Способ измерения погрешностей шагов линии замедления, способ измерения длины линии замедления и устройство для измерения погрешностей шагов линии замедления

ае далам изабретеиий н открытий(72) Авторы изобретения Институт электроники АН Белорусской ССР(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ ШАГОВ ЛИНИИЗАМЕДЛЕНИЯ, СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ ЛИНИИЗАМЕДЛЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯПОГРЕШНОСТЕЙ ШАГОВ ЛИНИИ ЗАМЕДЛЕНИЯ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при автоматическом контроле линий замедления в сборе.Известен способ контроля шага, заключающийся в сравнении. величины текущего шага с эталонным, измерении отклонения шагов от эталонного 1 .Недостатком этого способа является низкая точность контроля, обусловленная систематической ошибкой изме 10 рения из-за отклонения среднего шага. линии замедления от эталонного.Известен, также способ контроля объекта, заключающийся в измерении15 последовательности элементов объекта, Формировании массива данных, ос. реднении ансамбля измеренных величин 121.Недостатком данного способа при контроле линии замедления является завышение величины среднего, обусловленное наличием в линии замедления технолОгических растяжек, а 2также ошибка вычисления среднего изза систематической ошибки измерения каждого элемента объекта.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является способ измерения погрешностей шагов линии замедления, заключающийся в двойном сканировании линии замедления,измерении при первом сканированиидлины линии без технологических ра-.стяжек, подсчете числа шагов линии,определении в промежутке между первым и вторым сканированием величинысреднего шага линии, измерении приповторном сканировании погрешностейшагов 31,По данному способу длину линиизамедления измеряют путем сканирования линии, измерения пути сканирования, уменьшенного на величину контрольного шага, измерения величинытекущего шага, прекращения сканирования при равенстве величин текущего шага и контрольного, вычитания изполученной величины пути сканирования величин двух последних шагов.Способ осуществляется устройст- лвом; содержащим реверсивный счетчик,переключатель, блок управления, ге=нератор импульсов, три коммутатора,два регистра сумматор, элемент И,делитель частоты, распределитель импульсов, связанный с генератором им пульсов, сумматоров, вторым регистром, 1 оделителем частоты, вторым коммутато-ром, соединеннымс сумматором, подключенным к регистрам, переключателю,связанному с реверсивным счетчиком,блоком управления, соединенным совторым входом устройства, коммутатора"ми, элементом "И". вторым регистром,сумматором, генератором импульсов,реверсивным счетчиком, подключеннымчерез первый коммутатор к генераторуимпульсов, второй вход первого коммутатора объединен с входами другихи подключен к первому входу устройства, а делитель частоты через тре. тий коммутатор соединен с первым регистром, связанным с элементом И.Данные способ и устройство имеютнизкую точность контроля линий замедления в сборе, так как наличиепространственных помех (пояски креЗОпления диэлектрических стержней, локальные поглотители и т.п,) привоцятк ошибке .измерения контролируемой длины линии, систематической ошибке измерения погрешностей шагов и снижениюдостоверностиполученной информации,ибо среди результатов измерения погрешкостей.присутствуют недостоверныеданные, число которых вдвое большечисла пространственных помех,Целью изобретения является повышение точности и достоверности измерения путем устранения ошибок, обусловленных пространственными помехами.Указанная цель достигается тем,Что в способе измерения погрешностей 45шагов линии замедления, измеряют длину линии замедления без длин шагов,частично или полностью перекрытых пространственными помехами,50В способе измерения длины линии замедления сравнивают величину второго от текущего шага с величиной максимального шага, при превьппении прерывают измерение величины пути сканирования на время, необходимое для ска 55 нирования последующего участка линии, равного сумме длин двух предыдущих текущему шагов. Кроме того, при измерении погрешностей шагов линии замедления во время повторногоесканирования сравнивают величину погрешности шага, предыдущего текущему, с величиной максималь ного шага, при превьппении результаты предыдущего и текущего измерений бракуютеВ устройстве цель достигается тем, .что оно снабжено четвертым коммутатором, вторым и третьим элементом И, схемой сравнения и триггером, выход которого соединен с первым и четвертым коммутатором, вторым элементом И, входом подключенным ко второму входу устройства, а выходом - к объединенным входам сумматора и второго регистра, выход которого через схему сравнения, третий элемент соединен с триггером, второй вход которого подключен к сумматору, вход схемы сравнения и элемента И связан с блоком управления, входы четвертого коммутатора подключены к генератору импульсов и первому входу устройства, а выход к распределителю импульсов. На фиг. 1 изображены временныедиаграммы, поясняющие способ; нафиг, 2 - схема устройства, реализующего способ,Устройство состоит из генератора1 импульсов, коммутаторов 2-5, распределителя б импульсов, делителя 7частоты, первого регистра 8, сумматора 9, второго регистра 10, зле=ментов 11-13 И, схемы 14 сравнениятриггера 15, блока 1 б.управления,переключателя 17, реверсивного счетчика 18,Выходы распределителя б импульсовсоединены с вычитающим входом регистра 10 через делитель 7 частоты икоммутатор 5 с суммирующим входомрегистра 8 и через коммутатор 4 - свходом сумматора 9. Импульсный входраспределителя 6 импульсов подключенк коммутатору 2, первый вход которого связан с выходом- генератора 1импульсов и объединен с входом коммутатора 3, выход которого подключенк счетному входу реверсивного счетчика 18, Входы управления распределителя б импульсов соединены с выходоминдикации нуля сумматора 9 и регистра 10. Входы коммутаторов 2-5 объединены и связаны с первым входом устройства. Второй вход устройства соединен с элементами 11, 12 И, блоком35 16 управления. Один из управляющихвходов коммутатора 3 объединен с входом элементов 11, 13 И, управляющимвходом коммутатора 5 и подключен квыходу блока 16 управления, второйуправляющий вход объединен с входомэлемента 12 И, управляющим входомкоммутатора 2 и соединен с выходомтриггера 15. Первый установочный входтриггера 15 связан с элементом 13 И, 10а второй - с выходом индикации нулясумматора 9. Информационный вход сумматора 9 .соединен с выходом регистра8 и входом переключателя 17Входтактирования сумматора 9 объединен 5с входом тактирования регистра 10 иподключен к выходу элемента 12 И.Вход тактирования регистра 8 подключен к выходу элементаИ. Вход регистра 10 соединен с выходом сумматора 9, а выход - с входом схемы 14сравненйя, второй вход которой подключен к блоку 16 управления, а вылход - к элементу 13 И. Вход управления коммутатора 4 соединен с блоком16 управления, подключенным к входузапуска генератора 1 импульсов, квходу управлени направлением счетареверсивного счетчика 8. Входы блока16 управления подключены к выходу ин- З 0дикации нуля реверсивного счетчика18 и выходу переключателя 17, соединенному с установочными входами реверсивного счетчика 18.Сущность способов заключается вследующем.Сканируют линию измерения дважды.При сканировании вырабатываются масштабные импульсы, характеризующиевеличину перемещения, и импульсы 40начало шага" сигнализирующие о концепредыдущего и начале текущего шагов.Масштабные импульсы поступают на первый вход устройства, импульсы "начало шага" - на второй,45При первом сканировании измеряют длину линии без технологическихрастяжек и длин шагов, частично илиполностью перекрытых пространственными помехами.50Подсчитывают число шагов линиипутем последовательного счета импульсов "начало шага", при этом шаги технологических растяжек, а также шаги,частично или полностью перекрытые пространственными помехами, не входятв результатОпределяют в промежутке между первым и вторым сканированием величину среднего шага путем деления длины линии на число шагов.При повторном сканировании измеряют погрешности шагов линии относительно среднего.Реверсивный счетчик 18 предназначен для измерения величины пути сканирования. Переключатель 17 подключает один из выходов регистра 8 в зависимости от априорных данных по контролируемой партии линий на установочный вход счетчика 18 и на вход блока 16 управления, задавая тем самым величину номинального шага. Регистр 8 предназначен для измерения при первом сканировании величины текущего шага, в промежутке между сканированиями вычисляет значение .среднего шага, при повторном сканировании хранит значение среднего шага. Сумматор 9 при первом сканировании хранит величину первого от текущего шага, при появлении пространственной помехи определяет длительность времени прерывания измерения пути сканирования, в промежутке между первым и вторым сканированием вычитает поступающие импульсы из содержимого с индикацией нуля, при повторном сканировании измеряет погрешности шагов. Регистр 10 при первом сканировании хранит величину второго от текущего шага, определяет, при появлении пространственной помехи, длительность времени прорывания измерения величины пути сканирования, при повторном сканировании хранит величину погрешности первого от текущего шага.Измерение длины линии осуществляется путем измерения величины пути сканирования, уменьшенной на величину контрольного шага.Для этого в начальный момент записывают через переключатель 17 в счетчик 18 величину контрольного шага, которая выбирается большей, чем максимальная длина пространственной помехи. Коэффициент запаса рекомендуется брать 1,5-2. Счетчик 18 включается на вычитание, работа генератора 1 запрещена. После прохождения начальной технологической растяжки, в данном случае это при первых импульсах "начало шага" (пропуск двух первых шагов), блок 16 управления переключает коммутаторы 3, 5 на пропуск масштабных импульсов. Счетчик 18 начинает вычитать поступающие импульсы из содержимого после индика"/ции нуля счетчика 18 блок 16 управления переключит его на суммирование. Таким образом, содержимое счетчика будет равно величине пути сканирования, уменьшенной на величинуконтрольного шага,Одновременно в регистре 8 измеряются величины текущего шага, равныечислу масштабных импульсов в промежут,ке времени между соседними импуль Осами "начало шага", Импульсы "начало шага" сдвигают результат измерения в сумматор 9 и затем в регистр10. В регистре 10 хранится величинавторого от текущего шага. 15Сравнение величин этого шага с величиной максимального шага, код которого задается оператором с блока16. управления, происходит на схеме14 сравнения. Сигнал о превышениивеличины второго от текущего шага величины максимального шага, котораявыбирается болышей, чем шаг линиизамедления, но меньшей, чем длинапространственной помехи, проходит 25со схемы 14 сравнения через элемент13 И на триггер 15, переключая его.в единичное состояние.Триггер 15 прерывает измерениевеличины пути сканирования на время,необходимое для сканирования участкалинии, равного по длине сумме длиндвух предыдущих текущему шагов, Этоосуществляется переключением коммутаторов 2. 3. После этого вход35счетчика 8 подключается к выходу генератора 1, который выключен сигналом,с блока 16 управления, т.е, импульсыв счетчик 18 не поступают. Масштабныеимпульсы через коммутатор 2 поступают на вход распределителя б импульсов. В данный момент времени в сумматоре 8 хранится величина остаткачастично перекрытого следующего запространственной помехой шага, а в45регистре 9 - величина, равная суммедлин пространственной помехи и остатка частично перекрытого шага.На Фиг. 1 б изображены импульсы"начало шага", Формируемые при ска"нировании спиральной линии замедления с."пояском", на фиг. 1 в - сигналразрешения измерения величины путисканирования, Распределитель б импульсов направляет масштабные импульсычерез первый выход на вычитающийвход регистра 10, после индикациинуля которого масштабные импульсы через коммутатор 4 подаются на вычитающий вход сумматора 9. Сигнал индикации нуля содержимого сумматора 9 возвращает триггер 15 в исходное состояние. Таким образом обеспечивается условие равенства интервала времени прерывания измерения величины пути сканирования участка линии замедления, равного по длине сумме длин двух предыдущих текущему шагов. Во время прерывания измерения величины пути сканирования прохождение импульсов "начало шага" на входы тактирования сумматора 9 и регистра 1 О запрещено сигналом с триггера 5 на элемент 12 И. После возврата триггера 15 в исходное состояние возобновляется измерение величины сканирования. При появлении очередной пространственной помехи цикл прерывания повторяетсяПри равенстве величины измеряемого текущего шага величине максималь. ного шага сканирование линии замедления прекращается. Сигнал о равенстве с одного из выходов регистра 3 через переключатель 17 поступает в блок 16 управления, По сигналу,с которого начииается вычитание иэ полученной величины пути сканирования суммы величины двух последних шагов, для чего блок 16 управления переключает коммутатор 3 на пропуск импульсов с генератора 1, коммутатор 5 на пропуск импульсов с делителя частоты 7 переключает реверсивный счетчик 18 на вычитание, разрешает работу генератора 1, запрещает прохождение импульсов "начало шага" через элементы 11, 13 И.уменьшение длины линии на величину конечной растяжки осуществляется следующим образом.Импульсы с генератора 4 через коммутатор 2, распределитель 6 импульсов поступают на вычитающий вход регистра 10, в котором хранится величина предпоследнего шага, уменьшая его содержимое дб нуля, По сигналу "индикация нуля" с регистра 10 распределитель 6 импульсов пропускает импульсы с генератора 1 через коммутатор 4 на вычитающий вход сумматора 9, в котором хранится величина последнего шага линии замедления, Одновременно импульсы с генератора 1 поступают. в реверсивный счетчик 18, уменьшая его содержимое, При равенстве содержимого сумматора 9 нулю число в реверсивном счетчике 18 равно величине пути сканирования,ся в том что сканируют линии дважды, измеряют при первом сканировании длину линии без технологических растяжек, подсчитывают число шагов линии, определяют в промежутке между первым и вторым сканированием величину среднего шага линии, измеряют при повторном сканировании погрешности шагов, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения точности за счет устранения ошибок, обусловленных пространственными помехами, длину линии измеряют без длин шагов, частично или полностью пере-, крытых пространственными помехами.2. Способ измерения длины линии замедления, заключающийся в том, что сканируют линию, измеряют величину пути сканирования, уменьшенную на величину контрольного шага, ивмеряют. величину текущего шага, прекращают сканирование при равенстве величины текущего шага и контрольноо, вычитают иэ полученной величины пути сумму величин двух последних шагов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности за счет устранения ошибок, обусловленных пространственными помехами, сравнивают величину второго от текущего шага с величиной максимального, при превышении прерывают измерение величины пути сканирования на время, необходимое для сканирования последующего участка линии, равного сумме длин двух предадущих текущему шагов.3. Способ по и. 1, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности полученных результатов путем устранения ошибочно измеренных погрешностей шагов, сравнивают величину погрешности шага, предыдущего текущему, с величиной максимального шага, при превышении результаты предыдущего и текущего измерений бракуют. уменьшенной на сумму длин двух последних шагов линии.В дальнейшем определяется величина среднего шага. Распределитель 6 импульсов переключает импульсы с генератора 1 на вход делителя 7 частоты, который осуществляет деление на число шагав. Числа шагов равно числу импульсов "начало шага", прошедших через элемент 11 И, уменьшенному на два и на удвоенное число пространственных помех, равное числу переключений триггера 15. После деления импульсы с генератора 1 поступают на суммирующий вход регистра 8, По сигналу "индикация нуля" с реверсивного счетчика 18 начинается сканирование линии замедления.Погрешности шагов измеряются при повторном сканировании, При этом блок 6 управления запрещает работу генератора 1 и после первых трех импульсов "начало шагаразрешает прохождение масштабных импульсов в сумматор 9. Поступающие импульсы вычитываются из величины среднего шага, переписываемой в сумматор 9, импульсами "начало шага". С приходом очередного импульса "начало шага" величина погрешности шага переписывается в регистр 1 О.Полученная величина погрешности сравнивается с величиной максимального шага.По сигналу о превышении величиной погрешности шага величины максимального шага со схемы 14 сравнения бракуют полученный результат и результат текущего измерения как недостоверные. Их величины не включаются в массив данных. В результате устраняются ошибки определения среднего 1 О 30 35 40 4. Устройство для измерения погрйв" настей шагов линии замедления, содержащее реверсивный счетчик, переключатель,. блок управления, генератор импульсов, три коммутатора, два регистра, сумматор, элемент И, делитель частоты, распределитель импульсов, соединенный со вторым регистром через делитель частоты, третий коммутатор - с входом первого регистра, входы комлутаторов и элемента И подключены к входам блока управления и к первому входу устройства, а втоФормула изооретения 1, Способ измерения погрешностей ч шагов линии замедления, заключающии шага.Описанные способы и устройство позволяют повысить точность измерения45 анализируемой длины линии замедления и, следовательно, устранить ошибки измерения погрешностей шагов, обуС- ловленные наличием пространственных помех, повысить достоверность результатов измерения, Полчченные данные мо 50 гут далее использоваться для вычисления критерия годности линии замедления в сборе в реальном масштабном времени, что увеличивает и производительность контроля.79274 12ключенным ко второму входу устройства, а выходом - к объединенным входам сумматора и второго регистра,выход которого через схему сравнения,третий элемент соединен с триггером, второй вход которого подключенк сумматору, вход схемы сравненияи элемента И связан с блоком управления, входы четвертого коммутаторай 10 подключены к генератору импульсов ипервому входу устройства, а выход -к распределителю импульсов,11 8 рой вход устройства соединен с блоком управления и через элемент И " с первым регистром, выход которого под" клюнен к сумматору и через переключатель к блоку управления, реверсив, ному счетчику, вход которого через первый коммутатор связан с генератором импульсов, а выход - с блоком управления, соединенным с генератором , импульсов, вход сумматора через второ коммутатор подключен к распределителю импульсов, а выход - ко второму регистру и распределителю импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и достоверности измерения за счет устранения ошибок, обусловленных пространственными помехами, оно снабжено четвертым коммутатором, вторым и третьим элементом И, схемой сравнения и триггером, выход которого соединен с первым и четвертым коммутатором, вторым элементом И, входом лодИсточники информации, 15 принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРУ 145011, кл. 6 01 В 7/02, 1962.2. Дж, Вендат, А.Пирсол, Измерение и анализ случайных процессов.2 о М., "Мир", 1974, с. 339.3, Авторское свидетельство СССРУ 634292, кл. С 06 Г 15/46, 1978