АВТОМАТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ Советский патент 1971 года по МПК G01R35/00 

Изобретение относится к области измерительной техники.

Известны установки для автоматической поверки стрелочных приборов по методу задания образцового сигнала по образцовому прибору и содержащие источник опорного сигнала, преобразователь, вычислительное и программное устройство. С помощью электродвигателя преобразователь перемещается вдоль щкалы по заданной программе и останавливается против одной из поверяемых отметок. Одновременно или несколько позже по команде от программного устройства на вход прибор.а подается сигнал, соответствующий положению этой отметки. В поле зрения преобразователя, представляющего собой одноканальное сканирующее устройство, попадают только поверяемая отметка и соседние с ней справа и слева отметки шкалы. При сканировании на выходе преобразователя получаются импульсы, соответствующие отметкам и указателю, занявшему определенное положение относительно поверяемой отметки в пределах поля зрения преобразователя. Путем формирования и логической обработки сигналов линейные интервалы на шкале прибора между отметками шкалы и указателем преобразуются в пропорциональные им интервалы времени с представлением, их в число - импульсной форме. Соотношения этих

интервалов позволяет судить о погрешности приборов.

Указанная установка позволяет по заданной программе определять погрешность испытываемого прибора. При этом, так как в поле зрения преобразователя попадает только небольшой участок щкалы, погрешность прибора можно определить, если она не превышает одного деления шкалы. Точность получаемых

с помощью установки результатов недостаточна, так как при преобразовании линейных интервалов во временные не уч-итывается действительная ширина отметок и указателя.

Удобно рез)льтаты испытаний приборов получать не только в виде погрешности, но также в виде ноказаиий приборов в определенной точке шкалы. Это позволит применить такую установку при поверке образцовых приборов с условной шкалой, а также при проведении других видов испытаний, например при определении динамических характеристик приборов. Применение в установке одноканального

преобразователя не обеспечивает нолучение

высокой разрешающей способности, которая

в данном случае определяется соотношением

ширины отметок и указателя. бора, имеющего равномерную или неравномерную шкалу, с высокой точностью и разрешающей способностью, и автоматическое получение результатов считывания показаний прибора при нахождении указателя в любой точке его шкалы, выраженных в виде числа целых делений и долях деления шакалы. Для достижения этой цели предлагаемая установка снабжена формирующе-логической схемой, подключенной к выходу преобразователя и имеюще.й четыре канала, и блоком измерения отношения, позволяющим в цифровой форме определить долю деления шкалы, при этом первый канал форм.ирующелогической схемы, служащий для получения результатов измерения линейного интервала на шкале прибора между указателем и ближайшей пройденной им при прямом ходе поверки отметкой, и второй - для получения результатов измерения интервала делелия шкалы, в котором в данный момент находится указатель, подключены к соответствующим входам блока измерения отношения, третий кана.ч формирующе-логичеокой схемы, служащий для 1получе1ния результата грубого отсчета, выраженного в виде числа целых делений Щкалы, пройденных указателем, подключен к первому входу вычислительного устройства и первому входу счетчика результата считывания, ко второму входу которого подключен выход блока. изме,рения отношения, который; также подключен ко второму входу вычислительного устройства, выход которого, в свою очередь, соединен со входом счетчика ногрещности, а четвертый канал подключен К цепям управления источника опорного сигнала и программного устройства. На фиг. 1 показана блок-схема предложенной установки; на, фиг. 2 - геометрические соотношения контролируемых на шкале прибора линейных интервалов и соответствующие им временные диаграммы сигналов, позволяющие оце1нить эти интервалы и найти их отношение с учетом, действительной ширины отметок и указателя. Установка состоит из устройства / для автоматического задания образцовой величилы (опорного сигнала), значение которой соответствует определе.нной поверяемой на шкале прибора 2 отметке; {в качестве такого устpofiCTBa при поверке, например, показывающих манометрических приборов может быть использован автоматический, задатчик давления АЗД-2,5, при поверке индикаторов часового типа - прибор типа 2ПКИ и т. д.); фотоэлектромеханического преобразователя положения указателя на щкале прибора в электрические сигналы 3, представляющего собой двухканальное устройство развертывающего преобразования, содержащее фотографический объектив, в фокальной плоскости которого установлен сканирующий элемент, выполненный в виде двух укрепленных на вращающемся барабане фотодатчиков 4 (для круговых и дуговых шкал), которые настроены определенным образом относительно отметок шкалы и указателя; ;формирующе - логической схемы 4, служащей для формирования временных интервалов, нропорциолальных контролируемым на щ;кале прибора линейным интервалам Sx и SN (фиг. 2), с представлением их в число - импульсной форме и автоматическом внесеНИИ ноправки на ширину отметок и указателя, для получения результата грубого отсчета, формирования времени индикации, импульса сброса и т. д. Схема представляет собой функционально соединенные узлы электронных схем, таких как бесконтактные электронные ключи, вентильные схемы, делители, одновибраторы, инверторы, логические схемы «ИЛИ и т. д.; блока 5 нахождения отношения, который служит для определения в цифровой форме доли деления шкалы AS Sx/5N. Блок содержит двоичные счетчики, схемы сравнения, нересчетную схему, ключ, делители; вычислительного устройства 6 для нахождения разности между действительными и расчетными показаниями поверяемого прибора, т. е. погрешности, выраженной числом целых делений и долях деления шкалы с учетом знака. Блок состоит из двоичных счетчиков, дешифраторов, триггеров, логической схемы «И-НЕ ; программного устройства 7 для задания образцовой величины в число - им-пульсной форме в соответствии с числом и расположением поверяемых на шкале прибора отметок или, ч;то то же самое, для задания расчетного значения показаний нрибора в каждой поверяемой отметке. Блок состоит из трех идентичных схем, каждая из которых содержит многопозиционный переключатель, подключенный к источнику питания и служащий для потенциального задания в двоичном коде требуемой информации, двоичных счетчиков и схем сравнения. Кроме этого блок содержит ключи, вентильную схему, делитель, генератор импульсов, линию задержки, реле времени и т. д.; десятичных счетчиков 8 и 9 с индика-цией. соответственно результатов считывания и погрешности, состоящих из двоичного счетчика с обратными связЯМи, дещифратора и цифровых индикаторных ламп. Установка работает следующим о.бразом. Прежде вСего задают программу поверки, в которую входят число поверяемых на шкале прибора отметок, их расположение - шаг поверки, положение поверяемой отметки с шагом, отличным от равномерного (если такая имеется). Затем начинается сканирование шкалы поверяемого прибора, при котором в момент пересечения сканирующим элементом изображения указателя выдается, импульс tb, я-влящии для согласования работы отдельных блоков установки.

Закодированная в программном устройстве информация о расчетных показаниях прИбора в каждой поверяемой отметке поступает на ВХОД III вычислительного устройства 6 и запоминается та.м.

При первом пересечении сканирующим элементом указателя на цифровом табло счетчнка 8 представляется результат считывания, который также является погрепшостью поверяемого прибора в нулевой отметке, которая, в свою очередь, представляется на цифровом табло счетчика 9 с соответствующим знаком и одновременно регистрируется на цифропечатающей машине JO.

Практически одновременно (через небольшую задержку) импульс от указателя гь дает команду устройству / на установку значения входного сигнала (в его естественной форме), соответствующего следующей (после нулевой) поверяемой отметки ш.калы.

За время Г-Тц±Д,

где Гц - время цикла сканирования шкалы,

Д - время, затрачиваемое скаиирующим элементом на прохождение участка шкалы между двумя оцифрованными (поверяемыми), отмет,ками шкалы,

знак «- соответствует прямому ходу поверки,

знак «-{- - обратному,

на вход поверяемого прибора должно успеть установиться значение сигнала, соответствующее заданной поверяемой отметке, и все переходные процессы, связанные с нарастанием (убыванием) сигнала должны прекратиться, а указатель - успокоиться. При этом занимаемое на шкале прибора положение указателя зависит от значения входного сигнала и точности поверяемого прибора.

Действительные показания прибора получают с помощью блоков (5, 4, 5, 8). Сигналы от датчиков канала отметок и указателя фотоэлектромеханического преобразователя 3 в виде импульсов г, i, i, i, i, t, соответствующих передним и задним кром-кам отметок и указателя (см. фиг. 2), а также сигналы начала и конца цикла сканирования шкалы поступают в формирующе-логическую схему 4. Формирование пачки импульсов N, пропорциональной интервалу SN с помощью этой схемы осуществляется по формуле Л/1 /2-Ь м+/2. С целью выделения интервала SN из общего числа интервалов на шкале прибора производится последовательное измерение всех интервалов деления шкалы Si с последующим сбросом, результата измерения, если в интервале нет указателя. Если же в данном интервале находится указатель, сброс блокируется сигналом от указателя.

Формирование пачки импульсов MI, пр олорциональной интервалу Sx производится аналогично формированию пачки N по формуле

Сформированные в блоке 4 пачки импульсов MI и ;Vi ;оступают на вход I и вход И блока 5, выход которого подключен ко входу П счетчика 8 (к декадам ст пени «точного отсчета - доли деления шкалы). Резз льтат измерения ступени «грубого отсчета в виде числа импульсов, .пропорциональных числу пройденных указателем делений шкалы, с выхода П1 блока 4 поступает непосредственно

на вход I счетчика 8 (декады ступени «грубого отсчета). Кроме того, результаты считывания, соответствующие действительным показаниям испытываемого прибора в виде грубого и.точного отсчетов поступают соответственно на входы I и II вычислительного устройства 6, где сравниваются с заранее заведенными туда с программного устройства расчетными показаниями прибора для каждой поверяемой отметки.

На вы.ходе вычислительного устройства получают разность между действительными и расчетными показаниями испытываемого прибора, т. е. погрешность, выраженную в числе целых делений и долях деления шкалы с учетом знака погрешности. Указанные значения погрешности поступают на вход счетчика 9 с цифровой индикацией и одновременно регистрируются па цифропечатающей машине 10, После того как все поверяемые на шкале

прибора отметки при прямом ходе будут поверены, на блок 4 с программного устройства 7 поступает блокирующий сигнал, обеспечивающий в случае необходимости выдержку испытываемого прибора в течение определенного времени при входном сигнале, соответствуюш,ем верхнему пределу измерения прибора. После этого дается команда на продолжение поверки по обратному ходу.

Предмет изобретения

Автоматическая установка для метро.тогических испытаний стрелочных измерительных приборов, содержащая источник опорного

сигнала, подключенный к поверяемому прибору, вычислительное и программное устройство, а также преобразователь положения указателя на шкале прибора в электрические сигналы, например фотоэлектромеханический,

отличающаяся тем, что, с целью повышения точности измерений, получения результатов испытаний в виде показаний прибора и его погрешности, выраженной в виде числа целых делений п долей деления шкалы с учетом знака и действительной ширины отметок шкалы и указателя, она снабжена формирующе-логнческой схемой, подключенной к выходу преобразователя и имеющей четыре канала, н блоком измерения отношения, позволяющим в цифровой форме определить долю деления шкалы, при этом первый канал формирующе-логической- с.хемы, служащий для получения результатов измерения линейного интервала на шкале прибора между