Электронный граммометр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕ СК( 9) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ 6011 1 2"1012 ПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ У(21) 4800368 - .: . Электронный граммометр содержит корпус (22) 23.01,90 : 1, щуп 2 с зубчатым сектором, размещенным (46) 15.07,92. Бюл. Ф 26 на оси 3, которая закреплена с возможно- (71) Научно-исследовательский институт стью вращения вкорпусе 1 исвязанасни "ИнЬорматика и сйстемы управления" с помощью, возвратной спиральной пружи- МГТУ им, Н,Э.Баумана и завод "Старорусп- ны 6, С.зубчатым сектором 2 соединена рейрибор". ка 4. Источники 7 и 8 света через отверстия (72) А.В.Еланцес, В.В.Маркелов, С.Б,Соро- в рейке 4 сопряжены оптически с фотоприкоумов, Ю,А,Куракин. Ю.П. Каш ников, емниками 9 и 1). При движении рейки 4 под С.В.Соколов и В.С.фатеев воздействием силы, размыкающей контак- (56) Авторское свидетельство СССР - ты 26 испытуемого реле 25, импульсные сиг:М 1349002, кл, НОЗМ 1/12;1987. налы с фотоприемников поступают наАвторское свидетельство СССР формирователи 11 и 12, Если. усилие Р боль- М 1159163, кл. Н 03 М 1/60, 1985 ше допустимого, то размыкание контактов26 блокирует прохождение сигнала через (54 ЭЛЕКТРОННЫЙ ГРАММОМЕТР элемент И 19 от источйика 22, на выходе ф (57) Изобретение относится к измеритель- будет нулевой сигнал от элемента 21. Одно. ной технике и может быть использовано временно блокируется прохождение сигна- (Л для контроля усилия контактного нажатияла через формирователь 12 импульсов на С" электромагнитных реле, Целью изобрете- вход коммутатора 15. Нри этом счетчик 16 и ния Являетсл повышение точности и досто- индикатор 18 фиксируют число импульсов,ф верности результатов измерения. соответствующее усилию Г. 1 ил,Изобретение относится к контроль- занные через отверстия в зубчатой рейкено-.измерительной технике и может быть источник и приемник света, второй формииспользовано для контроля усилия контакт- рователь импульсов и второй переключаногонажатияэлектромагнитныхрелевпро- тель, при атом расстояние междуцессе их производства, а также для 5 оптическими осями двух пар оптически свяпроведения регулировочных работ занных между собой источников и приемниИзвестйо прйменяемое для "контроля ков света некратно половине шагаусилий контактного нажатия электромаг- отверстий в зубчатой рейке, счетчик импульнитных реле устройство на базе граммомет- сов выполнен реверсивным, выход каждогора часового типа, . 10 приемника света подключен к выходу соот- .Недостатками указанного устройства ветствующего формирователя импульсов,являются наличие субъективной ошибки выходы которых соединены с входами фазооператора при контроле и невысокие точ- вого детектора;: выход которого связан ченость и достоверность результатов контро- реэ Формирователь сигнала с входомля, 15 управления коммутатора, первый и второйНаиболее близким к предлагаемому по . выходы которого подключены к прямому итехнической сущности является электрон- реверсивному входам счетчика соответстный граммометр, обладающий достаточно венно, а вход коммутатора соединен с выхавысокой точностью и позволяющйй автома- дом элемента И, один из входов котороготиэировать процесс контроля 20 связан через первый переключатель с выхо-.Однако примененные в известном домили входом инвертора, а другой вход: граммометре электронные блоки обработки элемента И подключен к выходу одного изэлектрического сигнала не исключают про- формирователей импульсов, при этом шихождения в регистр сигналов во время: на обнуленияреверсивногосчетчикачерезреверса щупа, которйе не несут полезной 25 второй переклочатель соединена с общейинформации, что снижает точность и досто- шиной электро,ного граммометра, котораяверность результатов измерения. Участие через токоограничивающий элементсвяза оператора при определении момента: на с входом инвертора; а источник напряже, замыкания или размыкания контактов нияивходинвертораснабженыэлементами-контролируемого электромагйитного ре для подключения испытуемого реле,- леявляется источником появления субь- На чертеже изображена структурнаяективных ошибок при измерении и также схема электронного граммометра.приводит к снижению точности и достовер-:Электронный граммометр содержитности результатов контроля. Кроме того, корпус 1, щуп 2 с зубчатым сектором, ось 3,любые возвраты и колебания щупа в про зубчатую рейку 4 с отверстиями, направля цессе измерения накладываются на истин- . ющие 5, возвратную спиральную пружину 6,ный результат.,источники 7 и 8 светэ, приемники 9 и 10Цель изобретения - повышение точно- света, два форчйровагеля 11 и 12 импульсти и достоверности результатов измере-сов, Фазовый детектоо 13, формировательиихф,40 14 сигнала, управляемый коммутатор 15, ре Оставленная цель достигается тем, что версйвнцй счетчик 16, Дешифратор 17, инв электронный граммометр, содержащий дикатор 18, элемент И 19; - ийвертор 20,корпус, щуп с зубчатым сектором, раэме- токоограничивающий элемент 21, источникщенным на оси, закрепленной с возможно напряжения, два переклточателя 23 й 24стью вращения вкорпусе и кинематически 45 и клеммы 25 для йодклачейия контролируесвязанной с ним с помощью возвратной мого электромагнитного реле. На чертежеспиральной пружины, соединенную с зубча-. также покаэань 4 койтакты 26,контролируетым сектором зубчатчю рейкус отверстия-мого электромагнитного реле., ми, расположенными с постоянным шагом - Электронныйграммометр работаетслепараллельно зубчатой поверхности и с на дующим образом,правляющими, источник света и оптически Передначалом измерения усилия кон-.связанный с ййм через отверстия в зубчатой " тактногоЙакатия реле посредствомкраткорейке приемнйк света, Формировагель временного замыкания переключателя 23импульсов, переключатель, дешифратор, "Сброс" реверсивнййсчетчик 16 переводятиндикатор, йсточйик напряжения; токоогра- бб ся в нулевое состояние, к выходу источниканичивающий-элемент и счетчйкимпульсов; 22 напряжения и входу инвертора 20 черезсвязанный через дешифратор с индйкато- клеммы 25 подсоединяют койтакты 26 контром, введены фазовйй детектор, формиро- ролируемого реле, Если контролируют усиватель сигйала, управляемый коммУтатор; лие контактното нажатия нормальноинвертор, элемент И, вторьге оптйчески свя- замкнутых контактов, то с помощью переключателя 24 к одному из входов элемента тектора 13, который позволяет определитьИ 19 подключают вход инвертора 20, Если знак фазового сдвига между первой и втоосуществляют контроль нормально разо- рой последовательностями импульсов, Смкнутых контактов 26 реле, то к входу эле- точки зрения обеспечения работы фазовогомента И 19 подсоединяют выход инвертора 5 детектора оптимальным является фазовый20, Это обеспечивает соответствие выход- сдвиг + л/2, который достигается выборомного сигнала элемента И 19 сигналу на вы- расстояния 1 в направлении движения рейходе формирователя 12 импульсов. В ки 4 между оптическими осями двух парисходном состоянии, когда щуп 2 с зубча- оптически связанных между собой источнитым сектором и кинематически связанная с 10 ка и приемника света в соответствии с выним зубчатая рейка 4 неподвижны, на выхо- . ражением 1. =(2 и+1) а/4, где и - О, 1, 2, .;де приемников 9 и 10 света и соответствую- а - период расположения отверстий зубчащих им формирователей 11 и 12 импульсов той рейки 4. Однако для определения на-,присутствуютнеизменяющиеся во времени правления движения рейки 4 с помощьюэлектрические сигналы, При этом фазовый 15 фазового детектора 13 необходимым и додетектор 13 и формирователь 14 сигнала . статочным условием яйляется некратностьобеспечивают подключение выхода элемен- велйчиныполовине периода а(с Ф и а/2).та И 19 через управляемый коммутатор 15 к Формирователь 14 сигнала под дейстодному из входов реверсивного счетчйка 16, вием сигнала на выходе фазового детектораПоскольку на входе управляемого ком 13 формирует сигнал управления, обесмчимутатора 15 присутствует постоянный элек- вающий подключение входа управляемоготрический сигнал уровня логической коммутатора 15 к прямому входу реверсивединицыили логического нуля с,в зависимо- ного счегчика 16, Поскольку на одном изсти от того, находится на оптической оси входов элемента И 19 присутствует сигнал. источник 8 света - приемник 10 светаотвер логической единйцы, поступающий с источстие рейки 4 или нет), счетчик 16 не изменя- ника 22 напряжения через нормально замкет своего нулевого состояния. Индйкатор 18 нутые контакты 26 и переключатель 24,и дешифратор 17 отражают нулевое состоя- последовательность импульсных сигналов сние счетчика 16, выхода формирователя 12 беспрепятственРассмотрим работу электронного грэм но поступает через элемент И 19 и управлямометра при контроле усилия контактного емый"коммутатор -15 на прямой входнажатия нормально замкнутых контактов 26счетчика 16, В случае обратного хода щупаконтролируемого реле. Измеряемое усилие 2, например в результате ошибки оператос- контактного нажатия электромагнитногора, меняется фазовое соотношение междуреле должйо бьсть приложено к щупу 2 пер последовательностямй ймпульсов на выхопендикулярно оси 3. Это положение должно дах формирователей 11 и 12. чтоприводит ксохраняться в процессе всего измерения, изменению сигнала управления на выходеУсилие прикладывается в направлении, формирователя 14 сигнала и подключениюобеспечивающем размыкание нормально входа коммутатора 15 к реверсивному входузамкнутых контактов 26. При приложейии 40 счетчика 16,усилия к щупу 2 с зубчатым сектором по- -В результатевреверсивномсчетчике 16следний отклоняется, вызывая при этом ли- осуществляется вычитание" из общего колинейные перемещения кинема 1 ически чества зарегистрировзнйых импульсов чиссвязанной с ним рейки 4 с отверстиями" ,ла импульсов, соответствуащихобратномуПеремещение рейки 4 вызывает последова ходу щупа 2. При дальнейшем движении щутельное пересечение ее отверстиями опти- па 2 по направлению приложения силы Гческих осей источник 7 света - приемник 9 происходит повторное переключение упсвета и источник 8 света - приемник 10 равляемого коммутатора 15 и последовасвета; В результате на выходе приемников тельность импупьСов поступает на прямой9 и 10 света и электрически связайных с 50 входсчетчика 16. Такимобразом,состояниеними формирователей 11 и 12 импульсов реверсивного счетчика 16 и индикатора 18формируются две последовательности им- соответствует теку:цему положению щупа 2пульсовэлектрическихсигналов, в которых и, соответственно, приложенной к, немучисло импульсов соответствует числу отвер- силы Р.стий рейки 4, пересекших оптическую ось 55 Как олько усилие, приложенное к щупуисточник света - приемник света в. резуль, превысит усилие контактного нажатиятате отклонения щупа 2, а фазовое соотно- контролируемого реле нормально замкнушение между импульсами - направлению тые контакты 26 контролируемого реле раздвижения рейки 4. Обе последовательности мыкаются. Одновременно на второй входимпульсов поступают на входы фазового де20 30 35 40 элемента И 19 перестает поступать сигнал с источника 22 напряжения. На этом входе присутствует сигнал логического" нуля, поступающий через токоограничивающий элемент 21 с общей шины устройства, В результате блокируется прохождение сигналовс выхода формирователя 12 импульсов на вход управляемого коммутатора 15, При этом реверсивный счетчик 16 и индикатор 18 фиксируют количество импульсов, соответствующих усилию Г, при котором произошло размыкание контактов 26 контролируемого реле,Усилие Г связано с величиной перемещения зубчатой рейки 4.(количеством импульсов, йоступэющих на реверсивный счетчик 16) через жесткость спиральной пружины 6 и йередаточное отношение кинематической связи между щупом 2 и рейкой 4, После снятия усилияс щупа 2 рейка 4 возвращается в исходное состояние, при этом замыкаются контакты 26 и последовательность импульсов с выхода формирователя 12 поступает через элемент И 19 и коммутатор 15 на реверсивный вход счетчика 16, Счетчик 16 йереходитв нулевое положение, После отключения и повторного включения напряжения питания граммометра возможно неопределенное (случайное) состояние счетчика 16, Необходимо кратковременно замкнуть переключатель 23 "Сброс". что обеспечивает приведение счетчика 16 в нулевое состояйие,При контроле нормальйа разомкнутых контактов граммометр работает аналогичйо, за исключейием того, что в исходном состоянии выход инверторэ 20 с йомощью переключателя 24 подключается к второму входу элемента И 19, При этом положительный сигнал с выхода инвертора 20 обеспе чивает прохождение сйгналов с выхода формирователя 12 импульсов через элемент И 19 ча вход управляемого коммутатора 15.В момент замыкания контактов реле 26 на . вход инвертора 20 поступает положительный сигнал, что приводит к блокированию прохождения серии импульсов с первого входа элемента И 19 на его выход, Токоограничивающий элемент 21 обеспечивает сигнал логического нуля йа входе инвертора 20 приразомкнутых контактах 26 контролируемого реле.Вкачестве источников 7 й 8 света могут быть использованы светодиоды, например, АЛ 107, Приемниками 9 и 10 света могут служйть фотодиоды, например, ФД 8 К; Функции Формирователей 11 и 12 импульсови формирователя 14 сигнала могут выполнять коммутаторы, выполненные, например, на .базе микросхемы К 521 САЗ, В качестве фазово; о детектора 13 может быть применен фазовый вольтметр, Управляемый коммутатор 15 может быть выполнен на основе электронного ключа, например, микросхемы К 590 КН 2, В качестве реверсивного счетчика 16 может быть использована микросхема К 15 ЗИЕ 7, в качестве дешифратора 17 - Микросхема К 155 ЙД 1,Индикатор 18 может быть выполнен на светодиодных матрицах, например, ЗЛС 320 А, АЛС 314 А, инвертором 20 и "элементом И 19 могут служить микросхемй К 155 ЛАЗ. формула изобретения Электронный граммометр, содержащий корпус, щуп с зубчатым сектором, размещенным на оси, закреплейной с воэможйостью вращения в корпусе и кинематически связанной с ним с помощью возвратной спиральной пружины, соединенную с зубчэтым сектором зубчатую рейку с отверстиями, расположенными с постоянным шагом 25 параллельно зубчатой поверхности, и с направляющими, источник света и оптически связанный с ним через отверстия в зубчатой рейке приемник света, формирователь импульсов; переключатель, дешифратор,индикатор, источник напряжения, токоограничивающий элемент и счетчик импульсов, связанный через дешифратор с индикатором, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и достоверности результатов измерения, в него введены фазовый детектор, формирователь сигнала,управляемый коммутатор, инвертор, элемент И. вторые оптически связанные через отверстия в зубчатой рейке источник и приемник света, второй формирователь импульсов и второй переключатель, при этом расстояниемежду оптическими осями двух пар оптически связанных между собой источникбв и приемников света не кратно по 45 ловине шага отверстий в зубчатой рейке,счетчик импульсов выполнен реверсивным,выход каждОго приемника света подключен. к выходу соответствующего формирователяимпульсов, вы,оды кцторйх соединены с 50 входами фазовсто детектора. выход которо- .го связан чере формирователь сигнала с- входом управления коммутатора, первый ивторойвыходы которого подключены к прямому и реверсивному входам счетчикасбот 55 ветственно, а вход коммутатора соединен с выходом элемента И, один из входов" которого связан через первый переключатель с выходом или входом инвертора, а другой вход элемента И подключен к выходу одного из формирователей импульсов, при этом1747962 4мент связана с вщи щфф 3 щ, а иСточймк напряжеийв и Вмбщ ийфФЬра сивбже-. ны элемеитфйи дяя подкяйчеийя исй:ытуембГО фВфф.ееЪ г 4Составитель А;ЕланцевТехред М,Моргентал Ф Корректо ФОтар М,Дем актор е Зака 2496НИИП ОДПи Тираж осударствен ного коми 113038, Москта по изобретениям , Ж, Раушская на Производственно-издателФ"Патент",комби Уж город, ул, Гагарийа, 101 с Ф а обнуле второй иИ ШИНОЙорая чер ия реверсивного счетчика череключатель соединейа с Обзлектронного граммометра, 3 токоограничивэЮщий алесноеи открытиям при ТКНТ СССРб., 4/5