Система для измерения массы проверяемых изделий

.Д. Гальчен тельство ССС К 17/00, 198 льство СССР С 19/04, 198 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидВ 1195261, кл. С 01Авторское свидетеВ 1078255, кл. С 01 СТЕМА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАССЫ 11 РОВЕРЯЕМЫХ ИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель иэобретения -повышение точности измерения массыи расширение функциональных возможностей системы, Устройство содержитплатформу 1, опирающуюся на датчик2 массы, датчик 4 контрольного груза,микропроцессорное вычислительное уст1303841 ройство 5, программируемый таймер 6 запоминающее устройство 7, генератор ,8, задатчики контрольной 9, минимальной 10 и максимальной массы, печатаю щее устройство и индикаторное табло 13. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет производить Изобретение относится к измерительной технике и может быть испопьэавано.для разбраковки проверяемых изделий по массе, регистрации и индикации кзмеренной массы, коррекции ре эультата измерения с помощью контрольного груза.Цель изобретения - повышение точности измерения массы и расширение Функциональных возможностей системы.На фиг. 1 изображена структурная схема системы для измерения массы проверяемых изделий; на фиг.2 структурная схема микропроцессорноговычислительного устройства.15 Система содержит платформу 1, опирающуюся на датчик 2 массы, датчик 3 отсутствия груза, датчик 4 контрольнога груза, микропроцессорное вычислительное устройство (МВУ) 5, программируемый таймер 6, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 7, генератор 8 с кварцевой стабилизацией, задатчики контрольной 9, минимальной 10 и максимальной 11 массы, печатаю щее устройство 12 и индикаторное табло 13. Программируемый таймер б содержит трехканальное программируемое устройство 14, а МВУ 5 содержит цент 30 ральный процессор 15, буфер 16 данных, перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ) 17 и два параллельных программируемых интерфейса 18 и 19, Система содержит также шины 20 брака по минимуму массы, шину 21 брака по максимуму массы, шину 29 разрешения измерения и шину 23 конца измерения. Синхронизирующие входы МВУ 5 подключены к выходам генера 40 тара 8 с кварцевой стабилизацией, а вход печатающего устройства 12 соереализацию алгоритмов коррекции результата измерения по значению массыконтрольного груза, автоматическуюустановку нуля и разбраковку изделийпо массе, что позволяет использоватьсистему как отдельное локальное звенопри организации оперативно-диспетчерского управления. 2 ил. динен с информационным выходом МВУ 5,адресный выход и шина данных которогоподключены соответственно к адресномувходу и шине данных ОЗУ 7. Датчик 3отсутствия груза и датчик 4 контрольного груза подключены соответственнок первому и второму информа.ционнымвходам МВУ 5. Вход синхронизации программируемого таймера 6 соединен синформационным выходом датчика 2 массы, управляющий выход которого соединен с входом прерывания МВУ 5. Адресный вход и информационная шина программируемого таймера б подключенысоответственно к адресному выходу ик шине данных МВУ 5, а первый и второй управляющие входы программируемого таймера 6 соединены соответственнос первым и вторым управляющими выходами МВУ 5, третий управляющий выходкоторого соединен с управляющим входам ОЗУ 7. Выходы задатчиков оптимальной 9, минимальной 10 и максимальной11 массы объединены и подключены ктретьему информационному входу МВУ 5,информационный выход которого соединен с входами печатающего устройства12 и индикаторного табло 13, а четвертый, пятый, шестой и седьмой управляющие выходы МВУ 5 подключены соответственно к шине 20 брака по минимуму массы, шине 21 брака по максимумумассы, шике 22 разрешения измеренияи шине 23 конца измерения. Система работает следующим образам.Датчик 2 массы преобразует измеряемую массу платФормы 1 в пачки (серии) импульсов, формируемые на ега информационном выходе, причем число импульсов в пачке пропорционально изме ЗО 3841ряемой массе платформы. Зти импупьсы поступают на вход программируемого таймера 6, в котором преобразуются в параллельный двоичный код, 8 а управляющем выходе датчика 2 массы, в промежутках между пачками импульсов, формируется управляющий сигнал, который поступает на вход прерывания МВУ 5. По этому сигналу МВУ 5 переходит в режим обработки прерывания. 10 Управляющий сигнал датчика 2 массы является одним из сигналов устройства управления системы.В режиме прерывания происходит обращениее к подпрограмме, которая обеспечивает считывание двоичного кода из программируемого таймера 6, запись этих кодов в определенную область ОЗУ 7 и установку программируемого таймера 6 в исходное состояние 20 для приема последующей пачки импульсов от датчика 2 массы. Концом режима прерывания является возврат МВУ 5 из подпрограммы .Последующие поставления информации от программируемого таймера 6 располагаются в ОЗУ 7 таким образом, чтобы происходило постоянное обновление информации от программируемого таймера 6 в и-ячейках ОЗУ 7. Значение числа п определяется необходимой степенью подавления помех в весоизмерительном устройстве при заданном времени и точности измерения.Соединение выхода первого канала трехканального программируемого уст ройства 14 с разрешающим входом второго канала, а разрешающего входа первого канала - с питающим напряжением, а также соединения счетных входов обоих каналов с входом программируе- ф мого таймера 6 позволяет создать 32- разрядный реверсивный счетчик с по- байтовым выводом информации на шину данных, что уменьшает погрешность результата измерения. Ввод данных из программируемого таймера 6 в МВУ 5 осуществляется по шине данных при подаче от МВУ 5 первого управляющего сигнала, который обеспечивает ввод информации и соответствующих адресов по шине адреса. Режим ввода определяется управляющим словом программируемого таймера 6, которое записывает из МВУ 5 информацию по второму управляющему сигналу и адресу регистра уп- , равления программируемого таймера 6.При включении системы генератор 8формирует сигнал сброса, который поступает па вход сброса центрального процессора 15, После получения этого сигнала центральный процессор 15 устанавливает на адресной шине нулевой адрес и готов к приему первой команды. Работа центрального процессора 15 с этого времени синхронизируется от двух последовательностей стробирующих импульсов генератора 8. После выдачи третьего управляющего сигнала записи (низкого потенциала) буфером 16 данных на управляющий вход ППЗУ 17, центральный процессор 15 воспринимает первый код операции, дешифрирует его и, в зависимости от дешифрации, или выполняет операцию, или считывает операнд из ППЗУ 17, но уже по адресу, увеличенному на единицу. Таким образом центральный процессор получает возможность выполнять программу, записанную в ППЗУ 17.Для записи информации в ОЗУ 7 по определенным командам центрального процессора буфер 16 данных формирует третий управляющий сигнал записи (высокий потенциал), который поступает на управляющий вход ОЗУ 7. Чтение же из ОЗУ 7 происходит аналогично чтению из ППЗУ 17, но по другому адресному пространству. Операции по обмену информацией с программируемым таймером 6 и двумя параллельными программируемыми интерфейсами 18 и 19 происходят только при выполнении определенных команд центрального процессора 15, а их различные адреса обеспечивают раздельное обращение к каждому устройству по одной шине данных.Для обеспечения работоспособностисистемы необходимо настроить внешниеустройства на определенный режим работы путем записи в их регистры управ.ления управляющего слова. При этомпрограммируемый таймер 6 настраивают на режим двоичного счета в первом и втором каналах (по шестнадцать разрядов в каждом канале). Параллельный программируемый интерфейс 18 настраивают на ввод информации в микропроцессорное вычислительное устройство от датчика 4 контрольного груза, датчика 3 отсутствия груза и трех задатчиков 9-11, а параллельный программируемый интерфейс 19 настраивают навывод информации на печатающее устройство 12, индикаторное табло 13 ивыдачу четырех дополнительных управляющих выходных сигналов. Настраива 13 О 3841ние внешних устройств происходит один раз сразу же после включения системы. После этого в ОЗУ 7 через МВУ 5 цачи - нает поступать информация о массе1 платформы через датчик 2 массы. Эта 5 информация поступает в режиме прерывания и постоянно обновляется в п-ячейках ОЗУ 7. После настраивания внешних устройств система переходит на выполнение основного алгоритма работы,10 записанного в ППЗУ 17. Первой ее операцией при этом является анализ состояния датчика 3 отсутствия груза.Если датчик 3 фиксирует отсутствие груза на платформе, то система переходит на режим автоматической установки нуля, В этом режиме происходит сравнение двух последующих результатов измерения с целью определения конца переходного процесса, связанного с нагрузкой и разгрузкой платфор мы 1. Если разница между двумя соседними результатами измерения не превышает некоторого наперед заданного числа "4", то состояние платформы 1 принимается за установившееся и, после обновления и последующих ячеек ОЗУ 7, т.е. после п последующих мгновенных значений веса, происходит их усреднение. Усреднение включает в се 30 бя сложение мгновенных значений веса и их последующее деление на и. Результат измерения записывается в определенную ячейку ОЗУ 7 и является нулевой точкой отсчета для системы. С ца чала до окончания режима автоматической установки нуля блокируется один иэ дополнительных выходов МВУ 5 через параллельный программируемый интерфейс 19 и дается разрешение на измерение изделия или контрольного груза. Этот сигнал используется для режима автома тического измерения массы.При нагружении платформы перестает поступать сигнал от датчика 3 отсут 45 ствия груза и МВУ 5 переходит к анализу состояния датчика 4 контрольного груза. Если на платформе находится контрольный груз, то датчик 4 контрольного груза вьдает управляющий сигнал, и он через параллельный программируемый интерфейс 19 поступает в МВУ 5. По этому сигналу поступающие результаты измерения от программируемого таймера б, после окончания пере ходного процесса, (аналогично режиму автоматической установки нуля) усредняются в и измерениях, и полученный результат после вычитания из негозначения нулевой точки отсчета записывается в определенную ячейку ОЗУ 7.После этого МВУ 5 через параллельнопрограммируемый интерфейс 18 вводитинформацию от задатчика 9, ца которомнабрана масса контрольного груза. Значение массы контрольного груза должноиметь абсолютное значение массы контрольного груза, установленного наплатформе 1. При этом происходит вычисление отношения абсолютного значения массы к значению массы контрольного груза, полученного в результатеизмерения. Величина этого отношенияявляется коэффициентом пересчета, который учитывается при определениимассы изделия, как поправочный коэффициент. Вычисление этого коэффициента происходит всякий раз при поступлении сигнала от датчика 4 контрольного груза, Если на платформе 1 находится измеряемое изделие, то датчик 4контрольного груза не ьыдает управляющий сигнал, и МВУ 5 перехоцит в режим измерения массы изделия, При этомрезультаты измерения, поступаемые вОЗУ 7, проверяются ца окончание переходного процесса (аналогично режимуавтоматической установки нуля) и черези результатов измерения происходитих усреднение, Из полученного значениямассы вычитается значение массы нулевой точки отсчета, и полученный результат умножается ца поправочный коэффициент, полученный при измеренииконтрольного груза, Результат измерения будет тем точнее, чем ближе к значению массы контрольного груза находится масса измеряемого изделия, иесли к моменту измерения значение поправочного коэффициента еще неопределено, то оно принимается за единицу.В конце режима измерения изделия наодном из дополнительных выходов МВУ 5Формируется управляющий сигнал, который вьдается через параллельный программируемый интерфейс 19 и служит дляФиксирования момента конца измерения.Этот сигнап предназначен для механизма снятия изделия с платформы 1 приизмерении массы в автоматическом режиме. Полученный таким образом результат измерения массы изделия после преобразования его в дноично-десятичныйкод выдается через параллельный программируемый интерфейс 9 цапечатающееустройство 12 и ца индикаторное табло 13, 1303841Если значения задатчиков 10 и 11, которые определяют значения максимально допустимой и минимально допустимой массы, отличны от нуля, то происходит разбраковка изделий по массе (в противном случае раэбраковка не происходит). При этом, если значение измеренной массы превышает заданное максимально допустимое значение, то МВУ 5 через параллельный программируемый интерфейс 19 выдает управляющий сигнал "Брак макс", а если значение измеренной массы меньше минимально допустимой массы - сигнал "Брак мин". Эти управляющие сигналы используются в даль 45 нейшем в механизмах отбраковки изделий по массе. Если же значение массы невыходит эа допустимые границы, то управляющие сигналы не поступают и изделие считается годным. 20При снятии груза с платформы 1, после отработки дополнительного управляющего выхода МВУ 5 на конец измерения, от датчика 3 отсутствия массы поступает сигнал об отсутствии груза на платформе и повторяется режим автоматической установки нуля. Введение в систему указанных режимов автоматической установки нуля и коррекции результата измерения по значению З 0 контрольного груза позволяет повысить точность измерения в широком темпера.турном диапазоне за счет уменьшения аддитивной и мультипликативной составляющих погрешности измерения, 35 Уменьшение влияния помех на результат измерения достигается усреднением и- результатов измерения, что также повышает точность системы в целом,Коды операций центрального процессора 15 и постоянные операнды записываются в ППЗУ 17 МВУ 5 с помощью специального программатора и в процессе . функционирования устройства не поддаются изменению. 45 Для повышения гибкости системы в период настройки и опытной эксплуатации можно предусмотреть возможность подключения к адресной и информационной шинам системы эмулирующей ЭВМ, содержащей аналогичный центральный процессор, например СМ 1800, чтобы оперативно вносить изменения в информацию, хранящуюся в ОЗУ 7, отлаживать программируемый таймер 6, параллельные программируемые интерфейсы 19 и 18, индикаторное табло 13, печатающее устройство 12, и также для записипрограммы в ПИЗУ 17,Предлагаемую микропроцессорнуювесоизмерительную систему можно реализовать на микропроцессорном комплекте К 580 серии, где центральный процессор 15 представляет собой микросхему К 580 ИК 80, тактовый генератор 8 К 58 ОГФ 24, буфер 16 данных - К 580 ВК 28,трехканальное программируемое устройство 14 - К 580 ВИ 53, параллельные программируемые интерфейсы 18 и 19К 580 ИК 55, ОЗУ 7 МВУ можно выполнитьна микросхемах К 537 РУ 2, К 537 РУ 3, а .ППЗУ 17 - на К 573 РФ 4. В качестве печатающего устройства можно испольэовать клавишную вычислительную машину"Искра 108 Д", а в качестве индикаторного табло 13 - набор индикаторовИВ 22. Задатчики минимально допустимой10 и максимально допустимой 11 массы,задатчик 9 массы контрольного грузамогут быть выполнены на программныхпереключателях типа ПП 8, ПП 7, а датчик 3 отсутствия массы и датчик 4контрольного груза - на конечных выключателях.Программная реализация алгоритмовкоррекции результата измерения позначению массы контрольного груза,автоматической установки нуля и разбраковки иэделий по массе позволяетиспользовать систему как отдельноелокальное звено при организации оперативно-диспетчерского управления.Выдача управляющих сигналов на разрешение измерения и конец измеренияпозволяет организовать режим автоматического измерения массы.Формула изобретения Система для измерения массы проверяемых изделий, содержащая весовую платформу, опирающуюся на датчик массы, микропроцессорные вычислительное устройство, оперативное запоминающее устройство, генератор с кварцевой ста билизацией и печатающее устройство, причем тактовые входы микропроцессорного вычислительного устройства подключены к соответствующим выходам генератора с кварцевой стабилизацией, а вход печатающего устройства соединен с информационным выходом микропроцессорного вычислительного устройства, адресный выход и шина данных которого подключены соответственно к адресному входу и шине данных оперативного эа1303841 Фиг, Яоставитель С, Шакинехред Л.Сердюкова актор Э, Сли оррект Ыекма з 1296/40 ВНИИПИ Госуда по делам и 113035, МоскваЗака Тираж 694ственного комитета ССобретений и открытийЖ, Раушская наб.,одписн 1 роектная,эводственно-полиграфическое предприятие г. Уж поминающего устройства, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности измерения и расширенияфункциональных воэможностей системы,в нее введены датчик отсутствия груза,5датчик контрольного груза, программируемый таймер, индикаторное табло,эадатчики оптимальной, минимальной имаксимальной массы и шины брака по минимуму массы, брака по максимуму мас сы, разрешения измерений и конца измерения, причем выходы датчиков отсутствия груза и контрольного груза подключены соответственно к первому ивторому информационным входам микропроцессорного вычислительного устройства, а вход синхронизации программи.,руемого таймера соединен с информационным выходом датчика массы, управляющий выход которого соединен с вхо дом прерывания микропроцессорного вычислительного устройства, адресныйвход и информационная шина программируемого таймера подключены соответственно к адресному выходу и к шинеданных микропроцессорного вычислительного устройства, а первый и второй управляющие входы программируемого таймера соединены соответственно с первыми вторым управляющими выходами микропроцессорного вычислительного устройства, третий управляющий выход которого соединен с управляющим входом оперативного запомииающего устройства,выходы эадатчиков оптимальной, минимальной и максимальной массы объединены и подкпючены к третьему информационному входу микропроцессорного вы -числительного устройства, информационный выход которого соединен с входом индикаторного табло, а четвертый,пятый, шестой и седьмой управляющиевыходы микропроцессорного вычислительного устройства подключены соответственно к шинам брака по минимуму массы, брака по максимуму массы,разрешения измерения и конца измерения.