Способ контроля точности кварцевых часов в заданном температурном режиме

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить достоверность контроля точности часов за счет дополнительного контроля составляющих хода часов. Сигналы хода часов, поступающие с выхода датчика 1, усиливаются усилителем 2, детектируются детектором 3 и через формирователь 4 поступают на измеритель 6 периода хода часов. С формирователя 5 сигналы через измеритель 7 временного интервала поступают на вход МикроЭВМ 8, на другой вход которой поступают сигналы с выхода измерителя 6. МикроЭВМ контролирует ход часов по разности поправок часов, измеренных в конце и начале заданного временного интервала, по значению периода (частоты) в начале и конце заданного временного интервала, контролирует температурную составляющую хода часов и составляющую ошибки, обусловленную температурной нецикличностью осциллятора часов. Приведена формула для определения хода часов. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 G 04 D 7/12

ЕГАЮ

ПАП1 7Е 3 1 ИББИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4237784/24-10; 4237793/24-!О. (22) 29.04.87 (46) 30.05.89. Бюл. № 20 (75) В. Т. Алдабаев и В. Г. Калинин (53) 681.11 (088.8) (56) ОСТ 25 1161 — 84. Часы электронномеханические кварцевые настольные и настенные с шаговым двигателем. Правила приемки, методы контроля. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТОЧНОСТИ

КВАРЦЕВЫХ ЧАСОВ В ЗАДАННОМ

ТЕМПЕРАТУРНОМ РЕЖИМЕ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить достоверность контроля точности часов за счет дополнительного контроля составляющих хода часов. Сигналы хода часов, поступаю„„SU„„1483426 д, ) 2 щие с выхода датчика 1, усиливаются усилителем 2 детектируются детектором 3 и через формирователь 4 поступают на измеритель 6 периода хода часов. С формирователя 5 сигналы через измеритель 7 временного интервала поступают на вход микроЭВМ 8, на другой вход которой поступают сигналы с выхода измерителя 6. МикроЭВМ контролирует ход часов по разности поправок часов, измеренных в конце и начале заданного временного интервала, по значению периода (частоты) в начале и конце заданного временного интервала, контролирует температурную составляющую хода часов и составляющую ошибки, обусловленную температурной нецикличностью осциллятора часов. Приведена формула для определения хода часов. 7 з. п. ф-лы, 1 ил.

1483426

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в часовой. промышленности для контроля точности кварцевых часов, например, при проведении их периодических испытаний.

Цель изобретения — повышение достоверности результатов. контроля точности часов за счет дополнительного контроля составляющих хода часов.

На чертеже приведена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит датчик 1 сигналов хода часов, усилитель 2, детектор 3, формирователь 4 импульсов, формирователь 5 эталонной шкалы времени 5, измеритель 6 периода (частоты), измеритель 7 временного интервала, микроЭВМ 8. Выход датчика 1 сигналов хода часов, через усилитель 2, детектор 3 соединен с входом формирователя 4 импульсов, выход которого соединен с входом измерителя б периода (частоты) сигналов хода часов и вторым входом измерителя 7 временного интервала, первый вход которогб соединен с выходом формирователя 5 эталонной шкалы времени выходы измерителя 6 периода (частоты) сигналов хода часов и выходы измерителя 7 временного интервала соединены с соответствующими входами микроЭВМ 8.

Способ осуществляется следующим образом.

Первоначально измеряют первую поправку часов, затем период (частота) колебаний осциллятора часов или кратную ему (ей) величину. Результат измерения сравнивают с заданным значением. Если измеренное значение превышает заданное, то контролируемые часы бракуют. Если оно не превышает заданное значение, то контролируемые часы выдерживают в течение заданного временного интервала при заданном температурном режиме. При этом в течение этого временного интервала через равные интервалы времени измеряют период (частоту) колебания осциллятора часов или кратную ему (ей) величину. После выдержки часов при заданном температурном режиме вновь измеряют период (частоту) осциллятора часов или кратную ему (ей) величину, а также вторую поправку часов.

Результат измерения периода (частоты) сравнивают с заданным значением. Если измеренное значение превышает заданное, то контролируемые часы .бракуют. Если оно не превышает заданное значение, то вычисляют ход часов как разность поправок в конце и начале заданного временного интервала по формуле:

M =C — CI, где М вЂ” ход часов;

CI, C2 — поправки часов соответственно в в начале и конце заданного временного интервала

Занчение хода часов М, определенное по формуле, сравнивают с заданным значением. Если значение хода превышает заданное, то контролируемые часы бракуют.

Затем вычисляют ход часов по формуле: с

М,=5 (t)dt, где М, — ход часов; т — заданный временной интервал; относительная расстройка частоты (периода) осцил15 лятора часов в i-й точке заданного временного интервала;

Т (co) — значение прериода (частоты) осциллятора часов или кратной ему (ей) величины в i-й заданного временного интервала, 20 Т, (он ) — номинальное значение периода (частоты) осциллятора часов или кратной ему (ей) величины.

Интеграл вычисляют любым известным методом приближенного вычисления, например, методом трапеции, по формуле:

М,= Х(6;» )+6;)Лт, где 6; 6;» — значения относительной расстройки периода (частоты) ос30 циллятора часов в начале и конце интервала Лт;

hJ — количество интервалов Лт в в заданном временном интервале т.

Вычисленное значение М, сравнивают с заданным и, если оно превышает заданное значение, часы бракуют. Если значение

М, не превышает заданного, то вычисляют разность значений периода (частоты) измеренных в конце и начале заданного временного интервала и полученное зна40 чение сравнивают с заданным и, если оно превышает заданное значение, то часы бракуют.

Затем вычисляют произведение относительной расстройки периода (частоты) колебаний осциллятора часов в начале заданного временного интервала на заданный временной интервал по формуле.

Мо=6о.<, где Мо — ход часов, обусловленный относительной расстройкой периода (частоты) осциллятора часов от номинального значения (погрешностью начальной установки номинала периода колебаний осциллятора часов);

6 — относительная расстройка периода (частоты) колебаний осциллятора, вычисленная по результатам измерения периода (частоты) ос1483426

55 циллятора часов в начале заданного временного интервала.

Вычисленное значение Мо вычитают из значения хода часов М, определенного как разность поправок часов в конце и начале заданного временного интервала, полученное значение сравнивают с заданным и, если оно превышает его, часы бракуют.

Вычисленное по формуле значение хода часов Мо вычитают из значения хода часов М„полученное значение сравнивают с заданным и, если оно превышает заданное значение, часы бракуют.

После этого вычисляют разность между значением хода часов М и значением хода М„ полученное значение сравнивают с заданным и, если оно превышает заданное значение, часы бракуют.

Затем вычисляют разность между значениями периода (частоты) осциллятора часов измеренным в конце и начале заданного временного интервала, полученнное значение сравнивают с заданным и, если оно превышает заданное значение, часы бракуют.

Часы признаются годными, т. е. удовлетворяющими заданным требованиям по точности в том же случае, если они не забракованы ни по одному из перечисленных выше параметров.

Последовательность измерения поправок часов и периода (частоты) осциллятора часов может быть произвольной. Измерение приода (частоты) в начале и конце заданного временного интервала необходимо производить при температуре, соответствующей номинальному значению положения экстремальной точки температурно-частотной характеристики часов (для отечественных часов Т„= 25 C) после выдержки в этих условиях в течение заданного времени (например, 30 мин). Измерения периода (частоты) осциллятора часов в начале и конце заданного временного интервала могут быть включены в состав испытаний часов при заданном температурном режиме.

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

Контролируемые часы устанавливают на датчик 1 сигналов хода часов (например, и ндукти вный датчик, воспринимающий изменения магнитного поля часов, происходящее при срабатывании шагового двигателя) . Сигналы хода часов, поступающие с выхода датчика 1, усиливаются усилителем 2, преобразовываются в сигнал одной полярности детектором 3 и формируются формирователем 4 импульсов в импульсы с заданной амплитудой и длительностью.

Эти импульсы поступают на вход измерителя 6 периода сигналов хода часов и на вход «Стоп» измерителя 7 временных интервалов, на вход «Старт» которого поступают импульсы эталонной шкалы времени с выхода формирователя 5 с периодом .

40 следования, равным периоду следования сигналов хода часов на выходе формирователя 4 импульсов (например. 1с). Измеритель периода 6 периодически измеряет :и риод следования импульсов, поступающих иа его вход, а измеритель временного интервала 7 п,>лодически — временной интервал межимпульсами эталонной шкалы времени и импульсами, сформированными из сигналов хода часов. Результаты измерения периода и временного интервала в виде двоичных (двоично-десятичных) кодов поступают с выходов измерителя 6 периода и измерителя 7 временного интервала на входы микроЭВМ 8. Оператор вводит с клавиатуры (не показано) в микроЭВМ 8 показания контролируемых часов с некоторым упреждением. При совпадении показаний часов со значением, введенным в микроЭВМ 8 с клавиатуры, подается команда на ввод в микроЭВМ 8 значений периода сигналов хода часов и временного интервала сформированных на выходах измерителей 6 и 7.

МикроЭВМ 8 сравнивает значение периода следования сигналов хода часов, поступившие с выхода измерителя 6, с допустимым значением. Если измеренное значение превышает допустимое, то микроЭВМ 8 формирует сигнал «Брак 1», свидетельствующий о том, что погрешность установки номинального значения периода (частоты) колебаний осциллятора часов недопустимо велика. Если измеренное значение оказалось в области допустимых значений, микроЭВМ 8 запонимает значение приода и вычисляет первую поправку часов как разность текущего времени хранящегося в микроЭВМ 8 и введенных показаний часов, к которой затем добавляется измеренное значение временного интервала между импульсами эталонной шкалы времени и импульсами сигналов хода часов. Затем часы выдерживаются в течение заданного временного интервала при заданном температурном режиме. В течение временного интервала т микроЭВМ 8 через равные промежутки времени Лт считывают результат измерения периода следования сигналов хода часов с выхода измерителя 6. Одновременно микроЭВМ 8 вычисляет ход часов М,.

После выдержки часов в течение заданного временного интервала т вновь измеряют период сигналов хода часов и вторую поправку часов аналогично описанному. МикроЭВМ 8 сравнивает значение периода сигналов хода часов с заданным значением и, если измеренное значение превышает допустимое, формирует сигнал

«Брак 1».

Если измеренное значение периода сигналов хода часов оказалось в допустимых пределах, микроЭВМ 8 вычисляет ход М и сравнивает полученное значение с допустимым значением и, если оно превышает допус1483426 тимо значение, формирует сигнал «Брак 2», » в,i.;» ел ьствующий о несоответствии точности хода часов установленным требованиям.

Кроме того, микроЭВМ 8 сравнивает значение хода часов М, с допустимым значением и, если оно превышает допустимое значение, формирует сигнал «Брак 3», свидетельствующий о несоответствии точности часов установленным требованиям.

Если часы удовлетворяют установленным требованиям, то микроЭВМ 8 вычисляет разность значений хода часов М и М, и сравнивает полученное значение с допустимым; если оно превышает допустимое значение, формируется сигнал «Брак 4», свидетельствующий о наличии сбоев в работе часов.

В противном случае микроЭВМ 8 вычисляет разность значений хода часов М, и

Мо и сравнивает полученное значение с допустимым; если оно превышает допустимое значение, формируется сигнал «Брак 5», свидетельствующий о том, что изменение хода часов, вызыванное изменением температуры, превышает допустимое значение.

После этого микроЭВМ 8 вычисляет разность между значениями периодов следования сигналов хода часов, измеренными в конце и начале заданного временного интервала т, по формуле:

КТ=Т,— Т1, где Т2 и Т1 — значения периода следования сигналов хода часов соответственно в конце и начале заданного временного интервала.

Затем микроЭВМ 8 сравнивает значение AT с допустимым значением и, если оно превышает допустимое значение, микроЭВМ 8 формирует сигнал «Брак 6», свидетельствующий о том, что изменение периода колебаний осциллятора часов, вызванное температурной нецикличностью его элементов, превышает допустимое значение.

На этом процедура контроля закончена.

Результат контроля выводится по команде микроЭВМ 8 на индикатор или бумажный носитель с указанием вида брака или годности часов.

При необходимости контроля партии часов в состав устройства должно быть введено соответствующее количество каналов, содержащих блоки — подключенных к вхоПри необходимости контроля партии часов в состав устройства должно быть введено соответствующее количество каналов, содержащих блоки 1 — 4 и подключенных к входам блоков 6 и 7 через коммутатор, управляемый от микроЭВМ 8, которая обеспечивает последовательность измерения параметров часов во всех каналах.

Формула изобретения

1. Способ контроля точности кварцевых часов в заданном температурном ре40

45 жиме, включающий измерение поправок в конце и начале заданного временного интервала, по разности которых вычисляют ход часов М, сравнивают его с допустимым значением и определяют соответствие точности часов установленным требованиям, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов контроля, дополнительно измеряют частоту осциллятора часов в начале и конце временного интервала, по результатам измерений вычисляют параметры точности, и определяют соответствие точности часов установленным требованиям, сравнивая каждый параметр с его допустимым значением.

2 Способ по п 1, отличающийся тем, что соответствие точности часов установленным требованиям определяют непосредственно по значениям частоты осциллятора в начале и конце временного интервала.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что соответствие точности часов установленным требованиям определяют по разности значений частоты осциллятора в конце и начале временного интервала.

4 Способ по п. 1, отличающийся тем, что соответствие точности часов устновленным требованиям определяют по разности хода часов М и произведения относительной расстройки частоты осциллятора в начале временного интервала на длительность временного интервала.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно измеряют частоту осциллятора часов внутри временного интервала через равные промежутки времени.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что соответствие точности часов установленным требованиям определяют по значению хода М„которые вычисляют из соотношения

M,= 6;(1)сй, 0 где — длительность временного интервала;

Е= и " — относительная расстройка частоты осциллятора часов в i é точке временного интервала; со.- — значение частоты осциллятора в

i-й точке временного интервала; и — номинальное значение частоты осциллятора.

7. Способ по п. 5, отличающийся тем, что соответствие точности часов установленным требованиям определяют по разности хода М, и произведения относительной расстройки частоты осциллятора в начале временного интервала на длительность временного интервала.

8. Способ по п. 5, отличающийся тем, что соответствие точности часов установленным требованиям определяют по разности значений ходов М и М,.