Устройство для контроля параметров

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик о 1960743(22) Заявлено 29.12.80 (21) 3250069/18-24с присоединением заявкй Мо(23) Приоритет -Опубликовано 23.09.82, Бюллетень Йо 35Дата опубликования описания 23.09.82 151 М Кп з С 05 В 23/02 Государственный комитет СССР по делам изобретЕний и открытий.р,Ю.Н. Самарцев 7 ,.",тУуКиевский ордена Ленина политехнический ин т ";.",.им.50-летия ВеликойОктябрьской социалистическойр юции(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ Изобретение относится к автоматике и контрольно-измерительной технике, может быть применено для контроля параметров.По основному авт.св. Р 418833 известно устройство для автоматического контроля параметров, содержащее коммутатор, преобразователи, программный блок, счетчик . Устройство позволяет при контроле параметров объектов при преобладающей случайной погрешности преобразователей параметров получать результаты с повышенной достоверностью путем многократного контроля каждого параметра 1.Однако это устройство имеет низкое быстродействие вследствие увеличенного среднего времени обработки одного параметра, так как. для Формирования решения о качестве параметра с заданной достоверностью необходимо в каждом кадре программы контроля проведение назначенного числа контрольных тактов.Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля , параметров, содержащее первый коммутатор, соединенный выходами с первыми входами преобразователей, соединенных выходами с первыми входами вы,числителя, первый выход которого соединен спервым входом программногоблока, первые, второй и третьи выходыкоторого соединены соответственно спервыми входами первого коммутатора,с вторым входом вычислителя и с вторыми входами преобразователей, счетчик,соединенный счетным входом с вторымвыходом вычислителя, установочнымивходами - с соответствующими четвертыми выходами программного блока, выходом - с вторым входом программногоблока, введены блок опорных сигналов,первый и второй блоки вычитания, первый и второй компараторы, элемент2 ИЛИ-И,триггер, элемент И и второйкоммутатор, соединенный входами свыходами соответствующих преобразователей, выходом - с первыми входамипервого и второго блоков вычитания,соединенных вторыми входами с соответствующими первыми выходами блокаопорных сигналов, выходами - соответственно с первыми входами первогои второго компараторов, вторые входыкоторых подключены к второму выходу2 ИЛИ-И,соединенного третьим входом свыходом триггера, выходом - с первыми входами триггера, элемента И и стретьим входом программного блока,подключенного четвертым входом к выходу элемента И, соединенного вторым входом со счетным входом счетчика, выход которого соединен с вторымвходом триггера, первые выходы программного блока соединены с соответствующими входами блока опорных сигна Олов.На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2график зависимостей, поясняющих работу устройства. 15Устройство .содержит первый коммутатор 1, преобразователи 2, вычислитель 3, счетчик 4, триггеры 5, программный блок б, второй коммутатор 7,первый 8 и второй 9 блоки вычитания, первый 10 и второй 11 компараторы, элемент 2 ИЛИ-И 12, триггер 13,элемент И 14, блок 15 опорных сигналов.Устройство работает следующимразом,Объект контроля подключается кустройству через коммутатор. 1. Коммутатор 1, преобразователи 2, вычислитель 3 и блок 15 опорных сигналовуправляются по цепям управления командами, поступающими от программного блока б. По установочным входамтриггеры 5 управляются с выходовпрограммного блока б.При переходе на очередной кадр Зпрограммы контроля по сигналам программного блока б, передаваемым поцепям управления, производится соответствующая коммутация цепей в коммутаторе 1 и очередной параметр Х 40поступает в один из преобразователей 2.Пусть необходимо, чтобы контролируемый параметр Х находился в пределах нижнего Х и верхнего Х 8 допустимых значений, т.е, если Х Х с Х 9то объект по данному параме-.ру признается годным, в противном случаене годным. При этом под воздействиемуправляющих сигналов из программногоблока б в блоке 15 опорных сигналовна двух его выходах, соединенных свходами блоков 8 и 9 вычитания, формируются опорные сигналы У и 1,величина которых равна соответственно .верхнему Х и нижнему Хн допустимомузначению контролируемого в данномкадре параметра Х, а на третьем выходе, соединеннбм с опорными входамикомпараторов, опорнйй сигнал У, величина которого равна граничномузначению дг погрешности а преобра -зователя 2, на который в данном кадре поступает .контролируемый параметрХКомпараторы 10 и 11 формируютпри этом на выходе сигнал, равный ло гической "1", в случае если разности преобразованного параметра 1 и соответственно опорных сигналов У й У равных верхнему Хв и нижнему Хн допус-, тимому значению контролируемого параметра Х, по модулю превышают значенияопорного сигнала 7, равного граничному значению дг погрешности д соответствующего преобразователя 2, поступающего на опорные входы компараторов 10 и 11, т.е. в случае, если 1 У -У( 7 У или, что то же самое, ( Х+ Ь - Хв( 7 дг, выходной сигнал компаратора 10 равен логической "1 ф, в противном случае - "0", и если (У - 1 (тУ или, что то же самое,о( Х+ д -Х( 1 дг, выходной сигнал компаратора 11 равен логической "1", в противном случае - "0". Триггер 13 по команде иэ программного блока б (не показано) устанавливается в исходное нулевое состояние, так что на его выходе формируется логическая "1".Преобразованный преобразователем 2 сигнал У (например, в виде постоянного напряжения) поступает в вычислитель 3 и через коммутатор на входы, блоков 8 и 9 вычитания. В результате обработки на выходе вычислителя 3, соединенном с входом элемента 14, появляется сигнал "1", в случае признания объекта по данному параметру Х годным, т.е. если ХУХэ, в случае признания объекта не годным по, данному параметру, т.е., если У с Х или 1Хэ, на рассматриваемом выходе вычислителя 3 логический сигнал равен "0".Одновременно с процессом преобразования контролируемого параметра Х с выходов блока б в счетчик 4, состоящий из триггеров 5, записывается, число, равное разности числового объема счетчика б и числа результатов 1 Годен",необходимого для получения конечного результата "Годен" с заданной достоверностью.Преобразованный преобразователем сигнал У поступает на блоки 8 и 9 вычитания.В зависимости от соотношений сиг" налов У = Х+ 2 , У = Хв, к = Хии УЪ, =Ь", поступавцих соответственно от преобразователя 2 и блока 15 опорных сигналов, устройство работает в двух режимах: режиме достоверного. анализа и в критическом режиме.Если разность преобразованного сигнала У и соответственно опорного сигнала У или сигнала Уя. по модулюбольше опорного сигнала У, т.е. если(Х+ Й -Х /7 дг или(Х+ Ь -Хн (аг, то устройство работает в режиме достоверного анализа, при котором . сигнал, соответствукщий логической "1", соответственно с выхода компаратора 10 или 11 через элемент 2 ИЛИ-ИЕсли разность преобразованного сигнала У и соответственно опорного сигнала У или сигнала 7,2 по мо.дулю меньше опорного сигнала У, т.е. если 1 Х+ ь -У(сдг -илиХ+ Ь -Х1 Ьг, то устройство работа ет в критическом режиме, при котором на выходе элемента 2 ИЛИ-И 12 Формируется логический "О."., который устанавливает триггер 13 в единичное состояние, при котором сигнал 40 на его выходе становится равным логическому "0". При этом сигнал на входе блока.6, соединенном с выходом элемента 12, с этого момента и до конца кадра программы контроля 45 остается равным логическому "О". В случае признания вычислителем объекта годным, сигнал с выхода вычислителя 3 поступает на вход счетчика 4 и увеличивает число, записанное в нем на "1".После этого начинается очередной контрольно-измерительный такт. Если назначенное число тактов еще не прошло, и счетчик 4 уже заполнен, что означает получение необходимого числа результатов "Годен" с заданной достоверностью, что счетчик 4 переполняется, сигнал с выхода переполнения счетчика 4 поступает на вход блока 6, и блок 6 отрабатывает переход на сле дующий кадр. При этом объект признается годным по данному параметру, В предельном случае переполнение счетчика 4 происходит на последнем из назначенных контрольных тактов. 65 30 12 поступает на вход программного блока 6 и на вход элемента П 14. Конъюнкция сигналов с выхода вычисл.- теля 3 и с выхода элемента 2 ИЛИ-И 12 поступае. с выхода элемента 14 на вход блока 6. 5Под действием логической "1" от элемента 12 блок 6 анализирует сигнал ча входе, соединенном с элементом 14 и, если он равен логической "1", т.е. когда вычислитель 3 .0 признает объект годным по данномупарам.тру (т.е. Х У ( Х) и при этом выполняется одно из неравенств Х+ Д -Уэ 7 дг или х+ д -Хн 7 дгу фиксируеь:ях блоками 8 и 9 и компара торами 10 и 11, то объект признается годным по данному параметру, Если сигнал на входе блока 6, соединенном с элементом 14, равен логическому "0", т.е. вычислитель 3 признает 20 объект не годным по данному параметру (т.е. УХ или УХь) .Пссле анализа сигнала на входе блока 6, соединенном с элементом 14, и формирования суждения о годности 25 контрочируемого объекта по данному параметру, программный блок 6 отрабатывает переход на следующий кадр программы контроля. Если же в течение времени, отведенного на проведение назначенного числа контрольных тактов, переполнения счетчика 4 не происходит, это означает, что решение "Годен" с заф данной достоверностью не может быть принято, и .блок 6 принимает решение "Не годен", которое индицируется на пульте оператора (не показан). Таким образом, переход на новый кадр программы контроля отрабатывается блоком 6 или по приходу логической "1" на его вход с выхода элемента 12, что соответвтвует режиму достоверного анализа, при котором решение о годности объекта, принятое вычислителем 3 в данном контрольном такте, признается достоверным, илипо приходу, сигнала с выхода переполнения счетчика 4 на вход программного бло-ка 6, что соответствует критическому режиму (логическая "1" с элемента 12 не поступает на блок 6), при котором решение о годности объекта блок 6 принимает по соотношению количества решений "Годен", принятых вычислителем 3, и общего количества назначенных контрольных тактов.На фиг. 2 показаны графики функции плотности распределения параметра Г(Х) и погрешности преобразователей Г(Д ) . Преобразованное У значение параметра Х с учетом погрешности д преобразователя равно суммео У = Х+Ь.Граничное значение д г погрешности выбирают с учетом того, чтобы вероятность принятия погрешностьюзначения, превышающего граничное значение ь г было незначительным, т.е. Р ( Ь 7 дг)- О.Например, если известно, что погрешность преобразователя распределена по нормальному закону с дисперсией (7 , то можно применять юг=36 . Гслигранич-. ные значения поргрешностей неодинаковы для положительных и отрицательных значений то за величину д г следует принять большее по абсолютной величине граничное значение.На фиг. 2 режиму достоверного анализа соответствует область нахождения контролируемого параметра Х в диапазонах, соответствующих заштрихованным областям (области достоверного анализа), т.е. когда-оо Х с Х н - дг или Хн+ьг ХХэ -дг, или Хв +д г Х ( ю или, что то же самое, когдаХ + Ь -Х,/т дг илиХ+ А -Х Рдг.В этой области любое значение погрешности в пределах не может повлиять на правильность принятия решения о годности объекта по данному параметру.Граничному режиму на фиг. 2 соответствует область нахождения пара+-Хн(дг или Х + Ь - Хиг.При этом при проведении однократногоконтроля в случае, если ХнХ с Хв, 5а Х + 8Хн или Х + Д 7 Х , а такжеи случае, если ХХн или Х ъ Хв,а Хн Х + ЕХз, решение о годностиобъекта по контролируемому параметрубудет неверно. 10Для уменьшения влияния случайныхпогрешностей преобразователей на результаты контроля в этом. случаепроизводят назначенное число контрольных тактов для получения статического решения о годности обьекта сцелью получения заданной достоверности результатов,Таким образом, в предлагаемом устройстве многократный контроль дляпринятия статистического решения огодности объекта контроля производится только в случае нахождения Контролируемого параметра вграничныхдиапазонах, в котоРых случайная погрешность преобразователей может повлиять на правильность принятия решения вычислительным блоком, в отличие от известного устройства, в кото-.ром многократный контроль производится в каждом кадре контрольной программы. При этом в предлагаемом устройстве в результате введения режимадостоверного анализа среднее времяобработки одного параметра значительно уменьшается, а выигрыш в быстро- Зздействии пропорционален отношениювероятностей нахождения коитролируемого параметра в областях достоверного анализа к вероятности нахождения его в граничных областях и можетсоставлять 5-10 раз,Формула изобретения Устройство для контроля параметров по авт.св. Р 418833, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения быстродействия устройства,в него введены блок опорных сигналов, первый и второй блоки вычитания,.первый и второй компараторы,элемент 2 ИЛИ-И, триггер, элемент И.и второй коммутатор, соединенныйвходами с выходами соответствующихпреобразователей, выходом - с пер"выми входами иервого и второго блоков вычитания, соединенных вторымивходами с соответствующими первымивыходами блока опорных сигналов, выходами - соответственно с первымивходами первого и второго компаратороввторые входы которых подключены к второму выходу блока опорныхсигналов, выходы - к первому и второму входам элемента 2 ИЛИ-И, соединенного третьим входом с выходомтриггера, выходом - с первыми входами триггера, элемента И и с третьимвходом программного блока, подключенного четвертым входом к выходуэлемента И, соединенного вторым входом со счетным входом счетчика, выходкоторого соединен с вторым входомтриггера, первые выходы программногоблока соединены с соответствующимивходами блока опорных сигналов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 418833, кл, 6 05 В 23/02, 19749 б 0743 Составитель В. ДворкинТехред З.Палий: Коррект ол Тираж 914 ВИИИПИ Государственного кпо делам иэобретений и 13035, Москва, Ж, Раушс Эаказ 7277/55 ектная, 4 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул Редактор О.Юрковецка Подписное ета СССР рытий наб., д. 4/5