 из щ е ё с я тем, что, с целью повышения точности поверки, в него введены формирователь информационного окна, первый и второй входы которого соединены соответственно с вторым выходом формирователя

0 развертки м третьим выходом вычислительно-управляющего блока, а выход соединен . с вторым входом блока анализа видеоимпульсов, формирователь уставки длительности выделяемого видеоимпульса, первый,

5 второй входы и выход которого соединены , соответственно е третьим выходом формирователя развертки, четвертым выходом вычислительно-управляющего блока мтретьим входом блока анализа видеоимпульсов, формирователь зоны анализа еидеоммпульсов, первый и второй входы которого соединены соответственно с вторым и четвертым выходами формирователя развертки, третий и четвертый входы соединены соответственное третьим и первым выходами блока анализа видеоимпульсов, а первый и второй выходы соединены соответственное четвертым и пятым входами блока анализа видеоимпульсов.

2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что формирователь информационного окна содержит первый и второй регистры, выходы которых соединены раздельно с первыми входами первой и второй схем сравнения, выходы которых соединены соответственно с входами установки и сброса триггера, причем объединенные вторые входы схем сравнения и объединенные входы регистров являются соответственно первым и вторым входами формиррвателя,. а его выходом является выход триггера.

3.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что формирователь уставки длительности выделяемого видеоимпульса содержит регистр, выход которого соединен с входом параллельной записи информации сметчикз, причем счетный вход счетчика является первым входом формирователя, объединенные вход регистра и вход разрешения счетчика являются вторым входом формирователя, а его выходом является выход счетчика.

4.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что формирователь зоны анализа видеоимпульсов содержит первый регистр, выход которого соединен с объединенными входами параллельной записи информации первого и второго счетчиков, выходы которых соединены раздельно с первыми входа- ли первой и второй схем сравнения, выходы которых соединены раздельно с входами установки и сброса первого триггера, первый счетчик-ограничитель, выход которого соединен с объединенными Е ходами разрешения первого м второго счетчиков, второй регистр, выход которого соединен с входом параллельной записи информации третьего счетчика и первым входом третьей -схемы сравнения, выход которой соединен с входом установки второго триггера, вход сброса которого соединен с выходом четвертой

схемы сравнения, первый вход которой соединен с выходом третьего счётчика, вход разрешения которого соединен с выходом второго счетчика-ограничителя, объединен5 ные информационные входы двух регистров и вторые входы всех схем сравнения являются первым входом формирователя, объединенные счетные входы всех счетчиков являются вторым входом формирователя,

0 объединенные входы разрешения первого регистра и первого счетчика-ограничителя и объединенные входы разрешения второго регистра и второго счетчика-ограничителя являются соответственно третьим и четвер5 тым входами формирователя, а его первым ,и вторым выходами являются соответственно выходы триггеров.

5.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что блок анализа видеоимпульсов

0 содержит формирователь видеоимпульсов, выход которого соединен с объединенными первыми входами сметчика, элемента ЗИ-НЕ и элемента ЗИ, выход счетчика соединен с первым входом блока сравнения,

5 выход которого соединен с первым входом триггера, выход которого соединен с вторым входом элемента ЗИ-НЕ, причем вход формирователя видеоимпульсов, объединенные вторые входы счетчика и элемента

0 ЗИ, второй вход блока сравнения, третий вход элемента ЗИ-НЕ и объединенные второй вход триггера и третий вход элемента ЗИ являются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым и пятым входами

5 блока анализа видеоимпульсов, а его первым, вторым и третьим выходами являются соответственно выходы элемента ЗИ-НЕ, элемента ЗИ и триггера.

6,Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- 0 с я тем, что вы-числительно-управляющий

блок содержит микропроцессор, постоянное запоминающее устройство, оперативное запоминающее устройство, блок клавиатуры, блок ввода м блок вывода ин5 формации, подключенные к системной магистрали, причем первый и второй входы блока ввода информации являются первым и вторым входами вычислительно-управляющего блока, а его первым, вторым, третьим

0 и четвертым выходами являются соответствующие выходы блока вывода информации.

Щиг.З

3.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в приборостроении для автоматической поверки стрелочных электроизмерительных приборов. Устройство содержит источник опорных сигналов, телекамеру, видеоконтрольный блок, блок анализа видеоимпульсов, формирователь развертки, формирователь кодов отметок, формирователь кодов указателя, вычислительно-управляющий блок и блок регистрации. Введение в устройство формирователя информационного окна, формирователя уставки длительности видеоимпульсов и формирователя зоны анализа видеоимпульсов повышает точность поверки. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Фиг.5

VUt, 6