Устройство для измерения амплитуды колебаний баланса механических часов

 

Изобретение относится к часовому приборостроению. Цель изобретения - повьшение точности измерения амплитуды колебаний баланса механических часов Устр-во работает в режиме адаптации для корректировки значения угла подъема баланса и в режиме непосредственного измерения амплитуды колебаний баланса контролируемых часов. Часы с известным значением амплитуды колебаний баланса (АКБ) устанавливаются на датчики устр-ва. На основе косвенного метода, реализованного в устр-ве, измеряется АКБ для каждых часов. Для каждых измеряемых часов устанавливается угол подъема баланса и в процессе измерения определяется среднее значение амплитуды колебаний баланса за га полупериодов , которое в блоке сравнения сравнивается с известным значением АКБ. Угол, при котором наступает равенство АКБ, заносится в регистр памяти, в котором после измерения п часов будет находиться п значений угла подъема баланса, которые после обработки в вычислительном блоке преобразуются в среднее значение, которое будет являться скорректированным углом подъема баланса, используемым в режиме непосредственного измерения АКБ остальных часов из партии . 2 ил. $ СО 00 СП ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 G 04 D 7/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ - езц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1;:.

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4090137/24-10 (22) 16,07.86 (46) 30.03.88. Бюл. Р !2 (71) Куйбышевский политехнический институт им.В.В.Куйбышева (72) В.П.Миронов и В.Н.Яшин (53) 621.317.39:531.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 838658, кл.Г 04 D 7/12, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 1 254430,,кл.G 04 D 7/12,,1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ AMIIJIHТУДЫ КОЛЕБАНИЙ БАЛАНСА МЕХАНИЧЕСКИХ

ЧАСОВ (57) Изобретение относится к часовому приборостроению. Цель изобретения — повышение точности измерения амплитуды колебаний баланса механических часов, Устр-во работает в режиме адаптации для корректировки значения угла подъема баланса и в режиме непосредственного измерения амплитуды колебаний баланса контроли„„SU„, 1385121 А 1 руемых часов. Часы с известным значением амплитуды колебаний баланса (АКБ) устанавливаются на датчики устр-ва. На основе косвенного метода, реализованного в устр-ве, измеряется

АКБ для каждых часов. Для каждых измеряемых часов устанавливается угол подъема баланса и в процессе измерения определяется среднее значение амплитуды колебаний баланса за m полупериодов, которое в блоке сравнения сравнивается с известным значением АКБ. Угол, при котором наступает равенство АКБ, заносится в регистр памяти, в котором после измерения п часов будет находиться п значений угла подъема баланса, которые после обработки в вычислительном блоке преобразуются в среднее значение, которое будет являться скорректированным углом подъема баланса, используемым в режиме непосредственного измерения АКБ остальных часов из партии. 2 ил.

1385121

Лср ф л 1

2sin ——

Л Л вЂ” максимальное отклонение от

1 — время прохождения балансом базового угла;

Т, — номинальный период колебаний баланса.;

je1 где

Режим адаптации осуществляется следующим образом.

Из партии, состоящей из N часов, выбирают и часов, репрезентативность

Изобретение относится к часовому приборостроению и может быть использовано для контроля амплитуды колебаний баланса часов в автоматизиро5 ванных системах контроля.

Цель изобретения — повышение точности измерения амплитуды колебаний баланса механических часов.

Устройство для измерения амплиту= ды колебаний баланса механических часов работает в двух режимах— адаптации и непосредственного измерения амплитуды колебаний баланса контролируемых часов. 15

Режим адаптации предполагает предварительную подготовку устройства, цель которой скорректировать значение угла подъема баланса, вводимое во второй вычислительный блок уст- 2() ройства.

Для получения более точной оценки амплитуды колебаний баланса, необходимо производить в процессе измерения коррекцию угла подъема, т.е. 25 для каждых часов в процессе измерения амплитуды вместо номинального значения Л„ вводить его действительное значение Л;. В предлагаемом устройстве коррекция угла подъема баланса 30 осуществляется на основе замены номинального значения угла Л „ средним значением Л, выбранных часов из всей партии N контролируемых ча-, сов. Истинное значение амплитуды колебаний баланса определяется исходя из соотношения:

Л„ ф = - - -- щ - - - Ы

2s in — — 2sin ——

40 о То выборки определяют на основе известных статистических методов. Для каждых выбранных часов измеряют амплитуду колебаний баланса одним из известных прямых методов измерения, например фотоэлектрическим методом с предварительно снятой крышкой часов. Основным требованием к применению выбранного прямого метода является условие, при котором точность измерения амплитуды колебаний баланса прямым методом была бы выше точности измерения того же параметра косвенным методом (по углу подъема баланса).

Часы (п часов ) с известными значе- ниями амплитуды колебаний баланса устанавливают на датчики устройства, и снова на основе косвенного метода, реализованного в устройстве, I измеряют последовательно во времени амплитуду колебаний баланса для каждых часов. Для каждых измеряемых часов устанавливают первоначальный угол подъема баланса Л и в процесн се измерения определяют среднее значение амплитуды колебаний баланса

sa m полупериодов, которое в блоке сравнения сравнивается с известным значением амплитуды колебаний баланса. Если среднее значение амплитуды колебаний баланса, полученное косвенным методом, не соответствует значению амплитуды для тех же часов, на полученному прямым методом, то во второй вычислительный блок вводят значения угла подъема баланса равного Л„+ дЛ,, Л„ 1 2 4Л и т.д. до установления равенства значений амплитуд колебаний баланса. Угол, при котором наступает равенство амплитуд колебаний баланса, заносится во второй регистр памяти. Далее для следующих часов определяют угол подъема баланса, при котором наступает равенство среднего значения с известным значением амплитуды колебаний баланса для этих же часов, но определяемым прямым методом. Полученное значение угла подъема баланса вновь заносится во второй регистр памяти.

Во втором регистре памяти после измерения п часов находится п значений Л, которые после обработки в первом вычислительном блоке преобразуются в среднее значение Л,, которое и является скорректированным углом подъема баланса, используемым

1385121 в режиме непосредственного измерения амплитуды колебаний баланса остальных часов из партии N.

На фиг.l представлена схема устройства для измерения амплитуды ко лебаний баланса; на фиг ° 2 — временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства.

Устройство состоит из датчиков 1 звуковых сигналов, аналогового коммутатора 2, входы которого подключены к выходам датчиков 1 звуковых сигналов, а выход аналогового коммутатора

2 подключен к последовательно соединенным усилителю-формирователю 3 и детектору 4, выход которого подключен к первому входу первого компаратора 5, второй вход которого под- 20 ключен к источнику 6 опорного напряжения, а выход первого компаратора 5 подключен к первому входу триггера

7, выход которого подключен к первому входу первой логической схемы И 8, 25 входу запуска ждущего мультивибратора 9 и входу запуска генератора 10 .пилообразного напряжения, выход которого подключен к второму входу второго компаратора 11, первый вход второго компаратора ll подключен к выходу детектора 4, а выход — к первому входу схемы 12 выделения фронтов, выходы которой через второй блок 13 формирования импульсов подключены к входам логической схемы

ИЛИ 14, второй сбрасывающий вход схемы выделения фронтов 12 подключен к второму сбрасывающему входу, генератора 10 пилообразного напряжения, второму сбрасывающему входу триггера

7, первому входу блока 15 управления, выходу:первого формирователя

16 импульсов, вход которого подключен к выходу ждущего мультивибрато- . 45 ра 9, выход первого формирователя

16 импульсов подключен также к входу разрешения считывания программируемого постоянного запоминающего устройства 17 и сбрасывающему входу счетчика 18, счетный вход которого подключен к выходу первой логической схемы И 8, второй вход которой подключен к выходу источника 19 опорной частоты, а выход счетчика 18 подключен к входу первого регистра 20 памяти, вход записи которого подключен к выходу логической схемы

ИЛИ 4, а выход первого регистра 20 памяти подключен к входу цифровогокомпаратора 21., выход которого подключен к адресному входу блока прог- раммируемого постоянного запоминающего устройства 17, а выход блока 17 через последовательно соединенные второй вычислительный блок 22 и третий регистр 23 памяти подключен к первому входу третьего вычислительного блока 24, выход которого подключен к второму входу блока 25 сравнения, первый выход которого подключен к второму входу второй логической схемы И 26, второму входу блока 15 управления и входу записи второго регистра 27 памяти, выход которого подключен к первому входу первого вычислительного блока 28, выход которого подключен к второму входу первого цифрового коммутатора 29, первый вход которого подключен к выходу первого блока 30 ввода данных, а выход первого цифрового коммутатора

29 подключен к Р-входу реверсивного счетчика 31 выход которого подключен к первому входу второго регистра 27 памяти и второму входу второFo вычислительногo блока 22, управляющий вход которого подключен к третьему выходу блока 16 управления, а первый выход блока !5 управления подключен к управляющему входу аналогового коммутатора 2 и входу второго блока 32 ввода данных, выход которого подключен к первому входу блока 25 сравнения, второй выход блока управления подключен к первому входу второй логической схемы И 28, выход которой подключен к

С-входу реверсивного счетчика 31, а входы "+l." и "-1" реверсивного счетчика 31 подключены соответственно к первому и второму выходу второго цифрового коммутатора 33, второй и третий .управляющие входы которого подключены соответственно к второму и третьему выходу блока, 25 сравнения, а первый вход второго цифрового коммутатора 33 подключен к шестому выходу блока 15 управления, четвертый и пятый выходы блока 15 управления подключены соответственно к входу залиси третьего регистра 23 памяти и управляющему входу третьего вычислительного блока 24, а седьмой выход блока 15 управления подключен к управляющему входу первого вычислительного блока 28 и управляющему

1385121

20 входу первого цифрового коммутатора

29.

Устройство работает следующим образом.

Часы (n часов) с полученными значениями амплитуд колебаний баланса устанавливают на датчики 1 звуковых сигналов предлагаемого устройства в том порядке, в каком их значения 10 амплитуд вводятся в блок,32 ввода данных. Для ввода данных в блок 32 . полученные значения амплитуд переводятся в двоичный код и записываются з оперативное запоминающее устройство блока 32. После этих предварительных операций устройство готово к работе.

Режимы работы "Адаптация" — "Измерение" устанавливается в блоке 15 управления. В режиме "Адаптация" формируется импульс напряжения на первом выходе блока 15 управления, который поступает на управляющий вход аналогового коммутатора 2 и подключает выход первого датчика D к бло- 25 ку 3, одновременно этот импульс поступает на вход блока 32 и производит выборку из оперативного запоминающего устройства блока 32 значения амплитуды в двоичном коде, соответствующего измеренному значению прямым методом амплитуды колебаний баланса часов, установленных на первый датчик. Выбранное значение амплитуд в двоичном коде из ОЗУ блока 32 выставляется на его выходе.

И!умы (звуковые пакеты ), возникающие при работе анкерного спуска первого часового механйзма, воспринимаются первым датчиком 1 звуковых сиг- 40 налов, преобразуются в нем в электрические сигналы хода часов (фиг.2а) и через замкнутый аналоговый ключ коммутатора 2 поступают на вход усилителя 3 с автоматической регулиров 45 кой усиления. Усиленные сигналы с выхода усилителя 3 поступают на вход детектора 4. С выхода детектора 4 продетектированные сигналы (импульсы) хода часов (фиг.2б) поступают на первый вход второго компаратора

11 и первый вход первого компаратора 5. Поступивший с. выхода детектора

4 на первый вход первого компаратора 5 передний фронт импульса шума освобождения 1 (первый импульс хода

55 часов) сравнивается с опорным напряжением П „„, поступающим с выхода источника 6 опорного напряжения. В момент сравнения переднего фронта импульса шума освобождения с опорным напряжением Б „на выходе первого компаратора 5 происходит положитель— ный перепад выходного напряжения, который перебрасывает триггер 7 по первому входу (фиг.2а ). Триггер 7 фиксирует начало формирования временного интервала между первым и третьим импульсами хода часов.

При установлении триггера 7 по входу в состояние "1" передним фронтом этого перепада одновременно запускаются ждущий мультивибратор 9 (фиг.2г) и генератор 10 пилообразного напряжения (фиг.2ж). Одновременно с запуском блоков 9 и 10 на первом входе первой логической схемы

И 8 устанавливается уровень "1".

Импульсы опорной частоты f „ с блока 19 начинают проходить через логическую схему И 8 на счетный вход счетчика 18. Счетчик .18 начинает счет импульсов опорной частоты эа время, равное длительности лрямоугольного импульса, формирующегося на выходе триггера 7. При запуске ждущего мультивибратора 9 на его выходе формируется прямоугольный импульс длительностью

Тн (4 Тмкс + .2 2 где -- — номинальный полупериод коТн

2 лебаний баланса; — максимально допустимое от2 клонение текущего полупериода колебаний баланса от своего номинального значений;

t — время, необходимое для выполнения команд, поступающих с выходов блока 15 управления (выходы 2,3,4).

Этот импульс определяет длительность нахождения триггера 7 в состоянии "1". Сформированный прямоугольный импульс с выхода ждущего мультивибратора 9 поступает на вход первого формирователя 16 импульсов.

По окончании действия этого импульса (задним фронтом импульса) на выходе первого формирователя 16 формируется короткий отрицательный импульс (фиг.2д), который поступает на вторые (сбрасывающие) входы триггера

7, генератора 10 пилообразного нап1385121

U мп

Ы = arctg —-u

L p где U u „ — среднестатистическое значение амплитуды первого импульса, 55 ряжения, схемы 12 выделения фронтов и счетчика 18 и возвращает.эти бло/ ки в исходное состояние, а также поступает на вход разрешения считывания блока 17 и на первый (синхронизирующий ) вход блока 15 управления.

Запуск генератора пилообразного напряжения 10 происходит одновременно с приходом на первый вход второ- !О го компаратора !1 продетектированных импульсов хода часов, при этом начало формирования линейно нарастающего пилообразного напряжения на выходе блока 10 совпадает с приходом 15 на первый вход второго компаратора

11 переднего фронта продетектированного импульса шума освобождения с выхода детектора 4.

Моменты сравнения по амплитуде 20 линейно нарастающего пилообразного напряжения с.выхода блока 10 и продетектированных импульсов хода часов с выхода блока 4 фиксируются вторым компаратором 11. При пересечении 25 линейно нарастающим опорным напряжением каждого импульса хода часов в пакете на выходе второго компаратора

11 формируется положительный импульс; передний фронт которого во времени 30 соответствует переднему фронту импульса хода. Число этих положительных импульсов с выхода второго компаратора 11 равно числу импульсов хода, входящих в пакет и поступающих на первый вход второго компаратора

ll, последним их этих положительных импульсов является импульс, передний фронт которого соответствует переднему фронту третьего импульса хода А0 часов. Угол наклона Ы линейно нарастающего напряжения выбирается из условия, при котором, когда временной интервал между 1-м и 3-м импульсами хода часов равен среднему значению „, значение линейно нарастаю-щего напряжения равно амплитуде первого импульса (импульса шума освобождения), т. е. Цмин нар !1 имппри с =, следовательно угол наклона 50 определяется из соотношения: cp — среднее значение временного интервала между 1-м и 3-м импульсами хода часов.

С другой стороны, угол наклона линейно нарастающего напряжения определяется параметрами интегратора, входящего в структуру генератора 10 пилообразного напряжения, и находится из соотношения:

1-1 и

4 arctg — ——

В.С где U — постоянный потенциал напряг жения, поступающий на вход интегратора;

RC — постоянная времени интегратора.

Таким образом, нужный угол наклона 1 выставляется путем регулировки величины Uд и параметров интегратора i R и С.

Следующие во времени за третьим импульсом остальные импульсы хода часов, а также случайные импульсные помехи между пакетами импульсов хода не приводят к срабатыванию второго компаратора 11 и, следовательно, к фиксации их последним, поскольку амплитуда остальных импульсов хода часов меньше амплитуды третьего импульса, а их амплитуда не превышает линейно нарастающее опорное напряжение на втором входе второго компаратора 11 в момент их появления, так как порог срабатывания компаратора 11 постоянно (линейно) повышается во времени (фиг,2к ), а случайные импульсные помехи между пакетами импульсов хода часов из-за высокого порогового напряжения на втором входе второго компаратора ll попадают в зону его нечувствительности. Положительные импульсы с выхода второго компаратора 11 поступают на первый вход схемы 12 выделения фронтов, которая выделяет передний фронт каждого положительного импульса, поступившего с выхода второго компаратора 11.

Установка схемы !2 в исходное состояние (подготовка к новому замеру амплитуды колебаний баланса ) осуществляется путем подачи короткого отрицательного импульса с выхода первого формирователя 16 импульсов на второй (сбрасывающий ) вход схемы 12.

Выходы схемы 12 выделения фронтов

1385121

10 подключены к входам второго блока 13 формирователей импульсов. На выходах блока 13 в моменты опрокидывания триггеров схемы 12 формируются короткие отрицательные импульсы, сдвинутые по времени относительно друг от друга.

Выходы второго блока 13 формиро-, вателей импульсов (и выходов) подклю-. !p чены к входам логической схемы ИЛИ

14. На выходе логической схемы

ИЛИ !4 последовательно появляются короткие отрицательные импульсы (фиг.2в), сдвинутые относительно друг друга (число их равно числу положительных импульсов с выхода второго компаратора 11) и соответствующие по времени передним фронтам положительных импульсов, ПОследним отри- 20 цательным.импульсом с выхода схемы

ИЛИ 14 является импульс, соответствующий по времени переднему, фронту третьего импульса хода часов ° Последовательность импульсов с выхода схе- 25 мы ИЛИ 14 поступает на вход записи первого регистра 20 памяти. По приходу каждого отрицательного импульса на входе записи первого регистра

20 памяти в последний записывается 30 информация в двоичном параллельном коде с выхода счетчика 18. Поскольку счетчик 16 по приходу первого импульса хода часов начинает счет импульсов опорной частоты, то к моменту прихода каждого импульса на вход записи первого регистра 20 памяти в счетчике 18 имеется число импульсов в двоичном коде, пропорциональное времени между первым коротким отри- 40 цательным импульсом с выхода схемы

ИЛИ 14 (соответствующим по времени появлению переднему фронту первого импульса хода часов ) и каждым последующим импульсом с выхода схемы-. 45

ИЛИ 14. Так как последним импульсом с выхода схемы ИЛИ 14 является импульс, соответствующий переднему фронту третьего импульса хода часов, к моменту прихода его на вход записи

50 первого регистра 20 памяти на счетчик 18 проходит число импульсов

К = fpp, пропорциональное временному интервалу между первым и третьим импульсами часов, это число К, представленное в двоичном параллельном коде и присутствующее на входе первого регистра 20 памяти, окончательно переписывается последним импульсом с выхода схемы ИЛИ 14 в блок 20 (фиг. 2и ) .

Блок 18 имеет один шинный выход, это относится к входам и выходам других блоков(показаны на фиг.1 в виде широких стрелок ). После записи в счетчик 18 числа К он продолжает счет импульсов опорной частоты до момента появления отрицательного импульса на втором сбрасывающем входе счетчика 18 (фиг.2е) и обнуляется. С выхода блока 20 число К, про- порциональное, поступает на вход цифрового компаратора 21. В цифровом компараторе 21 происходит сравнение полученного значения К в двоичном параллельном коде с уставками, представленными также в двоичном параллельном коде К„„„„,„и К

Так как между значениеми или К и Ф существует однозначная зависимость, то величины уставок определяют исходя из минимально возможного и максимально возможного значений амплитуд колебаний баланса для данного типа часов, т.е. Ф„,„„,„ и

Ф „„, „,„. Таким образом, поступившее число К с выхода 20 сравнивается в цифровом компараторе с числом К „ц „ „ и К„„„,„„ и, если выполняется условие

К„,„д „ К . К,„„,,„. д,„, То число К в двоичном параллельном коде проходит На выход цифрового компаратора 21, если условие не выполняется, то на шинном выходе блока устанавливаются уровни напряжения, соответствующие уровню "0

Цифровой компаратор 21 выполняет функции устройства, подтверждающего факт нахождения измеряемого пара-. метра Ф = f(K) заданных пределах, повышая достоверность того, что число К принадлежит к области изменений значений амплитуды колебаний баланса.

Число К в и-разрядном двоичном параллельном коде с выхода блока 21 поступает на адресный вход блока программируемого постоянного запоминающего устройства (ППЗУ) 17. Ячейки блока ППЗУ 17 предварительно программируются. В отличие от известного устройства, в котором в ячейки блока ППЗУ. заносятся значения амплитуды колебаний баланса, соответствующие числу К (".), в предлагаемом устройстве в ячейки блока ППЗУ 17 заносятся значения

1385121 й" 1

2sin - †.- -, соответствующие опреТ. деленным значениям, однозначно связанньг:. со значением числа К. При ус" тановке числа К на адресный вход блока 17 и поступлении отрицательного импульса с выхода первого формирователя 16 импульсов на вход записи блока 17 на его выходе появля- 10 пл ется значение 2э1.п — — в двоичном

Т. параллельном коде. рЛ.

Полученное значение 2s in - ——

To 15 для определенного значения поступает на первый вход второго вычислительного блока 22, на другой вход которого поступает значение угла подъема баланса Лн с выхода реверсивного 20 счетчика 31. Установка значения на выходе реверсивного счетчика 31 производится путем подачи .импульса напряжения (фиг.2к) с второго выхода . блока 15 управления через вторую 25 схему И 25 на С-вход реверсивного счетчика 31. Этот импульс напряжения формируется на втором выходе блока 15 управления по приходу короткого отрицательного импульса с 30 выхода первого формирователя 16 импульсов на первый вход блока 15 управления. Значение 71; = 3„. является первоначальным значением угла подъема баланса, которое поступает с вы-.. 35 хода первого блока 30 данных через открытый первый цифровой коммутатор

29 на D-вход реверсивного счетчика

31. В первый блок ввода 30 данных заносится значение номинального уг- 40 ла подъема баланса Дк в двоичном коде. В зависимости от различного . гипа часов в блок 30 вводится значение „,устанавливаемое в процессе регулировки часов и предусмотренное 45 техническими условиями. . После установки значения н в двоичном коде на втором входе второго вычислительного блока 22 с третьего выхода блока 15 управления посту- 50 пает импульс напряжения (фиг.2л }.на управляющий вход блока 22 и производится операция деления значения л на величину 2эдп — — т.е. вын Т 55 числяется первое значение амплитуды колебаний баланса ф, за первыйполупериод колебаний баланса. По окончании операции деления полученное значение Ф1 переписывается из блока

22 в третий регистр 23 памяти по приходу íà его вход записи импульса напряжения с четвертого выхода блока 15 управления (фиг.2м ).

Таким образом, в третий регистр

23 памяти заносится первое измеренное значение амплитуды колебаний баланса за первый полупериод колебаний баланса часов, установленных на датчик Д . За следующий полупериод колебаний баланса вновь измеряется значение амплитуды колебаний баланса часов, установленных на датчик Д . Измерение производится в том же алгоритме, что и для первого полупериода колебаний баланса. Полученное значение амплитуды колебаний баланса за второй полупериод .; также заносится в третий регистр 23

Т; памяти. За время t = m - â€, определяемое первым счетчиком блока

15 управления, в третьем регистре 23 памяти находится щ значений амплитуд колебаний баланса. По истечении этого времени на пятом выходе блока 15 управления появляется импульс напряжения, который поступает на управляющий вход третьего вычислительного блока 24. По приходу этого импульса третий вычислительный блок 24 производит операцию усреднения значений ф., записанных в третий регистр

23 памяти. На выходе блока 24 появляется усредненное значение амплитуды колебаний баланса равное

1 с— Ф;. Третий вычислительный т 1=1 блок 24 идентичен второму вычислительному блоку 22.

Полученное среднее значение (в двоичном кода) амплитуды колебаний баланса для первых часов с первого выхода блока 24 поступает на второй вход блока 25 сравнения, на первый вход которого поступает более точное значение измеренной амплитуды колебаний баланса для этих же часов.

Таким образом, в блоке 25 сравнения производится сравнение двух значений амплитуд для одних и тех же часов, но измеренных различными способами— прямым и косвенным.

Блок 25 сравнения имеет два.входа, три выхода и построен по стан;

13

14

1385121 дартной схеме. Первый выход блока

25 сравнения подключен к второму входу блока 15 управления, второму входу второй логической схемы И 26 и первому входу второго регистра 27 памяти, а второй и третий выходы блока 25 подключены соответственно к второму и третьему управляющим входам второго цифрового коммутатора 33. Если значение 4« 4 Ф„ (где ф — усредненное значение амплитуды колебаний баланса за время

«т1

t m †â€, определенное косвенным

15 методом; ф д — значение амплитуды колебаний баланса, измеренное прямым методом и вводимое в блок 32), на втором или третьем выходе блока 25 появляется положительный импульс нап- 20 ряжения, при ф, — ф„ ) 0 импульс напряжения появляется на втором выходе, при Ф вЂ” ф„ <0 импульс напряжения появляется на третьем выходе при Ф, Ф Ф„на первом выходе блока

25 сравнения устанавливается потенциал напряжения, равный уровню "0"

При появлении импульса напряжения на втором вьгходе блока 25 сравнения открывается второй цифровой коммутатор 33 и появившийся одиночный импульс на шестом выходе блока 15 проходит через него на вход "-1" ревер«: сивного счетчика 31 и уменьшает содержимое счетчика 31 на единицу млад-. шего разряда. Вес единицы младшего разряда двоичного числа h содержащегося в счетчике 31, принимается равным ЛЛ, т.е. происходит установка на выходе реверсивного счетчика

31 значения угла подъема баланса, равного Л -аЛ. При появлении импульса напряжения на третьем выходе блока 25 сравнения также открывается второй цифровой коммутатор 33 и одиночный импульс, появляющийся на шестом выходе блока .15, проходит через открытый второй коммутатор 33 на вход "+!", реверсивного счетчика 31 и увеличивает содержимое счетчика 31 на единицу младшего разряда. Таким образом, в случае неравенства ф Фф„ на выходе реверсивного счетчика 31 устанавливается значение Л„ — hh, либо Л „ + и Л в зависимости от знака разности Ф -ф„. После установки нового значения угла подъема баланса внутри блока 15 управления происходит определение временного интерТ вала t m †. При этом начинается

2 новый цикл измерений значений амплитуд за каждый. полупериод в течение

«Т1 времени с ш — 1- для часов установ2

t ленных на первый датчик Д .Во время второго цикла измерений для часов, установленных на первый .датчик

Д,, во втором вычислительном блоке 22 происходит деление значений Л„- л Л или Л„+ йЛ на

«б величину 2зin †-1 и полученФ TО ные значения т; за каждый полупериод колебаний баланса переписыг ваются в третий регистр 23 памяти.

Запись полученных значений Ф в

1 блок 23 производится путем подачи импульса напряжения с четвертого вы- хода блока 15 управления на вход записи третьего регистра 23 памяти, При установке значений угла подъема баланса на выходе реверсивного г счетчика 31, равных Л„- а Л либо

+ йil., импульс напряжения с второго н выхода блока 15 управления не проходит через схему И 26 на С-вход реверсивного счетчика 31 и не устанавливает первоначальное значение Лн, так как на втором входе второй схемы И 26 присутствует уровень "0", поступающий с первого выхода блока

25 сравнения (при ф, Ф Ф„ на первом выходе блока 25 сравнения устанавливается уровень "0"). Второй цикл измерений Ф; продолжается до тех пор, пока подсчитывается число импульсов, поступивших на первый вход блока 15 управления, определяющего

Т; временной интервал t = ш — —. С это2 го момента на пятом выходе блока 15 управления появляется импульс напряжения, который поступает на управляющий вход блока 24 и производит операцию усреднения. ф, Полученное среднее значение Ф во втором цикле измерения поступает на второй вход блока 25 сравнения и вновь производится операция сравнения ф, с ф .

Если во втором цикле измерения значение ф Ф ф, то аналогично первому и и 11 1! циклу на вход "-1" или "+1 реверсивного счетчика 31 поступает одиночный импульс с шестого выхода блока

15 управления (выбор входа "-1" или

1385121

"+1" определяется знаком разности

Ф, — ф„) и на выходе реверсивного счетчика устанавливается значение угла подъема баланса, равное Л„2ЛЛ или Л„+ 2л Л и т.д. Циклы из= мерений повторяются до тех пор, пока не будет выполнено условие Ф,р= Ф„ и на первом выходе блока 25 сравнения не появится потенциал напряжения, равный уровню "1". Перепад этого напряжения поступает на второй вход блока 15 управления, на второй вход второй схемы И 26, на вход записи второго регистра 27 памяти. При поступлении этого перепада напряжения на второй вход блока 15 управления на первом выходе блока 15 появляется импульс, который, воздействуя на управляющий вход аналогового коммутатора 2, подключает к усилителю 3 второй датчик Д с вторыми часами, и одновременно поступает на вход второго блока 32 ввода данных.

Пры поступлении этого импульса на вход блока 32 на его выходе устанавливается код числа, равный значению амплитуды колебаний баланса вторых часов, измеренного прямым методом.

При поступлении импульсов на вход счетчика блока 32 на выходе счетчика изменяется цифровой код и в соответствии с этим будет изменяться адрес ячеек ОЗУ, из которых производится выборка значений амплитуд колебаний баланса. Перепад напряжения с выхода блока 25 сравнения (при Ф, = ф„) поступает также на второй вход схемы И, открывая ее для прохождения импульса напряжения с второго выхода блока 15 управления на С-вход реверсивного счетчика 31 и установки первоначального значения Л„, Этот же перепад напряжения поступает на вход записи второго регистра памяти 27, переписывая значение Л,, при котором ф, = ф „ с выхода реверсивного счетчика 31 во второй регистр 27 памяти (выход реверсивного счетчика 31 подключен к первому входу второго регистра 27 памяти второй регистр 27 памяти идентичен первому регистру 20 памяти). Перепад напряжения также поступает на блок 15 управления, определяя начало измерения амплитуды колебаний баланса вторых часов, установленных на датчик Д ..Таким образом, переход для измерения амплитуды колебаний ния, на второй вход схемы И 26 и на вход записи второго регистра 27 памяти. На первом выходе блока 15 появляется импульс, который воздей35 ствуя на управляющий вход аналогово го коммутатора 2, подключает третий датчик Д к усилителю 3, а также производит выборку из второго блока

32 ввода данных значение амплитуды

40 колебаний баланса для третьих часов

Перепад напряжения на первом выходе блока 25 также разрешает прохождение импульса напряжения с второго выхода блока 15 через вторую схему И 26 на

45 С-вход РевеРсивного счетчика (устанавливая первоначальное значение Л ) н и, воздействуя на вход записи второго регистра 27 памяти, записывает в него значение Л; с выхода ревер50 сивного счетчика 31, при котором

Ф,р= Ф„. После этого начинается измерение Ф; -и получение ф для третьих часов и т.д.- Полученное значение

Л;.(при ф = ф„) записывается во второй регистр 27 памяти. Далее анало55 гично описанному идет процесс измерения всех п часов из партии N и опре. деление для каждых часов своего значения Л;. Циклы опроса датчиков

30 баланса вторых часов в устройстве (в режиме адаптации) происходит автоматически. Далее производится измерение амплитуды колебаний баланса для вторых часов за каждый полупериод колебаний баланса в течение вреТ; мени С т

2 с целью получения усредненного значения Ф „ . Алгоритм измерений амплитуды колебаний баланса для вторых часов аналогичен алгоритму измерения для первых. Полученное значение ф для вторых часов сравнивается с величиной Ф„ . На выходе реверсивного счетчика 31 нри определении Ф; установлено первоначальное значение Л„. В этом случае, если ф Ф ф„, на выходе реверсивного счетчйка устанавливается значение Л„ — И либо Л„ + 4Я, если и при этом значении угла подъема баланса условие ф = фд не выполняется, то устанавливается значение Л„- 2 4Л, либо

Л„+ 2 4Л и т.д. до тех пор, пока не будет, соблюдено условие Ф, = ф„ . При выполнении условия Ф = Ф„ на первом выходе блока 25 сравнения возникает перепад напряжения, который поступает на второй вход блока 15 управле17

1385121

35

Д.. .Д, продолжаются до тех пор, пока в блоке 15 управления не подсчитается число импульсов, равное числу датчиков. Перепад напряжения, возникающий на выходе этого счетчика в момент подсчета счетчиком п импульсов (равных количеству датчиков), управляет седьмым выходом блока 15 управления. Появившийся импульс на 10 седьмом выходе блока 15 управления поступает на управляющий вход первого вычислительного блока 28 и на уп- . равляющий вход первого цифровогo коммутатора 29. При воздействии этого импульса на управляющий вход блока 28 происходит усреднение значений ., поступающих с

\ выхода второго регистра 27 памяти на первый вход первого вычислительного 20 блока 26. Одновременно с этим импульс с седьмого выхода блока 15, воздействуя на управляющий вход блока 29, разрешает прохождение полученного

П

25 значения †вЂ,г,1. в двоичном коде и

i=1 с выхода первого вычислительного блока 28 через блок 29 íà D- âõîä реверсивного счетчика 31; производится . запись скорректированного угла подъе- 30 ма баланса в реверсивный счетчик 31 по приходу импульса напряжения с второго выхода блока 15 управления через вторую схему И 2б на С-вход реверсивного счетчика 31. Импульс напряжения, производящий запись и в реверсивный счети, \ ср чик 31, появляется на втором выходе блока 15 управления.

$0

После установки на выходе ревер сивного счетчика 31 скорректированного угла подъема баланса, в блоке 15 управления фиксируется этот момент и начинает светиться индикатор окончания режима адаптации в блоке 15.

Таким образом, предлагаемое устройство корректирует значение угла подъема баланса, используемое при

50 определении значений амплитуд колебаний баланса измеряемых часов.

По окончании режима адаптации часы, используемые для корректировки снимаются с датчиков, на которые устанавливаются часы, амплитуда которых должна быть измерена. При переводе устройства в режим измерения режим "Измерение" устанавливается в блоке 15 управления. С этого момента начинается режим непосредственного измерения амплитуды колебаний баланса всей партии N. На первом выходе блока 15 управления формируется импульс, который, воздействуя на .управляющий вход аналогового коммутатора, подключает первый адатчик

Д с контролируемыми часами к усилителю 3; начинается процесс измерения амплитуды колебаний баланса первых часов. Этот процесс протекает анало гично рассмотренному в режиме адаптации, однако значение угла подъема баланса h (,ââîäèìoå на второй вычислительный блок 22, остается постоянным на время всего цикла измерения. Это достигается тем, что в ре-. жиме измерения в блоке 1,5 управления блокируются второй, шестой и седьмой выходы. Полученное значение л

II i

2sin †-- s Ke 17 для первых

То часов поступает на второй вычислительный блок 22. По приходу импульса напряжения с третьего выхода блока 15 на управляющий вход 22 производится определение значения амплитуды колебаний баланса за первый полупериод колебаний баланса по следующей зависимости:

Ф,=

2 sin--T

Полученное значение переписывается в третий регистр 23 памяти по приходу на его вход записи импульса напряжения с четвертого выхода блока 15. После того, как в третьем регистре 23 накапливается m значеТ1 ний амплитуд за время с ш--2 определяемое блоком 15 управления, полученные значения усредняются в блоке 24 по приходу импульса напряжения с пятого выхода блока 15 на его управляющий вход.

Таким образом, на выходе блока

24 получается среднее; значение амплитуды колебаний баланса Ф, в двоичном коде, на выходе блока 23 получаются значения ф; в двоичном коде, измеренные, за каждый полупериод колебаний баланса. Значения амплитуд

Ф,- и ф в цифровой форме по желанию пользователя могут выводиться на

19

1385121 экран дисплея или цифрового индикатора.

Процесс измеренйя амплитуды колебаний баланса остальных часов из пар- тии N аналогичен процессу измерения амплитуды первых часов.

Формула изобретения !

О

Устройство для измерения амплитуды колебаний баланса механических часов, содержащее датчики звуковых сигналов, усилитель-формирователь, детектор, входом соединенный с ходом усилителя-формирователя, а выходом — с первым входом первого и второго компараторов, источник опорного напряжения, выход которого подключен к второму входу первого компаратора, выходом соединенного с первым входом триггера, выход которого подключен к первому входу первой логической схемы И, входу запуска ждущего мультивибратора и входу 25 запуска генератора пилообразного напряжения, источник опорной частоты, выходом соединенный с вторым входом первой логической схемы И, выход которой подключен к счетному входу счетчика, выходом соединенного с входом первого регистра памяти, выход которого подключен к входу цифрового компаратора, а выход цифрового компаратора подсоединен к входу программируемого постоянного запоминающего устройства, вход разрешения считывания которого подключен к сбрасывающему входу счетчика, сбрасывающему входу схемы выделения фронтов, сбрасывающему входу генератора пилообразного напряжения, второму сбрасывающему входу триггера и выходу первого формирователя импульсов, входом соединенного с выходом ждущего мультивибратора, выход генератора пилообразного напряжения подключен к второму входу второго компаратора, а выход второго компаратора через последовательно соединенные схему выделения фронтов и второй блок формирователей импульсов подключен соответственно к входам логической схемы

ИЛИ, выходом соединенной с входом записи первого регистра памяти, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерения, в него введены аналоговый коммутатор, входы которого подключены к выходам датчиков звуковых сигналов, а выход — к входу усилителя-формирователя, блок управления, второй регистр памяти, первый вычислительный блок, первый блок ввода данных, первый цифровой коммутатор, реверсивный счетчик, вторая логическая схема И, второй цифровой коммутатор, второй блок ввода данных, блок сравнения и последовательно соединенные второй вычислительный блок, третий регистр памяти и третий вычислительный блок, выход которого подключен к второму входу блока сравнения, первым выходом соединенного с вторым входом второй логической схемы И, вторым входом блока управления, входом записи второго регистра памяти, выход которого подключен к первому входу первого вычислительного блока, выходом соединенного с вторым входом первого цифрового коммутатора, первый вход которого подключен к выходу первого блока ввода данных, а выход — к D-входу реверсивного счетчика, выходом соединенного с первым входом второго регистра памяти и вторым входом второго вычислительного блока, первый вход которого подключен к выходу программируемого постоянного запоминающего устройства, а управляющий вход второго вычислительного блока соединен с третьим выходом блока управления, первый вход которого подключен к выходу первого формирователя импульсов, а первый выход — к управляющему входу аналогового коммутатора и входу второго блока, ввода данных, выходом соединенного с первым входом блока сравнения, второй выход блока управления подключен к первому входу второй логической схемы И, выходом соединенной с С-входом реверсивного счетчика, входы "+1", "-1" которого подключены соответственно к первому и второму выходам второго цифрового коммутатора„ второй и третий управляющие входы которого соединены соответственно с вторым и третьим выходами блока сравнения, а первый вход второго цифрового коммутатора подключен к шестому выходу блока управления, четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно с входом записи третьего регистра памяти и управляющим входом третьего вычислительного

1385121

21

22 блока, а седьмой выход — с управляющим входом первого вычислительного блока и с управляющим входом первого цифрового коммутатора.

13851 21

ФМ2

Составитель M.Õàóñòîâ

Техред М.Ходанич Корректор, Л.Пилипенко

Э

Редактор Л.Пчолинская

Заказ 1413/45 Тираж 373 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4