Компенсационное измерительное устройство Советский патент 1976 года по МПК G01R17/06 

1

Изобретение относится к области измерительной техники.

Известны компенсационные измерительные устройства, содержащие блок сравнения, включающий компенсирующий элемент с ДВ1ИЖКОМ и усилитель сигнала рассогласования, и управляемый от этого усилителя электропривод, связанный с движком компенсирующего элемента, причем в качестве электропривода используются реверсивные двигатели I.

Схемы устройств содержат специальные приспособления, обеспечивающие останов двигателя в положении, соответствующем моменту компенсации, что влечет за собой либо конструктивное усложнение, либо увеличение трудоемкости настройки.

Необходимость использования этих специальных приспособлений исключается в компенсационном измерительном устройстве, в котором в качестве электропривода, связанного с движком компенсирующего элемента, используется шаговый двигатель 2.

Это устройство содержит последовательно включенные блок сравнения, включающий компенсирующий элемент с движком и усилитель сигнала рассогласования, шаговый двигатель, связанный с движком компенсирующего элемента, коммутатор шагового двигателя и узел формирования импульсов управления коммутатором.

Однако такое устройство позволяет производить запись в установленном масштабе только колебания входного сигнала от условной нулевой линии, в то время как в ряде случаев, например в случае определения накопленной погрешности при контроле зубчатых колес, требуется осуществление последовательной записи исследуемых отклонений, т.е. получение диаграммы суммы последовательности отдельных отклонений.

Цель изобретения - расширение области применения путем осуществления последовательной записи исследуемых отклонений, например, накопленной погрешности при контроле зубчатых колес.

Это достигается тем, что предлагаемое компенсационное измерительное устройство

снабжено операционным суммирующим усилителем, запоминающей ячейкой, например накопительным конденсатором, и двумя переключающими элементами. При этом выход операционного суммирующего усилителя подключей к входу усилителя сигнала рассогласования, один из входов - к источнику исследуемого сигнала, а другой вход соединен с запоминающей ячейкой и через переключающий элемент с движком компенсирующего

элемента, причем другой переключающий элемент подключен к выходам узла формирования имнульсов управления коммутатором.

На чертеже представлена принципиальная схема компенсационного измерительного устройства.

Устройство содержит блок 1 сравнения, включающий компенсирующий элемент 2 с движком 3, связанным, например, с пишущим узлом (на схеме не показан), и усилитель 4 сигнала рассогласования, шаговый двигатель 5, коммутатор 6 шагового двигателя, узел формирования импульсов управления коммутатором, состоящий из пороговых устройств 7 и 8, в качестве которых могут быть использованы, например, диодно-регенеративные компараторы. Устройство содержит также операционный суммирующий усилитель 9 и запоминающую ячейку в виде накопительного конденсатора 10. В качестве запоминающей ячейки может быть также использован, например, накопительный аналого-цифровой преобразователь.

Шаговый двигатель 5 связан с движком 3 компенсирующего элемента 2 (на чертеже эта связь условно показана штрих-пунктирной линией), а вход 11 узла формирования импульсов управления коммутатором связан с выходом 12 усилителя 4; выход 13 усилителя 9 подключен к входу 14 усилителя 4, а вход 15 усилителя 9 - к источнику исследуемого сигнала 16. Запоминающая ячейка конденсатор 10 подключена к входу 17 усилителя 9 и через переключающий элемент 18 - к движку 3. Между входами 19 и 20 коммутатора и выходами 21 и 22 узла формирования импульсов управления коммутатором установлен переключающий элемент 23, управляемый вместе с переключающим элементом 18 общим командным устройством (на схеме не показано). Связь между переключающим элементом 23 и выходами 21 и 22 узла формирования импульсов может быть осуществлена, например, черед диоды 24 и 25 и конденсаторы 26 и 27 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

До поступления команды на осуществление записи, т. е. до размыкания переключающих элементов 18, 23, входы коммутатора 6 блокированы по цепям: конденсатор 26, диод 24, подключающий элемент 23 и конденсатор 26, диод 25, переключающий элемент 23. Шаговый двигатель заторможен и не реагирует на импульсы управления. Конденсатор 10 заряжен до напряжения t/c, соответствующего положению компенсирующего элемента. На вход 14 усилителя 4 сигнала рассогласования поступает напряжение, пропорциональное алгебраической сумме напряжений U и Uc, поступающих соответственно от источника исследуемого сигнала 16 и накопительного конденсатора 10.

При поступлении команды на запись конденсатор 10 отключается от цепи компенсирующего элемента, а входы коммутатора подключаются к узлу формирования импульсов управления шаговым двигателем. Движок компенсирующего элемента перемещается на величину, пропорциональную f/c, так как он соединен с вторым входом усилителя рассогласования. При этом постоянная времени , где вх есть входное сопротивление операционного суммирующего усилителя, должно быть на порядок больше времени, необходимого для компенсации максимально возможного значения Ux.

После нрекращения действия команды на занись происходит отключение элементов 18 и 23. Конденсатор 10 заряжается до напряжения Uc+Ux, так что при последующей записи начало вектора текущего отклонения совпадет с концом вектора, соответствующего предыдущему отклонению. Полная запись, таким образом, представляет диаграмму суммы векторов, соответствующих отдельным отклонениям контролируемого параметра.

Пусть, например, измеряемая величина X в течение п тактов измерения принимала значения соответственно Xi, 2, Xz, ..., Хп. В первом такте -измерения на выходе компенсатора получается Xi, на втором Xi + Xz, на треть1-п

ем Xi+Xz+Xz и на я-м такте 2

Введение в измерительное устройство операционного суммирующего усилителя, запоминающей ячейки и переключающих элементов, управляемых общим командным устройством, а также установление определенных

связей между новыми узлами и узлами, имевшимися в известном устройстве, позволяет расширить область применения компенсационных измерительных устройств с шаговым двигателем и использовать такие устройства,

например, при определении накопленной погрешности зубчатых колес.

Формула изобретения

Компенсационное измерительное устройство, содержащее последовательно включенные блок сравнения, включающий компенсирующий элемент с движком и усилитель сигнала

рассогласования, шаговый двигатель, связанный с движком компенсирующего элемента, коммутатор шагового двигателя и узел формирования импульсов управления коммутатором, отличающееся тем, что, с целью

расщирения области применения путем осуществления последовательной записи исследуемых отклонений, например, накопленной погрешности при контроле зубчатых колес, оно снабжено операционным суммирующим усилителем, запоминающей ячейкой, например накопительным конденсатором, и двумя переключающими элементами, при этом выход операционного суммирующего усилителя подключен к входу усилителя сигнала рассогласования, один из входов - к источнику исследуемого сигнала, а другой вход соединен с запоминающей ячейкой и через переключающий элемент с движком компенсирующего элемента, причем другой переключающий элемент подключен к выходам узла формировайия импульсов управления коммутатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1.Авт. св. СССР № 100485, G OIR 17/06, 20.07.53.

2.Авт. св. СССР № 325559, G 01R 17/06, 05.04.70.