SU1303841A1 - Система дл измерени массы провер емых изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Цель изобретени  - повышение точности измерени  массы и расширение функциональных возможностей системы. Устройство содержит платформу 1, опирающуюс.  на датчик 2 массы,датчик 4 контрольного груза, микропроцессорное вычислительное уст

Description

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 св зей между элементами устройства позвол ет производить

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано , дл  разбраковки провер емых изделий по массе, регистрации и индикации измеренной массы, коррекции ре зультата измерени  с помощью контрольного груза.

Цель изобретени  - повышение точ- ности измерени  массы и расширение функциональных возможностей системы.

На фиг.1 изображена структурна  схема системы дл  измерени  массы провер емых изделий; на фиг.2 - структурна  схема микропроцессорного вычислительного устройства.

Система содержит платформу 1, опирающуюс  на датчик 2 массы, датчик 3 отсутстви  груза, датчик 4 контрольного груза, микропроцессорное вычислительное устройство (МВУ) 5, программируемый таймер 6, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 7, ге-, нератор 8 с кварцевой стабилизацией, задатчики контрольной 9, минимальной 10 и максимальной 11 массы, печатаю- щее устройство 12 и индикаторное табло 13. Программируемый таймер 6 содержит трехканальное программируемое устройство 14, а МБУ 5 содержит цент- ральный процессор 15, буфер 16 данных перепрограммируемое посто нное запо- минающее устройство (ГШЗУ) 17 и два параллельных программируемых интерфейса 18 и 19. Система содержит также тины 20 брака по минимуму массы, ипи- ну 21 брака по максимуму массы, шину 29 разрешени  измерени  и шину 23 конца измерени . Синхронизирующие входы МВУ 5 подключены к выходам генера- тора 8 с кварцевой стабилизацией, а вход печатающего устройства 12 соереализацию алгоритмов коррекции результата измерени  по значению массы контрольного груза, автоматическую установку нул  и разбраковку изделий по массе., что позвол ет использовать систему как отдельное локальное звено при организации оперативно-диспетчерского управлени . 2 ил.

5

0

с 5

динен с информационным выходом МВУ 5, адресный выход и шина данных которого подключены соответственно к адресному входу и шине данных ОЗУ 7. Датчик 3 отсутстви  груза и датчик 4 контрольного груза подключены соответственно к первому и второму информационным входам МВУ 5. Вход синхронизации программируемого таймера 6 соединен с информационным выходом датчика 2 массы , управл ющий выход которого соединен с входом прерывани  МВУ 5. Адресный вход и информационна  шина программируемого таймера 6 подключены соответственно к адресному выходу и к шине данных МВУ 5, а первый и второй управл юш;ие входы программируемого таймера 6 соединены соответственно с первым и вторым управл ющими выходами МВУ 5, третий управл ющий выход которого соединен с управл ющим входом ОЗУ 7. Выходы задатчиков оптимальной 9, минимальной 10 и максимальной

11массы объединены и подключены к третьему информационному входу МВУ 5, информационный выход которого соединен с входами печатающего устройства

12и индикаторного табло 13, а четвертый , п тый, шестой и седьмой управл ющие выходы МВУ 5 подключены соответственно к шине 20 брака по минимуму массы, шине 21 брака по максимуму массы, шине 22 разрешени  измерени 

и шине 23 конца измерени .

Система работает следующим образом .

Датчик 2 массы преобразует измер емую массу платформы 1 в пачки (серии) импульсов, формируемые на его информационном выходе, причем число импульсов в пачке пропорционально изме31303841

р емой массе платформы. Эти импульсы поступают на вход программируемого таймера 6, в котором преобразуютс  в параллельный двоичный код. Fla уп- равл ющем вькоде датчика 2 массы, в 5 промежутках между пачками импульсов, формируетс  управл ющий сигнал, который поступает на вход прерывани  МВУ 5. По этому сигналу ШУ 5 переходит в режим обработки прерывани . О Управл ющий сигнал датчика 2 массы (  вл етс  одним из сигналов устройства управлени  системы,

В режиме прерывани  происходит обтупает на вход сброса центрального процессора 15. После получени  этог сигнала центральный процессор 15 уст навливает на адресной шине нулевой адрес и готов к приему первой команд Работа центрального процессора 15 с этого времени синхронизируетс  от двух последовательностей стробирующи импульсов генератора 8. После выдачи третьего управл ющего сигнала записи (низкого потенциала) буфером 16 данных на управл ющий вход ППЗУ 17, центральный процессор 15 воспринимае первый код операции, дешифрирует его

ращеиие к подпрограмме, котора  обес- -5 и, в зависимости от дешифрации, или

печивает считывание двоичного кода из программируемого таймера 6, запись этих кодов в определенную область ОЗУ 7 и установку программируемого таймера 6 в исходное состо ние 20 дл  приема последующей пачки импульсов от датчика 2 массы. Концом режима прерывани   вл етс  возврат МВУ 5 из подпрограммы.Последующие поставлепи  информации от программируемого таймера 6 располагаютс  в ОЗУ 7 таким образом, чтобы происходило посто нное обновление информации от программируемого таймера 6 в п- чейках ОЗУ 7.

.-25

выполн ет операцию, или считывает операнд из ППЗУ 17, но уже по адресу увеличенному на единицу. Таким образом центральный процессор получает возможность выполн ть программу, записанную в ППЗУ 17.

Дл  записи информации в ОЗУ 7 по определенным командам центрального процессора буфер 16 данных формирует третий управл ющий сигнал записи (вы сокий потенциал), который поступает на управл ющий вход ОЗУ 7. Чтение же из ОЗУ 7 происходит аналогично чтени из ППЗУ 17, но по другому адресному

Значение числа п определ етс  необхо--30 пространству. Операции по обмену индимой степенью подавлени  помех в весоизмерительном устройстве при заданном времени и точности измерени . Соединение- выхода первого канала

трехканального программируемого уст- 35 команд центрального процессора 15, а

. 40

ройства 14 с разрешающим входом второго канала, а разрешающего входа первого канал-а - с питающим напр жением, а также соединени  счетных входов обоих каналов с входом программируе мого таймера 6 позвол ет создать 32- разр дный реверсивный счетчик с побайтовым выводом информации на шину данных, что уменьшает погрешность результата измерени . Ввод данных из программируемого таймера 6 в МВУ 5 осуществл етс  по шине данных при подаче от МВУ 5 первого управл ющего сигнала, который обеспечивает ввод

45

их различные адреса обеспечивают раздельное обращение к каждому устройству по одной шине данных.

1 Дл  обеспечени  работоспособности системы необходимо настроить внешние устройства на определенный режим работы путем записи в их регистры управ лени  управл ющего слова. При этом программируемый таймер 6 настраивают на режим двоичного счета в первом и втором каналах (по шестнадцать разр дов в каждом канале). Параллельный программируемый интерфейс 18 настраивают на ввод информации в микропроцессорное вычислительное устройство от датчика 4 контрольного груза, датчика 3 отсутстви  груза и трех задат- чиков 9-11, а параллельный программируемый интерфейс 19 настраивают на вывод информации на печатающее устройство 12, индикаторное табло 13 и вьщачу четырех дополнительных управл ющих выходных сигналов. Настраиваинформации и соответствующих адресов по шине адреса. Режим ввода определ етс  управл ющим словом программируемого таймера 6, которое записывает из МВУ 5 информацию по второму управл ющему сигналу и адресу регистра уп- . равлени  программируемого таймера 6.

При включении системы генератор 8 формирует сигнал сброса, который поступает на вход сброса центрального процессора 15. После получени  этого сигнала центральный процессор 15 устанавливает на адресной шине нулевой адрес и готов к приему первой команды Работа центрального процессора 15 с этого времени синхронизируетс  от двух последовательностей стробирующих импульсов генератора 8. После выдачи третьего управл ющего сигнала записи (низкого потенциала) буфером 16 данных на управл ющий вход ППЗУ 17, центральный процессор 15 воспринимает первый код операции, дешифрирует его

и, в зависимости от дешифрации, или

выполн ет операцию, или считывает операнд из ППЗУ 17, но уже по адресу, увеличенному на единицу. Таким образом центральный процессор получает возможность выполн ть программу, записанную в ППЗУ 17.

Дл  записи информации в ОЗУ 7 по определенным командам центрального процессора буфер 16 данных формирует третий управл ющий сигнал записи (высокий потенциал), который поступает на управл ющий 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 двум  параллельнь ми программируемыми интерфейсами 18 и 19 происход т только при выполнении определенных

0

5

0

5

их различные адреса обеспечивают раздельное обращение к каждому устройству по одной шине данных.

1 Дл  обеспечени  работоспособности системы необходимо настроить внешние устройства на определенный режим работы путем записи в их регистры управлени  управл ющего слова. При этом программируемый таймер 6 настраивают на режим двоичного счета в первом и втором каналах (по шестнадцать разр дов в каждом канале). Параллельный программируемый интерфейс 18 настраивают на ввод информации в микропроцессорное вычислительное устройство от датчика 4 контрольного груза, датчика 3 отсутстви  груза и трех задат- чиков 9-11, а параллельный программируемый интерфейс 19 настраивают на вывод информации на печатающее устройство 12, индикаторное табло 13 и вьщачу четырех дополнительных управл ющих выходных сигналов. Настраива ,-

ние внешних устройств происходит один раз сразу же после включени  системы. После этого в ОЗУ 7 через МВУ 5 начинает поступать информаци  о массе платформы через датчик 2 массы. Эта информаци  поступает в режиме прерывани  и посто нно обновл етс  в п- чей- ках ОЗУ 7. После настраивани  внешних устройств система переходит на выполнение основного алгоритма работы, записанного в ППЗУ 17. Первой ее операцией при этом  вл етс  анализ состо ни  датчика 3 отсутстви  груза. Если датчик 3 фиксирует отсутствие груза на платфсгрме, то система переходит на режим автоматической установки нул , В этом режиме происходит сравнение двух последующих результатов измерени  с целью определени  конца переходного процесса, св зан ногр с нагрузкой и разгрузкой платформы 1. Если разница между двум  соседними результатами измерени  не превышает некоторого наперед заданного числа 4, то состо ние платформы 1 принимаетс  за установившеес  и, после обновлени  п последующих  чеек ОЗУ 7, т.е. после п последующих мгновенных значений веса, происходит их усреднение. Усреднение включает в себ  сложение мгновенных значений веса и их последующее деление на п. Результат измерени  записываетс  в определенную  чейку ОЗУ 7 и  вл етс  нулевой точкой отсчета дл  системы. С на- чала до окончани  режима автоматической установки нул  блокируетс  один из дополиитепьных выходов МВУ 5 через параллельный программируемый интерфей 19 и даетс  разрешение на измерение издели  или контрольного грз за. . Этот с игнал используетс  дл  режима автома тического измерени  массы.

При нагружении платформы перестает поступать сигнал от датчика 3 отсутстви  груза и МВУ 5 переходит к анализу со сто ни  датчика 4 контрольного груза. Если на платформе находитс  контрольный груз, то датчик 4 контрольного груза вьщает управл ющий сиг нал, и он через параллельный программируемый интерфейс 19 поступает в МВУ 5. По это му сигналу поступающие результаты измерени  от программируемого таймера 6, после окончани  переходного процесса, (аналогично режиму автоматической установки нул ) усредн ютс  в п измерени х, и полученный

5

-5

0

0

5

0

5

результат после вычитани  из него значени  нулевой точки отсчета записываетс  в определенную  чейку ОЗУ 7. После этого МВУ 5 через параллельно программируемый интерфейс 18 вводит информацию от эадатчика 9, на котором набрана масса контрольного груза. Значение массы контрольного груза должно иметь абсолютное значение массы контрольного груза, установленного на платформе 1. При этом происходит вычисление отношени  абсолютного значени  массы к значению массы контрольного груза, г олученного в результате измерени . Величина этого отношени   вл етс  коэффициентом пересчета, который учитываетс  при определении массы издели , как поправочный коэффициент . Вьп1исленне этого коэффициента происходит вс кий раз при поступлении сигнала от датчика 4 контр ольно- го груза. Если на платформе 1 находитс  измер емое изделие, то датчик 4 контрольного груза не выдает управл ющий сигнал, и МВУ 5 переходит в режим измерени  массы издели . При этом результаты измерени , поступаемые в ОЗУ 7, провер ютс  на окончание переходного процесса (аналогично режиму автоматической установки нул ) и через п результатов измерени  происходит их усреднение. Из полученного значени  массы вычитаетс  значение массы нулевой точки отсчета, и полученный результат умножаетс  на поправочный коэффициент , полученный при измерении контрольного груза. Результат измерени  будет тем точнее, чем ближе к значению массы контрольного груза находитс  масса измер емого издели , и если к моменту измерени  значение поправочного коэффициента еще неопределено , то оно принимаетс  за единицу. В конце режима измерени  издели  на одном из дополнительных выходов МВУ 5 формируетс  управл ющий сигнал, который выдаетс  через параллельный программируемый интерфейс 19 и служит дл  фиксировани  момента конца измерени . Этот сигнал предназначен дл  механизма сн ти  издели  с платформы 1 при измерении массы в автоматическом режиме . Полученный таким образом результат измерени  массы издели  после преобразовани  его в двоично-дес тич ый код вьщаетс  через параллельный программируемый интерфейс 1 9 на печатающее устройство 1 2 и на индикаторное табло I 3 .

Б;СЛИ значени  задатчнков 10 и 11, которые определ ют значе 1и  максимально допустимой и минимально допустимой массы, отличны от нул , то происходит разбраковка изделий по массе (в про- 5 тивном случае разбраковка не происходит ) . При этом, если значение измеренной массы превышает заданное максимально допустимое значение, то МВУ 5 через параллельный программируемый ин-/0 терфейс 19 вьщает управл ющий сигнал Брак макс, а если значение измеренной массы меньше минимально допустимой массы - сигнал Брак мин. Эти управл ющие сигналы используютс  в даль- 5 нейшем в мехайизмах отбраковки изделий по массе. Если же значение массы не выходит за допустимые границы, то управл ющие сигналы не поступают и изделие считаетс  годным.20

При сн тии груза с платформы 1, после отработки дополнительного управл ющего выхода МБУ 5 на конец измерени  , от датчика 3 отсутстви  массы поступает сигнал об. отсутствии груза на платформе и повтор етс  режим автоматической установки нул . Введение в систему указанньЕХ режимов автоматической установки нул  и коррекции результата измерени  по значению 0 контрольного груза позвол ет повысить точность измерени  в широком темпера- .турном диапазоне за счет уменьшени  аддитивной и мультипликативной сос тавл ющих погрешности измерени . 35 Уменьшение вли ни  помех на результат измерени  достигаетс  усреднением п- результатов измерени , что также по- вьшает точность системы в целом.

Коды операций центрального процес-40 сора 15 и посто нные операнды записы- ва ютс  в ППЗУ 17 МВУ 5 с помощью специального программатора и в процессе - функционировани  устройства не поддаютс  изменению.

Дл  повышени  гибкости системы в период настройки и опытной эксплуатации можно предусмотреть возможность подключени  к адресной и информационной шинам системы эмулирующей ЭВМ, содержащей аналогичный центральный процессор, например СМ 1800, чтобы оперативно вносить изменени  в информацию , хран щуюс  в ОЗУ 7, отлаживать программируемый таймер 6, параллельные программируемые интерфейсы 19 и 18, индикаторное табло 13, печатающее

0 5 0

0 5

0

0

5

устройство 12, и также, дл  записи программы в ПИЗУ 17,

Предлагаемую микропроцессорную весоизмерительную CHCTeNry можно реализовать на микропроцессорном комплекте К580 серии, где центральный процессор 15 представл ет собой микросхему К580ИК80, тактовый генератор 8- К580ГФ24,, буфер 16 данных - К580ВК28, трехканальное программируемое устройство 14 - K580BPi53, параллельные программируемые интерфейсы 18 и 19 - К580ИК55, ОЗУ 7 МВУ можно выполнить на микросхемах К537РУ2, К537РУЗ, а ППЗУ 17 - на К573РФ4. В качестве печатающего устройства можно использовать клавишную вычислительную машину Искра 108Д, а в качестве индикаторного табло 13 - набор индикаторов ИВ22. Задатчики минимально допустимой 10 и максимально допустимой 11 массы, задатчик 9 массы контрольного груза могут быть выполнены на программных переключател х типа ПП8, ПП7, а датчик 3 отсутстви  массы и датчик 4 контрольного груза - на конечных выключател х .

Программна  реализаци  алгоритмов ,коррекции результата измерени  по значению массы контрольного груза, автоматической установки нул  и разбраковки изделий по массе позвол ет использовать систему как отдельное локальное звено при организации оперативно-диспетчерского управлени . Вьщача управл ющих сигналов на разрешение измерени  и конец измерени  позвол ет организовать режим автоматического измерени  массы.

Claims (1)

1. Формула изобре тени 

   Система дл  измерени  массы провер емых изделий, содержаща  весовую платформу, опирающуюс  на датчик массы , микропроцессорные вычислительное устройство, оперативное запоминающее устройство, генератор с кварцевой стабилизацией 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 за9130

   поминающего устройства, отличающа с  тем, что, с целью повышени  точности измерени  и расширени  функциональных возможностей системы, в нее введены датчик отсутстви  груза датчик контрольного груза, программируемый таймер, индикаторное табло, задатчики оптимальной, минимальной и максимальной массы и шины брака по минимуму массы, брака по максимуму мае

   сы, разрешени  измерений и конца измерени , причем выходы датчиков отсутстви  груза и контрольного груза подключены соответственно к первому и

   го соединен с управл ющим входом оп ративного запомийающего устройства, выходы задатчиков оптимальной, мини мальной и максимальной массы объеди нены и подключены к третьему информ ционному входу микропроцессорного в

   второму информационным входам микро- 5 числительного устройства, информапроцессорного вычислительного устройства , а вход синхронизации программи- .,руемого таймера соединен с информационным выходом датчика массы, управл ющий выход которого соединён с вхо-20ного устройства подключены соответстдом прерывани  микропроцессорного вы-венно к шинам брака по мини числительного устройства, адресныймуму массы, брака по максимуму массы,

   вход и информационна  шина программи-разрешени  измерени  и конца изруемого таймера подключены соответст- мерени 

   Редактор Э. Слиган

   Hnqj.8xofi f ,

   Фиг. 2

   Составитель С, Шакин

   Техред Л.Сердюкова Корректор С. Шекмар

   Заказ 1296/40 Тираж 694Подписное.

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб.,, д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   1

   10

   венно к адресному выходу и к шине данных микропроцессорного вычислительного устройства, а первый и второй управл ющие входы программируемого таймера соединены соответственно с первым и вторым управл ющими вькодами микропроцессорного вычислительного устройства , третий управл ющий выход которого соединен с управл ющим входом оперативного запомийающего устройства, выходы задатчиков оптимальной, минимальной и максимальной массы объединены и подключены к третьему информационному входу микропроцессорного выционныи выход которого соединен с входом индикаторного табло, а четвертый, п тый, шестой и седьмой управл ющие выходы микропроцессорного вьгаислитель