Способ измерения погрешностей шагов линии замедления,способ измерения длины линии замедления и устройство для измерения погрешностей шагов линии замедления

 

Союз Соввтсник

Соцнапнстнчвсннк

Рвснубттик

G Il N (A 8 N и ()879224

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 12.09. 79 (21} 2818361/18-28 с прнсоеднненнека заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 07.11.81 .. Бтоллетень № 41

Дата опубликования описания 07.11.81 (5l)M. Кл.

G 01 B 7/02//

G 06 F 15/46

3Ьаударетваииый комитат

СССР ае далам изабретеиий и открытий (53) УДК531 717 (088. 8}

К.М.Шестаков, В.С.Садов, Л.И.Павлов, А.В.Романов и В.Е.Василевский (72) Авторы изобретения

Институт электроники АН Белорусской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ ШАГОВ ЛИНИИ

ЗАМЕДЛЕНИЯ, СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ ЛИНИИ

ЗАМЕДЛЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПОГРЕШНОСТЕЙ ШАГОВ ЛИНИИ ЗАМЕДЛЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при автоматическом контроле линий замедления в сборе.

Известен способ контроля шага, за-. ключающийся в сравнении . величины текущего шага с эталонным, измерении отклонения шагов от эталонного (1 ).

Недостатком этого способа является низкая точность контроля, обусловленная систематической ошибкой изме10 рения из-за отклонения среднего шага. линии замедления от эталонного.

Известен, также способ контроля объекта, заключающийся в измерении

15 последовательности элементов объекта, Формировании массива данных, ос. реднении ансамбля измеренных величин (2j.

Недостатком данного способа при контроле линии замедления является завышение величины среднего, обусловленное наличием в линии замедления технолОгических растяжек, а

2 также ошибка вычисления среднего изза систематической ошибки измерения каждого элемента объекта.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ измерения погрешностей шагов линии замедления, заключающийся в двойном сканировании линии замедления, измерении при первом сканировании длины линии без технологических ра-. стяжек, подсчете числа шагов линии, определении в промежутке между первым и вторым сканированием величины среднего шага линии, -измерении при повторном сканировании погрешностей шагов (31.

По данному способу длину линии замедления измеряют путем сканирования линии, измерения пути сканирования, уменьшенного на величину контрольного шага, измерения величины текущего шага, прекращения сканирования при равенстве величин текущего шага и контрольного, вычитания из

879274 полученной величины пути сканирования величин двух последних шагов.

Способ осуществляется устройстлвом, содержащим реверсивный счетчик, переключатель, блок управления, ге= нератор импульсов, три коммутатора, два регистра, сумматор, элемент И, делитель частоты, распределитель импульсов, связанный с генератором им° пульсов, сумматоров, вторым регистром, !о делителем частоты, вторым коммутато- ром, соединенным с сумматором, подключенным к регистрам, переключателю, связанному с реверсивным счетчиком, блоком управления, соединенным со вторым входом устройства, коммутатора" ми, элементом "И". вторым регистром, сумматором, генератором импульсов, реверсивным счетчиком, подключенным через первый коммутатор к генератору импульсов, второй вход первого коммутатора объединен с входами других и подключен к первому входу устройства, а делитель частоты через тре, тий коммутатор соединен с первым регистром, связанным с элементом И.

Данные способ и устройство имеют низкую точность контроля линий замедления в сборе, так как наличие пространственных помех (пояски креЗО пления диэлектрических стержней, локальные поглотители и т.п.) приводят к ошибке .измерения контролируемой длины линии, систематической ошибке измерения погрешностей шагов и снижению достоверности полученной информации, ибо среди результатов измерения погрешкостей.присутствуют недостоверные данные, число которых вдвое больше числа пространственных помех, Целью изобретения является повышение точности и достоверности измерения путем устранения ошибок, обусловленных пространственными помехами.

Указанная цель достигается тем, что в способе измерения погрешностей 45 шагов линии замедления, измеряют длину линии замедления без длин шагов, частично или полностью перекрытых про.странственными помехами. !

В способе измерения длины линии замедления сравнивают величину второго от текущего шага с величиной максимального шага, при превышении прерывают измерение величины пути сканирования на время, необходимое для сканирования последующего участка линии, равного сумме длин двух предыдущих текущему шагов.

Кроме того, при измерении погрешностей шагов линии замедления во время повторногое, сканирования сравнивают величину погрешности шага, предыдущего текущему, с величиной максималь ного шага, при превышении результаты предыдущего и текущего измерений бракуют.

В устройстве цель достигается тем, что оио снабжено четвертым коммутатором, вторым и третьим элементом И, схемой сравнения и триггером, выход которого соединен с первым и четвертым коммутатором, вторым элементом И, входом подключенным ко второму входу устройства, а выходом — к объединенным входам сумматора и второго регистра, выход которого через схему сравнения, третий элемент соединен с триггером, второй вход которого подключен к сумматору, вход схемы сравнения и элемента И связан с блоком управления, входы четвертого коммутатора подключены к генератору импульсов и первому входу устройства, а выход к распределителю импульсов.

На фиг. 1 изображены временные диаграммы, поясняющие способ; на фиг. 2 — схема устройства, реализующего способ.

Устройство состоит из генератора

1 импульсов, коммутаторов 2-5, распределителя б импульсов, делителя 7 частоты, первого регистра 8, сумматора 9, второго регистра 10, зле= ментов 11-13 И, схемы 14 сравнения„ триггера 15, блока lб-управления, переключателя 17, реверсивного счетчика 18.

Выходы распределителя б импульсов соединены с вычитающим входом регистра 10 через делитель 7 частоты и коммутатор 5 с суммирующим входом регистра 8 и через коммутатор 4 — с входом сумматора 9. Импульсный вход распределителя 6 импульсов подключен к коммутатору 2, первый вход которого связан с выходом- генератора 1 импульсов и объединен с входом коммутатора 3, выход которого подключен к счетному входу реверсивного счетчика 18. Входы управления распределителя 6 импульсов соединены с выходом индикации нуля сумматора 9 и регистра 10. Входы коммутаторов 2-5 объединены и связаны с первым входом устройства. Второй вход устройства соединен с элементами 11, 12 И, блоком

879274

16 управления. Один из управляющих входов коммутатора 3 объединен с входом элементов 11, 13 И, управляющим входом коммутатора 5 и подключен к выходу блока 16 управления, второй управляющий вход объединен с входом элемента 12 И, управляющим входом коммутатора 2 и соединен с выходом триггера 15. Первый установочный вход триггера 15 связан с элементом 13 И, 10 а второй — с выходом индикации нуля сумматора 9. Информационный вход сумматора 9 .соединен с выходом регистра

8 и входом переключателя 17 ° Вход тактирования сумматора 9 объединен 15 с входом тактирования регистра 10 и подключен к выходу элемента 12 И.

Вход тактирования регистра 8 подключен к выходу элемента II И. Вход регистра 10 соединен с выходом сумма- р0 тора 9, а выход — с входом схемы 14 сравненйя, второй вход которой подключен к блоку 16 управления, а вые ход — к элементу 13 И. Вход управления коммутатора 4 соединен с блоком

16 управления, подключенным к входу запуска генератора I импульсов, к входу управлени направлением счета реверсивного счетчика 18. Входы блока

16 управления подключены к выходу ин- З0 дикации нуля реверсивного счетчика

18 и выходу переключателя 17, соединенному с установочными входами реверсивного счетчика 18.

Сущность способов заключается в следующем.

Сканируют линию измерения дважды.

При сканировании вырабатываются масштабные импульсы, характеризующие величину перемещения, и импульсы 40 начало шага" сигнализирующие о конце

1 предыдущего и начале текущего шагов.

Масштабные импульсы поступают на первый вход устройства, импульсы "начало шага" — на второй.

При первом сканировании измеряют длину линии без технологических. растяжек и длин шагов, частично или полностью перекрытых пространственными помехами.

Подсчитывают число шагов линии путем последовательного счета импульсов "начало шага", при этом шаги технологических растяжек, а также шаги, частично или полностью перекрытые пространственными помехами, не входят в результат., Определяют в промежутке между первым и вторым сканированием величину среднего шага путем деления длины линии на число шагов.

При повторном сканировании измеряют погрешности шагов линии относительно среднего.

Реверсивный счетчик 18 предназначен для измерения величины пути сканирования. Переключатель 17 подключает один из выходов регистра 8 в зависимости от априорных данных по контролируемой партии линий на установочный вход счетчика 18 и на вход блока 16 управления, задавая тем самым величину номинального шага. Регистр 8 предназначен для измерения при первом сканировании величины текущего шага, в промежутке между сканированиями вычисляет значение среднего шага, при повторном сканировании хранит значение среднего шага. Сумматор 9 при первом сканировании хранит величину первого от текущего шага, при появлении пространственной помехи определяет длительность времени прерывания измерения пути сканирования, в промежутке между первым и вторым сканированием вычитает поступающие импульсы из содержимого с индикацией нуля, при повторном сканировании измеряет погрешности шагов. Регистр 10 при первом сканировании хранит величину второго от текущего шага, определяет, при появлении пространственной помехи, длительность времени прорывания измерения величины пути сканирования, при повторном сканировании хранит величину погрешности первого от текущего шага.

Измерение длины линии осуществляется путем измерения величины пути сканирования, уменьшенной на величину контрольного шага.

Для этого в начальный момент записывают через переключатель 17 в счетчик 18 величину контрольного шага, которая выбирается большей, чем максимальная длина пространственной помехи. Коэффициент запаса рекомендуется брать 1,5-2. Счетчик 18 включается на вычитание, работа генератора 1 запрещена. После прохождения начальной технологической растяжки, в данном случае это при первых импульсах "начало шага" (пропуск двух первых шагов), блок 16 управления переключает коммутаторы 3, 5 на пропуск масштабных импульсов. Счетчик

18 начинает вычитать поступающие импульсы из содержимого после индика7 87927

/ ции куля счетчика 18 блок 16 управления переключит его на суммирование. Таким образом, содержимое счетчика будет равно величине пути сканирования, уменьшенной на величину контрольного шага, Одновременно в регистре 8 измеряются величины текущего шага, равные числу масштабных импульсов в промежут. ,ке времени между соседними импуль- 1О сами "начало шага". Импульсы "начало шага" сдвигают результат измерения в сумматор 9 и затем в регистр

10. В регистре 10 хранится величина второго от текущего шага. 15

Сравнение величин этого шага с величиной максимального шага, код которого задается оператором с блока

16. управления, происходит на схеме

14 сравнения. Сигнал о превышении 20 величины второго от текущего шага ве личины максимального шага, которая выбирается болышей, чем шаг линии замедления, но меньшей, чем длина пространственной помехи, проходит со схемы 14 сравнения через элемент

13 И на триггер 15, переключая его. в единичное состояние.

Триггер 15 прерывает измерение величины пути сканирования на время, необходимое для сканирования участка . линии, равного по длине сумме длин двух предыдущих текущему шагов. Это осуществляется переключением коммутаторов 2. 3. После этого вход

35 счетчика !8 подключается к выходу генератора 1, который выключен сигналом, с блока 16 управления, т.е. импульсы в счетчик 18 не поступают. Масштабные импульсы через коммутатор 2 поступают на вход распределителя б импульсов. В данный момент времени в сумматоре 8 хранится величина остатка частично перекрытого следующего за пространственной помехой шага, а в

45 регистре 9 — величина, равная сумме длин пространственной помехи и остатка частично перекрытого шага.

На фиг. 1б изображены импульсы

"начало шага", формируемые при сканировании спиральной линии замедления с."пояском", на фиг. 1в — сигнал разрешения измерения величины пути сканирования. Распределитель б импульсов направляет масштабные импульсы через первый выход на вычитающий вход регистра 1О после индикации нуля которого масштабные импульсы через коммутатор 4 подаются на вычитающий вход сумматора 9. Сигнал индикации нуля содержимого сумматора 9 возвращает триггер 15 в исходное состояние. Таким образом обеспечивается условие равенства интервала времени прерывания измерения величины пути сканирования участка линии замедления, равного по длине сумме длин двух предыдущих текущему шагов. Во время прерывания измерения величины пути сканирования прохождение импульсов

"начало шага" на входы тактирования сумматора 9 и регистра 10 запрещено сигналом с триггера !5 на элемент 12 И.

После возврата триггера 15 в исходное состояние возобновляется измерение величины сканирования. При появлении очередной пространственной помехи цикл прерывания повторяется °

При равенстве величины измеряемого текущего шага величине максимального шага сканирование линии замедления прекращается. Сигнал о равенстве с одного из выходов регистра 3 через переключатель 17 поступает в блок 16 управления. По сигналу,с которого начииается вычитание иэ полученной величины пути сканирования суммы величины двух последних шагов, для чего блок 16 управления переключает коммутатор 3 на пропуск импульсов с генератора 1, коммутатор 5 на пропуск импульсов с делителя частоты 7 переключает реверсивный счетчик 18 на вьгчитание, разрешает работу генератора l, запрещает прохождение импульсов "начало шага" через элементы 11, 13 И. уменьшение длины линии на величину конечной растяжки осуществляется следующим образом.

Импульсы с генератора 4 через коммутатор 2, распределитель 6 импульсов поступают на вычитающий вход регистра 10, в котором хранится величина предпоследнего шага, уменьшая его содержимое дб нуля. По сигналу "индикация нуля" с регистра 10 распределитель 6 импульсов пропускает импульсы с генератора I через коммутатор 4 на вычитающий вход сумматора 9, в котором хранится величина последнего шага линии замедления, Одновременно импульсы с генератора

1 поступают. в реверсивный счетчик

18, уменьшая его содержимое. При равенстве содержимого сумматора 9 нулю число в реверсивном счетчике

18 равно величине пути сканирования, I

879274

35

40 уменьшенной на сумму длин двух последних шагов линии.

В дальнейшем определяется величина среднего шага. Распределитель

6 импульсов переключает импульсы с генератора 1 на вход делителя 7 частоты, который осуществляет деление на число шагов. Число шагов равно числу импульсов "начало шага", прошедших через элемент 11 И, уменьшенному на два и на удвоенное число пространственных помех, равное чис-! лу переключений триггера 15. После деления импульсы с генератора l поступают на суммирующий вход регистра 8. По сигналу "индикация нуля" с реверсивного счетчика 18 начинается сканирование линии замедления.

Погрешности шагов измеряются при повторном сканировании. При этом блок !6 управления запрещает работу генератора 1 и после первых трех импульсов "начало шага разрешает прохождение масштабных импульсов в сумматор 9. Поступающие импульсы вычитываются из величины среднего mara, переписываемой в сумматор 9, импульсами "начало шага". С приходом очередного импульса "начало шага" величина погрешности шага переписывается в регистр 10.

Полученная величина погрешности сравнивается с величиной максимального шага.

По сигналу о превышении величиной погрешности шага величины максимального шага со схемы 14 сравнения бракуют полученный результат и результат текущего измерения как недостоверные. Их величины не включаются в массив данных. В результате устраняются ошибки определения среднего шага.

Описанные способы и устройство позволяют повысить точность измерения

45 анализируемой длины линии замедления и, следовательно, устранить ошибки измерения погрешностей шагов, обусловленные наличием пространственных помех, повысить достоверность результатов измерения. Полученные данные мо50 гут далее использоваться для вычисления критерия годности линии замедления в сборе в реальном масштабном âðaмени, что увеличивает и производительность контроля.

Формула изооретения

1. Способ измерения погрешностей шагов линии замедления, заключающииcR B том 4Yo сканируют линии дважды, измеряют при первом сканировании длину линии без технологических растяжек, подсчитывают число шагов линии, определяют в промежутке между первым и вторым сканированием величину среднего шага линии, измеряют при повторном сканировании погрешности шагов, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения точности за счет устранения ошибок, обусловленных пространственными помехами, длину линии измеряют без длин шагов, частично или полностью пере-, крытых пространственными помехами.

2. Способ измерения длины линии замедления, заключающийся в том, что сканируют линию, измеряют величину пути сканирования, уменьшенную на величину контрольного шага, ивмеряют. величину текущего шага, прекращают сканирование при равенстве величины текущего шага и контрольно!о, вычитают иэ полученной величины пути сумму величин двух последних шагов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности sa счет устранения ошибок, обусловленных пространственными помехами, сравнивают величину второго от текущего шага с величиной максимального, при превышении прерывают измерение величины пути сканирования на время, необходимое для сканирования последующего участка линии, равного сумме длин двух предадущих текущему шагов.

3. Способ по п. i о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности полученных результатов путем устранения ошибочно измеренных погрешностей шагов, сравнивают величину погрешности шага, предыдущего текущему, с величиной максимального шага, при превышении результаты предыдущего и текущего измерений бракуют.

4. Устройство для измерения погреи" ностей шагов линии замедления, содержащее реверсивный счетчик, переключатель,, блок управления, генератор импульсов, три коммутатора, два регистра, сумматор, элемент И, делитель частоты, распределитель импульсов, соединенный со вторым регистром через делитель частоты, третий коммутатор — с входом первого регистра, входы комлутаторов и элемента И подключены к входам блока управления и к первому входу устройства, а вто79274 12 ключенным ко второму входу устройства, а выходом — к объединенным входам сумматора и второго регистра, выход которого через схему сравнения, третий элемент соединен с триггером, второй вход которого подключен к сумматору, вход схемы сравнения и элемента И связан с блоком управления, входы четвертого коммутатора

Й 10 подключены к генератору импульсов и первому входу устройства, а выход— к распределителю импульсов.

11 8 рой вход устройства соединен с блоком управления и через элемент И " с первым регистром, выход которого подклюнен к сумматору и через переключатель к блоку управления, реверсив, ному счетчику, вход которого через первый коммутатор связан с генератором импульсов, а выход — с блоком управления, соединенным с генератором . импульсов, вход сумматора через второ коммутатор подключен к распределителю импульсов, а выход - ко второму регистру и распределителю импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и достоверности измерения за счет устранения ошибок, обусловленных пространственными помехами, оно снабжено четвертым коммутатором, вторым и третьим элементом И, схемой сравнения и триггером, выход которого соединен с первым и четвертым коммутатором, вторым элементом И, входом лодИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 145011 кл. 6 01 В 7/02, 1962.

2. Дж. Вендат, А.Пирсол. Измерение и анализ случайных процессов. ща М., "Мир", 1974, с. 339.

3. Авторское свидетельство СССР

11 634292, кл. G 06 F 15/46, 1978 (прототип).