В. В. Куйбышева Советский патент 1970 года по МПК G04D7/12 

- Изобретение относится к приборам для автоматизации контроля суточного хода часов.

Известные устройства для съема показаний часов, содержащие датчик, схему преобразования фазы следования импульсов в цифровой код, регистр сдвига, цифро-аналоговый преобразователь, амплитудный селектор и схему кодирования, имеют 1Н)зкую производительность.

Предложенное устройство автоматизирует -контроль хода часов. От известных оно отличается тем, что на выходе датчика нодключена схема преобразования фазы следования видеоимпульсов в цифровой код, переписываемый в регистр сдвига. На выходе регистра сдвига подсоединен цифро-аналоговый преобразователь, связанный через амплитудный селектор со схемой цифрового кодирования временного положения импульсов от стрелок. На фиг. 1 показана функциональная блоксхема датчиков и входного коммутатора; на фиг. 2 - функциоиальная схема блока управления и блока измерения высоты стрелок; на фиг. 3 - функциональная схема блока измерения углового положення стрелок и буферного запоминающего устройства.

Осветитель фотоэлектронной головки (см. фиг. 1) содержит лампочку 1, волоконный световод 2, экран 3, имеющий канал конической формы 4 со светопоглощающими стенками. Лучи света, образующие коническую поверхность, направляются на контролнруемые часы 5. Отраженные лучи с помощью лннзы 6 фокуснруются на экран передающей телевизионной трубки 7. В трубке создается круговая развертка, модулированная в раднальном направлении иилой.

Для создания развертки применен генератор пилообразного напряжения 8, усилптель 9, поворотный трансформатор, пмеющнй роторные 10, 11 и статорные 12, 13 обмотки. На обмотку 10 подается трапецендальное напряжение, обмотка 11 не используется. Статорная обмотка 12 связана с катущками вертикального отклонения, а обмотка 13 - с катущками горизонтального отклонения.

В устройстве имеется система обегающего

коитроля. Система содержит электромехани4ecK{Hi коммутатор 14, вращаемый сиихронным двигателем 15 через понижающий редуктор 16. Модуляция развертки в радиальном направлении создает сканирование зоны чувствительности датчика ио высоте, а круговая развертка обесиечивает последовательное обозрение всего циферблата часов.

Схема включения двигателя содержит реле 17 и электромеханический прерыватель 18, вращение выходным валом редуктора 16 через понижающий редуктор 19. В исходном состоянии системы с прерывателя 18 не постунает напряжение на реле 17. По сигналу «Пуск включается реле 17, двигатель 15 начинает вращаться, и прерыватель 18 блокирует реле 17. Система вращается, пока не пройдет полный цикл, и прерыватель 18 не снимет блокирующее напряжение с реле 17. Электромеханические распределители 20 и 21 служат для выдачи сигнала о начале работы после разгона двигателя 17 и о ее конце после окончания контроля последнего ряда часов. Распределители 22 и 23 выдают сигналы на пуск механизмов для передвижения столов контроля. Реле 24 вырабатывает сигнал, разрешающий съем показаний только после прихода сигнал «Пуск. Двигатель 15 вращает ротор поворотного трансформатора. Один оборот двигателя соответствует одному полному обороту круговой развертки датчиков. Для измерения фазы следования импульсов от стрелок предусмотрены датчики опорных импульсов 25 и 26. Эти датчики вырабатывают импульсы при строго определенном угловом положении вала двигателя 15. Имиульсы датчиков 25 и 26 сдвинуты по фазе на 180°. Запуск устройства осуществляется пусковым устройством 27 через диоды 28, 29. По сигналу «Начало триггер 30 (см. фиг. 2) переводится в единичное состояние, при этом открывается ключ 31, Опорные импульсы проходят через схему собирання 32 и поступают на счетный вход триггера 33. Первым импульсом триггер 33 переводится в единичное состояние, вторым - в нулевое. По заднему фронту импульса с триггера 33 переключается триггер 34. При этом ключ 31 закрывается, и открывается ключ 35. Через ключ 35 и схему собирания 32 пройдут два опорных импульса и триггер 34 вернется в исходное состояние. Коммутация будет продолжаться, пока триггер 30 находится в единичном состоянии. По сигналу «Конец триггер 30 вернется в нулевое состояние, ключ 35 пропустит последний опорный импульс, по которому вернутся в нулевое состояние триггеры 33 и 34. Работа схемы прекращается. Таким образом, триггер 5 выдает импульсы длительностью, равной интервалу между двумя опорными импульсами, ч го соответствует периоду круговой разверткн датчиков. Эти импульсы используются как сигнал разрешения съема показаний с часов. Сигнал «Перепись вырабатывается в блоке управления с помощью формирователей 36, 37, 38, схемы собирания 39, триггера 40 и ключа 41 но окончании съема показапий с часов. В качестве сигнала об окончании съема используется сигнал «Разрешение съема показаний с выхода триггера 33. По заднему фронту этого сигнала формирователь 37 выдает короткий импульс, который, пройдя через схему собирания 39, установит в единичное состояние триггер 40. При этом откроется ключ 41 для прохождения тактовых импульсов. Первый же тактовый импульс, пройдя ключ 41, сбросит задним фронтом триггер 40. По заднему фронту имиульса с триггера 40 формирователь 38 выдаст короткий имнульс. Сигнал «Перепись вырабатывается также и иеред началом контроля кассеты часов для очистки буферного запоминающего устройства. В качестве сигнала на перепись в этом случае используется перепад напряжения на выходе триггера 30, возникающий по сигналу «Начало с блока коммугации, в результате которого формирователь 36 выдает импульс на схему 39 для запуска схемы выработки сигнала «Перепись. За время иаузы между этими импульсами коммутатор 14 подключает па вход схемы измерения новый датчик. Временной сдвиг видеоимнульсов относительно тактовых импульсов, вырабатываемых в начальный момент разверткн по высоте, пропорционален высоте отражающей поверхности. Видеоимиульсы поступают на усилитель 42 и далее через схему собирания 43 - на единичный вход триггера 44. Тактовые импульсы через схему 43 идут на единичный вход триггера 44. Кроме того, через лиНИИ задержки 45 и 46 они ностунают на сброс двоичного счетчика 47 и триггера 44. Через линию задержки 45 тактовые импульсы поступают на ключи переписи 48, осуществляющие перепись содержимого счетчика 47 на многоразрядный регистр 49. Управляемый генератор 50 при нулевом положении триггера 44 генерирует серию импульсов, которая поступает на счетчик 47. Тактовый импульс, пройдя схему 43, установит триггер 44 в единичное состояние, если носледний не был установлен видеоимнульсом. При этом нрекратит работу генератор 50. Задерлсанный линией 45 тактовый импульс откроет ключи 48, и содержимое счетчика 47 перенесется на регистр 49. Следующий за ним импульс с линии задержки 46 сбросит счетчик 47 и триггер 44. Генератор 50 возобновит выдачу масштабных имнульсов, которые будут пересчитываться счетчиком 47. Видеоимпульс установит триггер 44 в единичное состояние, и пересчет масштабных имнульсов прекратится. Па счетчике останется число, пропорциональное времепно.му сдвигу видеоимпульсов отиосительно тактовых импульсов. Этот сдвиг пропорционален высоте отражающей поверхности. Следующий тактовый импульс опять перепесет число со счетчика 47 на регистр 49, сбросит счетчик 47 и запустит схему на новое нзмерение. Так схема работает непрерывно. На регистре 49 в момент прихода тактового импульса фиксируется новый результат измерения высоты отрал ающей поверхности. За счет круговой развертки в

няться. Особенно резко изменится высота в моменты перехода луча с циферблата на стрелку или обратно. Схема, состоящая из элементов 51-57, регистрирует эти моменты.

Схема содержит преобразователь код-аналог 51, разделительную емкость 52, дифференцирующую цепочку 53, инвертор 54 и усилители-ограничители 55, 56 и 57. В моменты резкого изменения высоты отражающей поверхности резко изменяется напряжение на выходе преобразователя 51, а на выходе дифференцирующей цепочки 53 возникают короткие импульсы. Положительные импульсы, соответствующие переднему фронту стрелки, выделяются усилителем-ограничителем 56, а отрицательные - усилителем-ограничителем 57. Усилители-ограничители 56 и 57 настраиваются так, чтобы фиксировались только моменты изменения числа в регистре 49 на две единицы или больще. Это исключит лолсные срабатывания за счет неровностей поверхности циферблата и стрелок.

Импульсы с выхода усилителей-ограничителей 56 и 57 подаются на ключи 58 и 59. Для исключения ложных срабатываний применена емкость 52 и усилитель-ограничитель 55. Постоянная времени разряда емкости 52 больще времени прохождения развертки датчика по всей щирине стрелки. Поэтому напрялсение на входе усилителя-ограничителя 55 повторяет рельеф циферблата, но средний уровень его фиксирован. Усилитель-ограничитель 55 нечувствителен к напряжению ниже определенной границы, которая подбирается так, чтобы проходили имиульсы только от стрелок как наиболее высокие. Напряжение с выхода усилителя-ограничителя 55 управляет ключами 55 и 59. Ila третьи входы этих ключей подается сигнал «Разрещение съема показаний с триггера 33.

Таким образом, на выходе ключей 58 и 59 появляются импульсы в момент прохождения развертки датчика соответственно по передней и задней кромкам стрелок только при наличии сигнала «Разрещение съема показаний. Фаза следования этих импульсов соответствует угловому положению стрелок.

Функциональная схема блока измерения угла (см. фнг. 3) содержит ключ 60, двоичный счетчик 61, схему собирания 62, генератор 63 прямоугольного импульса и ключи 64. В исходном состоянии счетчик 61 сброщен в«0. В момент прихода из блока управления сигнала «Разрешение съема показаний открывается ключ 60. Тактовые импульсы через ключ 60 начинают поступать на вход счетчика 61. Импульсы переднего и заднего фронта стрелок, пройдя схему собирания 62, калибруются по длительности генератором 63 и открывают ключи 64. При этом текущее значени.е числа в счетчике 61, пропорциональное временному положению этих импульсов, переписывается в запоминающее устройство.

числа, с формирователя 65 - прпзнак переднего фронта, а через ключи 64 переписывается код уровня с регистра 49 (фиг. 2). Код уровня необходим для последующего разделения сигналов от стрелок по разности их высот над циферблатом. Таким образом, в одной строке выходной информации содержится код углового положения переднего или заднего фронта стрелки, признак наличия числа, признак переднего фронта стрелки и цифровой код высоты той поверхности, на которую произошел переход (в случае переднего фронта это всегда код высоты стрелки). За полный период круговой развертки в запоминающее устройство выдается столько таких строк, сколько произойдет пересечений.

Буферное запоминающее устройство выполнено в виде сдвигающих регистров на ферритовых кольцах. Имеется два блока регистров 66 и 67 (см. фиг. 3). Каждый блок содержит по п семиразрядных сдвигающих регистров. Регистры блока 67 являются продолжением регистров блока 66. Число п равно сумме разрядов кода уровня, разрядов счетчика 61 плюс один разряд признака наличия числа и один разряд признака нереднего фронта, т. е. каждому разряду выходной информации соответствуют два семиразрядных регистра сдвига, соединенных последовательно.

Семь разрядов регистров сдвига выбрано исходя из того, что часы имеют максимально три стрелки, а у каждой стрелки по две кромки. Седьмой разряд нужен для запоминания числа тактовых импульсов, прнщедщих за полный период круговой развертки. Имеется в виду, что используются двухтактные сдвигающие регистры, т. е. для осуществления сдвига на один разряд требуется последовательно два импульса по разным шинам.

Первый импульс сдвига вырабатывается генераторами одиночных прямоугольных импульсов 68 и 69, второй - генераторами одиночных прямоугольных импульсов 70 и 71, запускаемых по задннм фронтам импульсов с генераторов 68 и 69. Генераторы 68 и 69. в свою очередь, запускаются импульсами со схем собирания 72 и 73.

Таким образом, каждым импульсом на выходе схемы собирания 72 производится сдвиг информации в блоке 66 на один разряд, а каждым импульсом со схемы собирания 73 - сдвиг информации в блоке 67 на один разряд. Импульсы с выхода схемы собирания 62 поступают на схему собирания 72. В результате после записи каждой новой строки информации происходит сдвиг содерлснмого блока 66 на один разряд, первая строка при этом освобождается для записи нового числа. В течение полного периода круговой оазвертки происходит запоминание блоком 66 информации с часов.

ступают на,оба блока регистров сдвига. При этом содержимое блока 66 передвигается в блок 67, блок же 66 очищается. Семь импульсов переписи вырабатываются схемой, состоящей из триггера 75, ключа 76, формирователей 74 и 77, а также счетчика 78. Схема запускается по сигналу «Перепись, приходящему с блока управления.

Исходное состояние триггера 75 - нулевое, ключ 76 нри этом закрыт. По сигналу «Перепись происходит (через блоки 62, 63, 64) занесение последнего числа в блок 66, а также (через блоки 72, 68 и 7(9) сдвиг блока 66. Одновременно выполняется сброс счетчика 78 и переброс триггера 75. При этом открывается ключ 76 для прохождения тактовых импульсов через формирователь 74 на счетчик 78 и схемы собирания 72, 73. Каждым тактовым импульсом производится сдвиг блоков регистров 66 и 67 на один разряд. Счетчик 78 пересчитывает эти импульсы. По седьмому импульсу счетчик 78 выдает сигнал, который через формирователь 77 произведет сброс триггера 75 и счетчика 61. Этим схема подготавливается к съему показаний с новых часов.

В описанном устройстве выходная информация находится в блоке сдвигающих регистров 67. Выборка этой информации осуществляется подачей импульсов на вход схемы 73. Каждым таким импульсом выдается новая строка выходной информации. За время съема показаний со следующих часов вся информация с блока 67 должна быть выбрана. Она может быть записана, например, на магнитную ленту. Запись на ленту может вестись

непрерывно, за исключением тех коротких промежутков времени, когда происходит перепись новой информации из блока 66. Это позволяет эффективно использовать рабочую поверхиость ленты. По окончании цикла контроля накопленная на ленте информация может быть обработана на универсальной или на специализированной ЭЦВМ.

Предмет изобретения

Устройство для съема показаний часов, содержащее датчик с круговой разверткой и одиовременным высотным сканированием его зоны чувствительности, схему преобразования фазы следования импульсов в цифровой код,

регистр сдвига, цифро-аналоговый преобразователь, амплитудный селектор и схему кодирования, отличающееся тем, что, с целью автоматизации контроля хода часов, на выходе датчика подключена схема преобразования

фазы следования видеоимпульсов в цифровой код, переписываемый в регистр сдвига, на выходе которого подсоединен цифро-аналоговый преобразователь, связанный через амплитудный селектор со схемой цифрового кодирования временного положения импульсов от стрелок.

Со ScEx г о лобок fuz. /

36

3

3ff

-И

Перепис

2

37

-J.

«

43

56

5

52

49

5/

О1 уроВня

фиг-.З