Способ контроля качества колесной системы кварцевых электронно-механических часов и устройство для его осуществления

СОЮЗ С 08 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ 7 7/04 0 измери- тенияСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР У 544938, кл . С 04 0 7/04, 975.Патент Великобритании,кл . С 04 С 3/00, 1980.(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА КОЛЕСНОЙ СИСТЕМЫ КВАРЦЕВЬИ ЭЛЕКТРОННО- МЕХАНИЧЕСКИХ ЧАСОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к тельной технике. Цель изобре повышение достоверности контроля и тем компенсации влияния разброса параметров шагового двигателя на работу колесной системы часов. Блок 7 формирует импульс, длительность которого равна времени Т между концом импульса питания шагового двигателя и максимумом наведенной ЭДС вра-, щения. Величина этого импульса измеряется и преобразуется в цифровую форму в блоке 8 измерения. Блок 9 анализирует значениеи воздействует на цифроаналоговый преобразователь 5, который дискретно изменяет амплитуду импульсов питания от минимального значения до величины, при котором среднее значение Г устанавливается на заданном уровне. Этим компенсируется разброс параметров шагового двигателя. Затем изменение амплитуды импульсов питания на выходе цифроаналогового преобразователя 5 прекращается, и в течение всего с. времени измеряется величина интервала времени между моментом окончания импульса питания и моментом появле.ния в конце каждого шага максимума- .наведенной ЭДС вращения. Вычисляется. соответствующая ей.величина изменения момента нагрузки колесной системы, которая сравнивается с установленным допуском, 2 с.п. ф-лы, 3 ил,Изобретение относится к области измерительной техники и может найти применение в часовой промышленности при контроле качества колесной системы электронно-механических часов.Цель изобретения заключается в повышении достоверности контроля путем компенсации влияния разброса пара метров шагового двигателя на работу колесной системы часов.На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - график изменения ЗДС вращения на обмотке ша гового двигателя; на фиг. 3 - временная диаграмма последовательности импульсов питания.Устройство содержит генератор 1 эталонной частоты, формирователь 2 2 О импульсов, питания, коммутатор 3, шаговый двигатель 4, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 5, демпфирующий резистор б, блок 7 формирования, ,блок 8 измерения интервала времени 25 и вычислительный блок 9.Выход генератора 1 эталонной ча.стоты соединен через Формирователь 2 импульсов питания с управляющим входом коммутатора 3, первый информаО ционный вход которого подключен к входу блока 7 Формирования и через демпфирующий резистор б к общему проводу источника питания, а два выхода коммутатора 3 подключенык двум выводам шагового двигателя 4 с про 35 веряемой колесной системой,.Выход блока 7 формирования соединен через последовательно включенные блок 8 измерения интервала времени, вычислительный блок 9 и ЦАП 5 с вторым информационным входом коммутатора 3,Осуществление способа и работа устройства происходят следующим образом. 45Способ основана анализе изменения,кйнетическойэнергии колесной системы в области точки Фиксацщ ротора вследствие. изменения .нагружаю- щего момента системы от шага к шагу. 5 пПри вращении ротора в обмотке шагового двигателя наводится ЗДС вращения, величина которой зависит как от магнитных свойств шагового двигателя, так и от скорости вращения ротораЮ Й 9с КО где 4 - потокосцепление;6 - угловое положение ротора;- текущее время.На фиг. 2 изображено семействокривых, показывающих изменение ЭДСна обмотке шагового двигателя за время одного шага прн различных нагружающих моментах. Кривая 1 соответствует наибольшему нагружающему моменту; кривая 2 - среднему нагружающему моменту; кривая 3 - наименьшему нагружающему моменту, гдевремя действия импульса питания;- времена от конца импульсапитания до максимума ЭДС вращения вконце шага при соответствующих нагружающих моментах; Ьь - время, хаГЪрактеризующее изменение величинывследствие изменения нагружающего мо.мента.С изменением нагружающего момента(Фиг. 2) колесной системы изменяетсякак величина максимума ЭДС вращения,так и момент появления этого максимума относительно конца импульса питания шагового двигателя. При увеличении нагрузки максимум ЭДС вращениясмещается вправо и уменьшается поамплитуде, а при уменьшении нагрузкимаксимум ЭДС вращения смещается влевои увеличивается по амплитуде,Это объясняется тем, что работасил по преодолению нагружающего момента будет равна уменьшению кинетической энергии. Изменение кинетической энергии колесной системы вконце каждого шага, обусловленноеизменением нагружающего момента, определенным образом характеризуетсяизменением величины Ь . Изменениемомента сопротивления ротора шаговогодвигателя с колесной системой можетхарактеризоваться изменением среднейскорости вращения ротора на каждомшаге,Для каждого конкретного двигателяможет быть установлена однозначнаязависимость между изменением нагружающего момента и соответствующимизменением величины ьТ при определенном напряжении импульсов питанияшагового двигателя. Вследствие разброса параметров шагового двигателястатический синхронизирующий моментимеет неодинаковое значение у разных экземпляров механизмов одноготипа при одном и том же напряженииимпульсов питания. Это приводит к изменению средней скорости вращения роторов на каждом шаге при одинаковом цагружающем моменте или, что то же самое, к неоднозначной зависимости. 5 между величиной нагружающего моментаи значением ьЗа счет изменения амплитуды напряжения импульсов питания шагового двигателя уравнивают средние скорости вращения разных экземпляров механизмов. Благодаря этому компенсируется разброс их параметров относительно номинальных значений. Затем по изменению величины можно 15проконтролировать изменение нагружающего момента от шага к шагу.Шаговый двигатель 4 с проверяемой колесной системой подключается через коммутатор 3 к ЦАП 5, который 2 О выполняет роль регулируемого источника питания.Стабильная частота 32768 Гц, поступающая с генератора 1 эталонной частоты, с помощью формирователя 25 2 импульсов питания формируется в управляющую последовательность импульсов, которая выбирается из условия, чтобы за время между импульсами питания шагового двигателя происходило полное затухание колебаний ротора около точки фиксации. Эта последовательность импульсов подается на управляющие входы коммутатора 3.Коммутатор 3 переключается таким образом, что в течение времени, равного длительности одного импульса питания, он подключает обмотку шагового двигателя 4 к ЦЛП, а в течение времени, равного длительности четырех импульсов питания, он подключает40 обмотку шагового двигателя 4 к демпфирующему резистору К 6. Падение на" пряжения на резисторе 6 соответствует характеру изменения ЭДС вращения.Затем н течение времени, равного длительности импульса питания, обмотка шагового двигателя 4 подключается к ЦЛП 5 так, чтобы ток протекал в направлении, противоположном предыдущему. И снова н течение длительности четырех импульсов питания обмотка шагового двигателя 4 подключается к резистору 6.Таким образом формируются после. довательности импульсов питания, поступающих ца шагоный двигатель, ,(фиг, 3), где й - время, н течение которого на обмотку шагового двигателя подается напряжение питания;- время, в течение которого осуществляется анализ ЭДС вращения;111 - напряжение импульсов питания шагового двигателя, устанавливаемое с учетом разброса его параметров.Блок 7 формирования формирует импульс, длительность которого равна временимежду концом импульса питания шагового двигателя и максимумом наведенной ЭДС вращения. Величина этого импульса измеряется и преобразуется в цифровую форму вблоке оизмерения. Вычислительный блок 9 анализирует значение Г и воздействует на ЦАП, который дискретно изменяет амплитуду импульсов питания от минимального значения до величины, при которой среднее значениеустановится на заданном уровне. Этим компенсируется разброс параметров шагового двигателя. Затем изменение амплитуды импульсов питания на выходе ЦАП 5 прекращается и в течение всего времени, необходимого для полной проверки колесной системы, измеряется величина интервала времени ь между моментом окончания импульса питания и моментом появления нконце каждого шага максимума наведенной ЭДС вращения. Вычисляется соответствующая ей величина изменениямомента нагрузки колесной системы,которая затем может сравниватьсяс установленным допуском,Формула изобретения1. Способ контроля качества колесной системы кварцевых электронно-механических часов; заключающийся н том, что обмотку шагового двигателя часов питают импульсами тока и, контролируют наведенную в обмотке ЭДС вращения в интервалах между смежными импульсами, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, перед контролем ЭДС изменяют амплитуду импульсов тока, устанавливая среднюю угловую скорость вращения ротора шагового двигателя на заданный уровень, после контроля ЭДС измеряют интервал времени между моментом окончания импульса тока и появлением максимума наведенной ЭДС вращения, а качество колесной системы определяют, сравнивая изме, ВНИИПИ Подписное л. Проектная, 4 ренное значение интервала времени на каждом шаге шагового двигателя с за.данным.2, Устройство контроля качества колесной системы кварцевых электронно-механических часов, содержащее :,шаговый двигатель, генератор эталонной частоты, формирователь импульсов питания, коммутатор, демпфирующий 1 О резистор, блок формирования и вычислительный блок,причем выход генератора эталонной частоты через формирователь импульсов питания соединен с управляющими входами. коммутатора, ,первые информационные входы которого Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужг 17 6подключены к входу блока формирования и к первому выводу демпфирующе-го резистора, соединенного своим вто-.рым выводом с общим проводом, а выходы коммутатора подключены к обмотке шагового двигателя, о т л и ч а -ю щ е е ся тем, что в него введеныцифроаналоговый преобразователь иблок измерения интервала времени,причем выход блока формирования через последовательно соединенные блокизмерения интервала времени, вычислительный блок и цифроаналоговый преобразователь связан с вторыми информа"ционными входами коммутатора.