Устройство для контроля параметров Советский патент 1982 года по МПК G05B23/02 

Изобретение относится к- автоматике и контрольно-измерительной технике, может быть применено для контроля параметров.

По основному авт.св. № 418833 известно устройство для автоматического контроля параметров, содержащее коммутатор, преобразователи, программный блок, счетчик . Устройство позволяет при кс1нтроле параметров объектов при преобладающей случайной погрешности преобразователей параметров получать результаты с повьошенной достоверностью путем многократного контроля каждого параметра ClJ.

Однако это устройство имеет низкое быстродействие вследствие увеличенного среднего времени обработки одного параметра, так как. для формирования решения о качестве параметра с заданной достоверностью необходимо в каждом кадре программы контроля проведение назначенного числа контррльншс тактов.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля /параметров, содержащее первый коммутатор, соединенный выходами с первыми входами преобразователей, соединенных выходами с первыми входами вычислителя, первый выход которого соединен спервым входом программного блока,первые, второй и третьи выходы которого соединены соответственно с первыми входами первого коммутатора, с вторым входом вычислителя и с вторыми входами преобразователей, счетчик,

10 соединенный счетным входом с вторым .выходом вычислителя,установочными входами - с соответствующими четвертыми выходами программного блока, выходом - с вторым входом программного

15 блока, введены блок опорных сигналов, первый и второй блоки вычитания, первый и второй компараторы, элемент 21ШИ-И,триггер, элемент И и второй коммутатор, соединенный входами с

20 выходами соответствующих преобразователей , выходом - с первыми входами первого и второго блоков вичитания, соединенных вторыми входами с соответствующими первыми выходами блока

25 опорных сигналов, выходами - соответственно с первыми входами первого и второго компараторов, вторые входы которых подключены к второму выходу блока опорных сигналов, выходы - к 30 первому и второму входам элемента2ИЛИ-И,соединенного третьим входом выходом триггера, выходом - с первы ми входами триггера, элемента И и с третьим входом программного блока, подключенного четвертым входом к вы ходу элемента И, соединенного вторым входом со счетным входЬм счетчи ка, выход которого соединен с вторым входом триггера, первые выходы программного блока соединены с соответс вующими входами блока опорных сигна лов . На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 график зависимостей, поясняющих работу устройства. Устройство содержит первый комму татор 1, преобразователи 2, вычисли тель 3, счетчик 4, триггеры 5, программный блок б, второй коммутатор первый 8 и второй 9 блоки вычита.ния, первый 10 и второй 11 компараторы, элемент 2ИЛИ-И 12, триггер 13 элемент И 14, блок 15 опорных сигна лов. Устройство работает следующим об разом. Объект контроля подключается к устройству через коммутатор, 1. Коммутатор 1, преобразователи 2, вычислитель 3 и блок 15 опорных сигналов управляются по цепям управления командами, поступакяцими от программно го блока 6. По установочным входам триггеры 5 управляются с выходов програглмного блока 6. При переходе на очередной кадр программы контроля по сигналам программного блока 6, передаваемым по цепям управления, производится соответствующая коммутация цепей в коммутаторе 1 и очередной параметр X поступает в один из преобразоватетлей 2. Пусть необходимо, чтобы контролируемый параметр X находился в пределах нижнего XH и верхнего Xg допустимых значений, т.е. если Х сХ K то объект по данному параметру признается годным, в противном случае не годным. При этом под воздействием управляющих сигналов из программного блока 6 в блоке 15 опорных сигналов на двух его выходах, соединенных с входами блоков 8 и 9 вычитания, форм руются опорные сигналы Y и Y2,величина которых равна соответственно верхнему Хд и нижнему Xj, допустимому значению контролируемого в данном кадре параметра X, а на третьем выхо де, соединенном с опорными входами компараторов, опорный сигнал У-, величина которого равна граничному значению й.г погрешности преобра зователя 2, на который в данном кадре поступает .контролируемый параметр X. Компараторы 10 и 11 формируют при этом на выходе сигнал, равный ло гической 1, в случае если разности преобразованного параметра Y и соответственно опорных сигналов Yf и Y равных верхнему Xg и нижнему Х допус-. тимому значению контролируемого параметра X, по модулю превышают значения / опорного сигнала Y, равного граничному значению дг погрешности д соответствующего преобразователя 2, поступающего на опорные входы компараторов 10 и 11, т.е. в случае, если /Y -Y-f / 7 Y3 или, что то же самое, /Х+ д - , выходной сигнал компаратора 10 равен логической 1, в противном случае - О, и если IY ,/7Y3 или, что то же самое, / Х+ д -XH/ дг, выходной сигнал компаратора 11 равен логической 1, в противном случае - О. Триггер 13 по команде ив программного блока 6 (не показано) устанавливается в исходное нулевое состояние, так что на его выходе формируется логическая 1. Преобразованный преобразователем 2 сигнал Y (напр,имер, в виде постоянного напряжения) поступает в вычислитель 3 и через коммутатор на входы . блоков 8 и 9 вычитания. В результате обработки на выходе вычислителя 3, соединенном с входом элемента 14, появляется сигнал 1, в случае признания объекта по данному параметру X годным, т.е. если XH Y Х, в случае признания объекта не годным по. данному параметру, т.е., если Y Х, или Y 7 Xg, на рассматриваемом выходе вычислителя 3 логический сигнал равен О. Одновременно с процессом преобразования контролируемого параметра X с выходов блока 6 в счетчик 4, состоящий из триггеров 5, записывается, число, равное разности числового объема счетчика 6 и числа результатов Годен,необходимого для получения Конечного результата Годен . с заданной достоверностью. Преобразованный преобразователем сигнал Y поступает на блоки 8 и 9 вычитания. В зависимости от соотношений сигY Х+ S Y-V. Л1, поступаюцих соответственно от преобразователя 2 и блока 15 опорных сигналов, устройство работает в двух режимах: режиме достоверного анализа ив критическом режиме. Если разность преобразованного сигнала Y и соответственно опорного сигнала Y или сигнала Y. по модулю больше опорного сигнала Yy , т.е. если/Х+ i -Хв/7дг или/Х+ Д-Хц/ дг, то устройство работает в режиме достоверного анализа,,при котором сигнал, соответствующий логической 1, соответственно с выхода кОг/птаратора 10 или 11 через элемент 2ИЛИ-И 12 поступант на вход программного :блока б и на вход элемента П 14. Конъюнкция сигналов с выхода вычисл теля 3 и с выхода элемента 2ИЛИ-И 1 поступае.- с выхода элемента 14 на вход блока б, Под действием логической 1 от элемента 12 блок б анализирует сигнал на входе, соединенном с элементом 14 и, если он равен логической i, т.е.,, когда вычислитель 3 признает объект годным по данному парам тру (т.е. X,, Y Хр) и при этом вютолняется одно из неравенств |Х+ U -YpJ дг или /Х+ д -Хн|7лг фиксируекых блоками 8 и 9 и компара торами 10 и 11, то объект признаетс годным по данному параметру. Если сигнал на входе блока б, соединенно с элементом 14, равен логическому О, т.е. вычислитель 3 признает объект не годным по данному парамет ру (т.е. Y XH или У Хс). 11ссле анализа сигнала на входе блока б, соединенном с элементом 14, и формирования суждения о годности контрочируемого объекта по данному параметру, программный блок б отраб тывает переход на следующий кадр программы контроля. Если разность преобразованного сигнала У и соответственно опорного сигнала У или сигнала Y по мо.дулю меньше опорного сигнала У, т.е.если.. f Х+ а, -или |Х+ Д -Х|,4;дг, тоустройство работа ет в критическом режиме, при котором на выходе элемента 2ИЛИ-И 12 формируется логический 0., который устанавливает триггер 13 в единичное состояние, при котором сигнал на его выходе становится равным логт ескому О. При этом сигнал на входе блока б, соединенном с выходом элемента 12, с этого момента и до конца кадра программы контроля остается равным логическому О. В случае признания вычислителем объек та годным, сигнал с выхода вычислителя 3 поступает на вход счетчика 4 и увеличивает число, записанное в нем на 1. После этого начинается очередной контрольно-измерительный такт. Если назначенное число тактов еще не прошло, и счетчик 4 уже заполнен. что означает получение необходимого числа результатов Годен с заданно достоверностью, чт.о счетчик 4 переп няется, сигнал с выхода переполнени счетчика 4 поступает на вход блока и блок б отрабатывает переход на сл дующий кадр. При этом объект призна ется годным по данному параметру. В предельном случае переполнение счетчика 4 происходит fia последнем из назначенных контрольных тактов. Если же в течение времени, отведенного на проведение назначенного числа контрольных тактов, переполнения счетчика 4 не происходит, это означает, что решение Годен с за данной достоверностью не может быть принято, и блок б принимает решение Не годен, которое индицируется на пульте оператора (не показан).Таким образом, переход на новый кадр программы контроля отрабатывается блоком б или по приходу логической 1 на его вход с выхода элемента 12, что соответвтвует режиму достоверного анализа, при котором решение о годности объекта, принятое вычислителем 3 в данном контрольном такте, признается достоверным, или по приходу .сигнала с выхода переполнения счетчика 4 на вход программного бло- ка б, что соответствует критическому режиму (логическая 1 с элемента 12 не поступает на блок б), при котором решение о годности объекта блок б принимает по соотношению количества решений Годен, принятых вычислителем 3, и общего количества назначенных контрольных тактов. На фиг. 2 показаны графики функции плотности распределения параметра f(X) и погрешности преобразователей f(St). Преобразованное Y значение параметра X с учетом погрешности преобразователя равно сумме Y - X ч- Д. Граничное значение и г погрешности выбирают с учетом того, чтобы вероятность принятия погрешностью значения, превышающего граничное значение Д г было незначительным, т.е. Р( д7Дг )- О . Например, если известно, что погрешность преобразователя распределена по нормальному закону с дисперсией G , то можно применять . Если граничные значения поргрешностёй неодинаковы для положительных и отрицательных значений,, то за величину д г следует принять большее по абсолютной величине граничное значение. На фиг. 2 режиму достоверного анализа соответствует область нахождения контролируемого параметра X в диапазонах, соответствующих заштрихованным областям (области достоверного анализа) , т.е. когда-00 .х X , - дг или Хц-. Хр -дг, или Х0 + ьг Х оо или, что то же самое, когда /X + Л-Х„/ дг или /Х+ & , В этой области любое значение погрешности в пределах не может повлиять на правильность принятия решения о годности объекта по данному параметру.. Граничному режиму на фиг. 2 соответствует область нахождения парамотра X в граничных диапазонах,соотjjcTCTByroujHx неэаштрихованным областям (граничные области), т.е. когда

1х + & или |х + Л - ,

При этом при проведении однократного контроля в случае, если Хр, а X + Х или X + Хр, а также в случае, если X Х или X Хд, а В решение о годности объекта по контролируемому параметру будет Неверно . .

Для уменьшения влияния случайных погрешностей преобразователей на результаты контроля в этом случае производят назначенное число контрольных тактов для получения статического решения о годности объекта с целью получения заданной достоверности результатов.

Таким образом, в предлагаемом устройстве многократный контроль для принятия статистического решения о годности объекта контроля производится только в случае нахождения контролируемого параметра в граничных диапазонах, в которых случайная по- . грешность преобразователей может повлиять на правильность принятия решения вычислительным блоком-, в отличие от известного устройства, в котором многократный контроль производится в каждом кадре контрольной программы. При этом в предлагаемом устройстве в результате введения режима достоверного анализа Среднее время обработки одного параметра значительно уменьшается, а выигрыш в быстродействии пропорционален отношению вероятностей нахождения койтролируемого параметра в областях достоверного анализа к вероятности нахождения его в граничных областях и може составлять 5-10 раз.

Формула изобретения

Устройство для контроля параметров по авт.св. 418833, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства в него введены блок опорных сигналов, первый и второй блоки вычитания, первый и второй компараторы, элемент 2ИЛИ-И, триггер, элемент И. и второй коммутатор, соединенный входами с выходами соответствующих преобразователей, выходом - с первыми входами первого и второго блоков вычитания, соединенных вторыми входами с соответствующими первыми выходами блока опорных сигналов, выходами - соответственно с первыми входами первого и второго компараторов, вторые входы которых подклю ены к второму выходу блока опорных сигналов, выходы - к первому и второму входам элемента 2ИЛИ-И, соединенного третьим входом с выходом триггера, выходом - с первыми входами триггера, элемента И и с третьим входом программного блока, подключенного четвертым входом к выходу элемента И, соединенного вторым входом со счетным входом счетчика,выхо которого соединен с вторым входом триггера, первые выходы программног блока соединены с соответствующими входами блока опорных сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 418833, кл. G 05 В 23/02, (прототип).

(Риг2