Устройство контроля качества часовых механизмов

(51)5 0 04 Р 7/12 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИЗОБРЕТЕН И ОПИ К АВТОРСК ЬСТВУ СВИ 21 диотехнически кова(54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВАЧАСОВЫХ МЕХАНИЗМОВ(57) Изобретение относится к приборостроению и может быть использованов часовой промышленности для контроля качества часовых механизмов.устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, частотный делитель 2,синхрогенератор 3, счетчик 4 горизонтальной дискретизации, счетчик 5вертикальной дискретизации, измерительный счетчик 6, счетчик 7 числа1569799 юг сла з-ею в е ь еаза-ь иьР Юббфйайюбйа ФЭЮФЛО Ю 4 Ь 8 Иб Ф Ь Ф.И 4с. ЖуковкКорректор М,ПожоГ авит актор И рб ехр ираж 351 Зак Подписное и открытиям при ГКНТ СССаб д, 4/5 арственного комитета по изобретен 113035, Москва, Ж, Раушска ЕИ Госу изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101569799 периодов, акустический датчик 8,усилитель 9, формирователь 10, коммутатор 11, мультиплексор 12 шины адреса, оперативное автоматическое устройство 3, генератор 14 шкалы и оцифров 5 ки, смеситель 15 видеосигнала, индикатор 1 б, переключатель 17 диапазонов, узел 8 задания границ допуска. Кроме того, с целью повышения эффективности контроля часовых механизмов га делителя 2 и первыми входами счетчиков б и 7. Выход счетчика 7 подключен к первому входу коммутатора 11,у которого второй и третий входы сое динены соответственно с вторым итретьим выходами формирователя 10, ачетвертый вход - с выходом генератора 1 тактовых импульсов.25Мультиплексор 12 шины адреса подключен первым входом к выходу счетчика 7, вторым - к выходу счетчика 6,третьим - к выходу счетчика 5, четвертым - к выходу счетчика 4, пятым -к первому выходу коммутатора 11, а ЗО первым и вторым выходами - к второмуи третьему входам оперативного запоминающего устройства (ОВУ) 13, укоторого первый вход соединен с вторым выходом коммутатора 11, а чет вертый вход - с первым выходом формирователя 10. Второй выход счетчика4 и выход счетчика 5 подключены соответственно к первому и второму входам генератора 14 шкалы и оцифровки, 40 третий вход которого соединен с первым выходом синхрагенератора 3.Первый вход смесителя 15 видеосигнала подключен к выходу генератора 14, второй вход - к третьему вы ходу синхронизатора 3, третий вход -к выходу ОЗУ 13, а выход - к входуиндикатора 16, Выход переключателя17 диапазонов подключен к третьемувходу частотного делителя 2 и четвертому входу генератора 14, Первыйвход узла 18 задания границ допускасоединен с вторым выходом счетчика4, второй вход соединен с выходомсчетчика 5, третий вход - с вторымвыходам синхрогенератора 3, четвеРтый вход - с выходам ОВУ 13, а первый и второй выходы - с четвертым ипятым входами смесителя 5 видеосигнала. К третьему выходу частотного Изобретение относится к приборостроению, может быть использованов часовой промышленности для контролякачества часовых механизмов и является усовершенствованием устройствапо авт.св. 91332257.Цель изобретения - повышение эффективности устройства за счет контролл механизмов с различными периодами хода,На фиг.1 приведена структурнаясхема устройства; на фиг.2 - схемачастотного делителя; на фиг, 3 - схема дешифратора; на фиг,4 - схема второго коммутатора; на фиг.5 - схемапереключателя периодов, на фиг.бсхема формирователя; иа фиг,7 - временные диаграммы; на фиг.8 - вид информационных сигналов на экране индикатора,Устройство содержит генератор 1тактовых импульсов (фиг,1),подключенный к первому входу частотного делителя 2, входу синхрогенератора 3 ипервому входу счетчика 4 горизонтальной дискретизации, второй вход которого соединен с вторым выходом синхрогецератора 3, у которого первыйвыход подключен к первому входусчетчика 5 вертикальной дискретизации, соединенного вторым входом спервым выходом счетчика 4 горизонтальной дискретизации, Вторые входыизмерительного счетчика 6 и счетчика7 числа периодов подключены соответственно к второму и первому выходамчастотного делителя 2, а второй выход измерительного счетчика 6 соединен с четвертым входом, целителя 2,Выход акустического датчика 8 подключен к входу усилителя 9, выход которого соединен с входом формирователя 10, Первый выход формирователя1 О соединен с вторым входом частотноза счет расширения функциональнывозможностей устройства в него введены дешифратор 19, второй коммутатор20 и перек ючатель 21 периодов Приэтом частотный делитель 2 состоит изделителя, первого и второго счетчиков, первого элемента ЗИ-ИЛИ-НЕ,элемента, третьего счетчика и второгоэлемента ЗИ-ИЛИ-НЕ. 1 з.п, ф-лы,й ил,линий и обеспечивает оцифровку этойшкалы в нижней части экрана в соответствии с выбранным диапазоном изме.рения, Индикатор 16 представлен стандартным черно-белым телевизионнымприемником. Переключатель 17 диапазонов служит для задания диапазона измерения мгновенного суточного хода всоответствии с заданной точностьюизмерения. Узел 18 задания границ допусна обеспечивает отображение на экране индикатора 16 установленногозначения допуска мгновенного суточного хода в нижней части экрана и вырабатывает сигнал, вызывающий на экране мигание характеристики хода часов, если она выходит за границы установленного допуска. ЛешиЬратор 19обеспечивает Аормирование управляющего сигнала для второго коммутатора20, который в свою очередь формируетсигналы для частотного делителя 2.Переключатель 21 периодов обеспечивает выбор периода колебания бапанса.для конкретного часового механизма,Частотный делитель 2 (фиг,2) состоит из последовательно включенныхделителя 22 (он делит на пять) и первого счетчика 23, последовательновключенных второго счетчика 24 и первого элемента ЗИ-ИЛИ-НЕ 25, элементаИЛИ 26, подключенного к второму входу первого счетчика 23, а также последовательно включенных третьегосчетчика 27 и второго элемента ЗИ-ИЛИ-НЕ 28, При этом вход делителя22 является первым входом частотногоделителя 2, первый вход элементаИЛИ 26 - вторым входом, вторые входыпервого 25 и второго 28 элементовЗИ-ИЛИ-НЕ - третьим входом, первыйЪвход третьего счетчика 27 - четвертым входом, первый вход второго счетчика 24 - пятым (первым дополнительным) входом, второй вход элементаИЛИ 26 - шестым (вторым дополнительным) входом, выход второго элементаЗИ-ИЛИ-НЕ 28 - первым выходом, выходпервого элемента ЗИ-ИЛИ-НЕ 25 -вторым выходом, а выход первогосчетчика 23 - третьим выходом частотного делителя 2,Дешифратор 19 (Лиг.З) представленэлементами 8 И-НЕ 29 и 30 и четырьмяэлементами 4 И-НЕ 31-34, входы которыхявляются входами, а выходы - выходами дешиФратора 19,5 1569 799 6делителя 2 подключены дешифратор 19и второй коммутатор 20, второй входкоторого соединен с выходом дешифратора 19, третий вход - с вторым вьгходом переключателя 21 периодов,соединенного первым выходом с вторымвходом Формирователя 1 О, а первыйи второй выходы - с пятым и шестымвходами частотного делителя 2. 10Частотный делитель 2 обеспечивает выработку импульсов для счетчиков 6 и 7 с частотой следования,определяемой выбранным периодом идиапазоном иэмерений, Счетчики 4 и 5 15предназначены для развертывания наэкране индикатора 16 изображения характеристики хода часового механизма,шкалы и ее оцифровки, а также установленного значения допуска мгновенного суточного хода. Измерительныйсчетчик 6 предназначен для присвоения каждому информационному сигналучислового кода, Счетчик 7 числа периодов служит для подсчета числа периодов измерения мгновенного суточного хода часовых механизмов (в данном случае за два полных оборота анкерного колеса таких периодов 30 ).Усилитель 9 предназначен для усиления сигналов акустического датчика 8и нормирования их по уровню. Формирователь 10 вырабатывает по первомувыходу сигнал управления, который устанавливает счетчики 6 и 7 и частот"ный делитель 2 в исходное состояние,по второму выходу - инАормационныйсигнал за каждый полупериод колебаний баланса часового механизма, апо третьему выходу - три инФормационных сигнала за каждый полупериод,которые соответствуют шуму освобождения анкерного колеса, шуму импульсаи шуму падения зуба анкерного колесапри ударах анкерной вилки и анкерного колеса часового механизма,Коммутатор 11 предназначен для переключения выходов формирователя 10с целью создания комфортных условийсъема данных оператором и надежной 50записи инАормации в ОЗУ 13. Мультиплексор 12 шины адреса обеспечиваетподключение к адресной шине ОЗУ 13счетчиков 4 и 5 во время считыванияинформации с ОЗУ 13 или счетчиков 556 и 7 в момент записи информации вОЗУ 13. Генератор 14 шкалы и оцифровки формирует на экране индикатора16 шкалу в виде ряда вертикальныхВторой коммутатор 20 (Лиг.4)представлен элементами 2 И 35-40,первые входы которых являются третьимивходами блока, вторые входьг - вторыми входами блока, а выходы подключены к входам элемента 6 ИЛИ 41, выходыкоторого являются вторым выходомблока, а также элементом НЕ 42, входоторого подключен к третьему входублока, и элементом 2 И-ИЛИ-НЕ 43,первый и третий входы которого являются первым входом блока, второйвход подключен к третьему входу блока, четвертый вход - к выходу элемента НЕ 42, а выход является первымвыходом коммутатора 20.Переключатель 21 периодов (Лиг,5)содержит переключатели 44-49 и резисторы 50-55, При этом выходы первойгруппы контактов переключателей44.1-49.1, к каждому из которыхподключены резисторы.50-55, являются вторыми выходами, а выходы второй группы контактов переключателей44. 2-49, 2 - первыми выходами переключателя 21 периодов,формирователь 10 (Лиг,б) включает последовательно подключенные кусилителю 9 (первый вход блока) элемент НЕ 50 и элемент НЕ 51, выходкоторого подключен к коммутатору 11(второй выход блока), а также резисторы 52-57, подключенные к второмувходу блока, К первому входу блокаподключены также последовательно соединенные элемент 2 ИЛИ-НЕ 58,конденсатор 59, элемент НЕ 60, конденсатор61, элемент НЕ 62 и элемент НЕ 63,выход которого подключен к коммутатору 11 (третий выход блока).К входуэлемента 60 подключены резисторы52-57, а к входу элемента 62 - резистор 64. Выход элемента 60 соединенс входом элемента 58 и с конденсатором 65, подключенным к входу элемента 2 ИЛИ-НЕ бб, к выходу которогопоследовательно подключены конденсатор 67, элемент НЕ 68 и элементНЕ 69, выход которого (первый выходблока) .подключен к делителю 2,счетчикам 6 и 7 и ОЗУ 13. К выходу элемента бб подключен диод 70, а к вхо. -ду элемента 68 - резистор 71. Конденсатор 65 подключен также к резистору 72 и входу элемента НЕ 73, выходкоторого через диод 74 подключен квходу элемента 68, у которого выходсоединен с входом элемента 66. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Устройство работает следующим образом,Перед началом работы в переключателе 21, в соответствии с типом контролируемого часового механизма с помощью переключателей 44-49 устанавливается необходимое значение периода контролируемого часового механизма. Затем переключателем 17 задается необходимйй диапазон измерения,обеспечивающий заданную точность, ав узле 18 задают значение допустимого отклонения мгновенного суточногохода, Генератор 1 вырабатывает тактовые импульсы с частотой повторения12,672 МГц, Эти импульсы поступаютна синхрогенератор 3, на третьем выходе которого появляется синхросмесь(синхроимпульсы с частотой строк иполей и гасящие импульсы тех же частот), которая поступает через смеситель 15 на индикатор 16, обеспечиваяего работу. На первом выходе синхрогенератора 3 появляются только кадровые гасящие импульсы, которые поступают на счетчик 5 и генератор 14,устанавливая их в начальное (нулевое)состояние. На втором выходе синхрогенератора 3 появляются строчные гасящие импульсы, которые поступаютна счетчик 4 и узел 18, устанавливаяих также в исходное состояние. Сгенератора 1 импульсы поступают насчетчик 4, осуществляющий строчнуюразвертку изображения, С выхода старшего разряда счетчика 4 (первого выхода счетчика 4) сигнал поступает навторой вход счетчика 5,С приходом на вход генератора 14сигналов от счетчиков 4 и 5 на еговыходе появляются сигналы, Аормирующие вертикальные линии шкалы на экране индикатора 16. При заполнениисчетчика 5 сигнал с его выхода разрешает генератору 14 выдачу импульсов,соответствующих оцифровке шкалы.Сигналы со счетчика 4 поступают такжена узел 18, где происходит их сравнение с заданным кодом допуска, и призаполнении счетчика 5 сигнал с еговыхода разрешает прохождение сигналасравнения с выхода узла 18 на смеситель 15, обеспечивая тем самым наэкране индикатора 16 подсветку границы допуска.Сигналы с генератора 1 поступаюттакже на частотный делитель 2литель 22 (осуществляющий делениена пять), приходит на вход счетчика 23. Учитывая, что все выходы счетчика 23 подключены к дешифратору 19(фиг,3), на выходе элемента 29 появ 5ляется отрицательный импульс, когдасостояние счетчика 23 равно 990, навыходе элемента 30 - при 825, элемента 31 - при 660, элемента 32 - при600, элемента 33 - при 550 и элемента 34 - при 330. Эти импульсы поступают на вторые входы элементов 35 -40 второго коммутатора 20 (фиг,4), кпервым входам которых подключены переключатели 44.1-49,1 и резисторы50-55 переключателя 21 (фиг,5).Учитывая, что в переключателе 21 уже установлен необходимый период (включенодин из переключателей 44-49), напервом входе одного из элементов35-40 (того, чей переключатель 44-49включен) присутствует уровень логической "1", на входах других элементов 35-40 - логический "0". Через 25тот элемент 35-40, на первом входекоторого "1", проходят импульсы отсоответствующего элемента 29-34 дешифратора 19, Эти импульсы, проходячерез элементы 41 и 26, осуществляют сброс счетчика 23,До установки часового механизма.на датчике 8 счетчики 23, 24 и 27находятся н исходном (нулевом) состоянии, так как на первом выходе формирователя 10 (выходе элемента 69,фиг.6) присутствует сигнал с уровнем логической "1", который устанавливает также счетчик 7 и ОЗУ 13 внулевое состояние, а счетчик 6 в состояние, соответствующее половинеего емкости (в данном случае 48).Последнее необходимо для того, чтобыхарактеристика хода часового механизма на индикаторе 16 начиналась с середины верхней части экрана, На втором (выходе элемента 51) и третьем(выходе элемента 63) выходах формирователя 10 сигналы отсутствуют.При подключении проверяемого часового механизма к акустическомудатчику 8 на выходе последнего появляется акустический шум часовогомеханизма (фиг.7 а), который поступает на вход усилителя 9, где усиливается и нормируется по амплитуде с помощью схемы АРУ усилителя.9. С выходаусилителя 9 сигнал (фиг,7 б) поступает на вход формирователя 10 который по этому сигналу выдает на перный свой выход сигнал управления (фиг.7 в, устананливающий частотный делитель 2 и счетчики 6 и 7 в рабочее состояние, а информационный вход ОЭУ 3 - в состояние логической . На втором ныходе формирователя 1 О .появляется информационный сигнал, соответствующий шуму оснобождения анкерного колеса (фиг.7 г), а на третьем выходе - три информационных сигнала, соответствующих шуму освобождения, шуму импульса и шуму падения анкерного колеса (фиг.7 д).Счетчики 24 и 27 частотного делителя 2 сигналом от формирователя 10 переходят в рабочее состояние. Этот сигнал, поступив на элемент 26, разрешает прохождение сигнала с выхода элемента 41 коммутатора 20 на счетчик 23. Учитывая, что выходы двух старших разрядов счетчика 23 подключены к входам элемента 43 коммутатора 20, на выходе элемента 43 импуль сы предпоследнего разряда счетчика 23 присутствуют только при контроле часового механизма с периодом 0,2 с, а для других периодов на выходе элемента 43 - импульсы, соответствующие старшему разряду счетчика 23. Таким образом,.на входе счетчика 24 присутствуют импульсы с частотой повторения, зависящей от выбранного периода: при периоде 0,6 с - 2650 Гц; при 0,5 с - 3072 Гц," при 0,4 с - 3840 Ъ 1; при 0,363 с - 4224 1 ЪЛ; при 0,333 с - 4608 Гц; при 0,2 с - 7680 Гц1 С выходов счетчика 24 сигналы поступают на первые входы элемента 25, на вторые входы которого поступают сигналы от переключателя .17, В результате этого осуществляется дальнейшее деление частоты следования тактовых импульсов от генератора 1 теперь уже в соответствии с выбранным диапазоном измерения, устанавливаемым переключателем 17. Период, установленный переключателем 21, оказывает свое влияние и на работу формирователя 1 О, так как его переключатели 44,2-49.2 подключены к резисторам 52-57 формирователя 1 О, При изменении периода копебания (подключении определенного резистора 52-57) изменяется постоянная времени одновибратора - элемент 58, конденсатор 59 и элемент 60 - так, меньшему периоду колебания соответст 1569799 2О дения анкерного колеса, а с 5-го по 8-й период измерения - три импульса, соответствующих шуму освобождения, шуму импульса и шуму падения анкерного колеса, Эти импульсы имеют длительность, необходимую для надежной работы мультиплексора 12 и ОЗУ 13. В момент появления этих импульсов мультиплексор 12 подключает адресные входы ОЗУ 13 к выходам счетчиков 6 и 7, и ОЗУ 13 переходит в режим записи,По окончании импульса ОЗУ 13 переходит в режим считывания и ее адресныевходы через мультиплексор 12 подключаются к счетчикам 4 и 5, Таким образом измеряемая инАормация представляется в виде адреса ОЗУ 13, по которому записана "1",Во время считывания инАормации,когда состояния счетчиков 4 и 5 совпадают с адресом, по которому в ОЗУ13 записана , на выходе ОЗУ 13появляются импульсы, которые, пройдячерез смеситель 15 видеосигнала,осуществляют подсветку экрана индикатора 6. Импульсы с выхода ОЗУ 13 пос-тупают также на узел 18 задания границ допуска. Если характеристика хода часов выходит за установленныйдопуск, то на выходе узла 18 появляются импульсы с частотой, равной1/64 кадровой частоты, которые поступают на смеситель 15, что вызываетмигание характеристики хода часов счастотой 0,8 Гц, В целом на экранеиндикатора 16 получают полную информацию о качестве проверяемого часового механизма,Возможные варианты представленияинАормации о качестве часовых механизмов на экране индикатора 16 приведены на фиг,8. Если часы идут точно, то характеристика хода имеет вид, показанный на фигЯа, при этом амплитуда колебания баланса в норме. На 5 20 25 30 35 40 45 50 55 вует меньшая постоянная времени одновибратора.При контроле часового механизма на второй и третий входы коммутатора 11 поступают сигналы от Аормирователя 1 О, а сигналы с выходов старших разрядов счетчика 7 поступают на первый вход коммутатора 11, задавая ему такой алгоритм работы: с 1-го по 4-й и с 9-го по 30-й периоды измерений на выходах коммутатора 11 присутствует один импульс за полупериод колебаниябаланса, соответствующий шуму освобожАиг,8 б видно, что часы спешат на 7 мин, так как это превышает установленный допуск (сплошные горизонтальные линии в левой и правой частях экрана), характеристика будет мигать с частотой 0,8 й. На фиг.Яв часы отстают на 4 мин, выкачка и амплитуда колебаний баланса в норме. На фиг, 8 г часы, идут точно, но выкачка и амплитуда колебаний баланса имеют значительные отклонения (большое расстояние между основными линиями диаграммы указывает на то, что выкачка больше установленной нормы, большое расстояние между левой основной линией диаграммы и крайне правой короткой линией указывает на заниженную амплитуду колебаний баланса). На Аиг. 8 д часы отстают на 3 мин, что не превышает установленный допуск, ныкачка и амплитуда колебаний баланса в норме, но линия диаграммы прерывистая - поврежден зуб анкерного ко леса. На Аиг. Яе мгновенный суточный ход превышает установленный допуск - характеристика мигает, кроме того одна из линий имеет неправильную (разбросанную) Аорму, это означает, что плохо вып.олнена притяжка одной из палет, На Аиг, 8 ж - беспорядочная запись хода - большие отклонения хода часов из-за неотрегулированной длины спирали (плохо выполнена операция "вибрация" спирали). На фиг.8 з часы не превышают установленный допуск, но расстояние между линиями неодинаковое - радиальные биения анкерного колеса. На Аиг. 8 и линии с отклонениями влево и вправо нарушено взаимодействие основной колесной системы, На Аиг. Як разброс линий, составленных из неравномерных отрезков с хаотическим расположением точек, вызванных "пристуком" баланса, - завышен крутящий момент заводной пружины, На Аиг. Ял - волнистая линия - большой зазор в осях анкерной вилки или баланса, На Аиг, 8 м - волнистые линии неправильной Аормы - нарушено взаимодействие триба анкерного колеса с секундным колесом.Таким образом, при использовании предлагаемого устройства возможна оперативная и объективная оценка мгновенного суточного хода часового механизма, ряда других показателей качества хода соответс ливия этого хода заданным границам допуска, а также диагностика ряда скрытых дефектовчасовых механизмов различных типов,5Формула изобретения1. Устройство контроля качества часовых механизмов по авт. св. 101332257, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эМективности устройства за счет контроля механизмов с различными периодами хода, в него введены дсшиФратор,второй коммутатор и переключатель перно. дов, при этом первый вход второго коммутатора подключен к дополнительному выходу частотного делителя и через дешифратор - к второму входу вто О рого коммутатора, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму дополнительным входам частотного делителя, а первый и второй выходы переключа теля периодов подключены соответственно к дополнительному входу Ьормирователя и третьему входу второго коммутатора. 2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в нем частотный делитель выполнен в виде трех счетчиков, двух элементов ЗИ-ИЛИ-НЕ, делителя и схемы ИЛИ, при этом выход делителя подключен к синхровходу пер. вого счетчика, вход сброса которого соединен с выходом схемы ИЛИ, первый вход которой связан соответственно с,выходами сброса вторОго и третьего счетчиков, выходы которых подключены соответственно к первым входам первого и второго элементов ЗИ-ИЛИ-НЕ, вторые входы которых полярно объединены, причем вход делителя является первым входом, первый вход схемы ИЛИ - вторым входом, вторые входы элементов ЗИ-И 1 К-НЕ - третьим входом, синхровход третьего счетчика- четвертым входом, синхровход второго счетчика - первым дополнительным входом, второй вход схемы ИПИ - вторым дополнительным входом, выход второго элемента ЗИ-ИЛИ-НЕ - первым вы- ходом, выход первого элемента ЗИ-ИЛИНЕ - вторым выходом, а выходы первого счетчика - третьим выходом частотного делителяо