SU838658A1 - Устройство дл измерени амплитудыКОлЕбАНий бАлАНСА чАСОВ - Google Patents

Description

Изобретение относится к приборостроению и может применяться в часовой промышленности для контроля ампллитуды колебаний баланса часов.

Известно устройство для измерения ’ амплитуды колебаний баланса часов, содержащее датчик звуковых сигналов (микрофон) и усилитель [1].

Однако это устройство обладает низкими точностью и достоверностью '0 измерений, а также не позволяет получить информацию в цифровом виде.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения амплитуды 15 колебаний баланса часов, содержащее датчики звуковых сигналов, усилители-формирователи первого и третьего импульсов от часов, электронный коммутатор и источник опорной часто- 20 ты [2 ].

Недостатками данного устройства являются также сравнительно невысокие точность й достоверность.

Щелью изобретения является повы- 25 шение точности и увеличение достоверности измерения амплитуды колебаний баланса.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены три счетчи- 30 ка импульсов опорной частоты, счетчик числа правильных замеров, три триггера, схема формирования импульса периода колебаний, схема деления, три схемы И и две схемы формирования опорной частоты, причем выход первого импульса электронного коммутатора соединен с первыми управляющими входами первого, второго и третьего счетчиков импульсов опорной частоты и с первым входом первой схемы И, а выход третьего импульса электронного коммутатора соединен со вторым управляющим входом второго счетчика, при этом счетные входы первого, второго и третьего счетчиков и первый вход второй схемы И через первую схему формирования опорной частоты соединены с первым выходом источника опорной частоты, второй выход которого через вторую схему формирования опорной частоты соединен с первым входом третьей схемы И, выходы первого счетчика соединены с входами первого триггера, выход которого соединен со вторым входом второй схемы И и с третьим управляющим входом второго счетчика, выход которого соединен с установочным входом второго триггера, а выходы третьего счетчи3

838G58 ка через третий триггер подключены к второму входу первой схемы И, выход которой соединен со сбрасывающим входом второго триггера, выход которого соединен с третьим входом второй И и входом счетчика числа _г правильных замеров, выход которого ^J через схему формирования импульса периода колебаний баланса подключен к четвертому входу второй схемы И и второму входу третьей схемы И, при . этом выход каждой из них соединен с ¹ соответствующим входом схемы деления.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Устройство состоит из последова- 15 Фельно соединенных блока датчиков 1 звуковых сигналов (микрофонов), усилителей-формирователей 2 первого и третьего импульсов от часов и электронного коммутатора 3. Выход а пер- 20 вого импульса от часов электронного коммутатора 3 соединен с первыми управляющими входами счетчиков 4-6 импульсов опорной частоты и' с первым входом первой логической схемы И 7. Выбор б третьего импульса электронного коммутатора 3 соединен с управляющим входом счетчика 5. Счетные входы счетчиков 4-6 и первый выход второй логической схемы И 8 через схему 9' формирования опорной частоты Б· соединены с первым выходом источника 10 опорной частоты. Второй выход источника 10 опорной частоты через схему 11 формирования опорной частоты f_z соединен с первым выходом 35 третьей логической схемы И 12.

Выходы счетчика 4 соединены с входом первого триггера 13, выход которого соединен по вторым входом второй схемы И 8 и с третьим управляющим 40 входом счетчика 5Выход счтечика 5 соединен с установочным входом второго триггера 14. Выходы счетчика 6 через третий триггер 15 подключены ко второму входу первой схемы И 7, выход которой соединен со сбрасывающим входом второго триггера 14. Выход второго триггера 14 соединен с третьим входом второй схемы И 8 и входом счетчика 16 числа правильных замеров, Выход счетчика 16 через схему 17 формирования импульса периода колебаний баланса подключен к четвертому входу второй схемы И 8 и второму входу третьей схемы И 12. Выход второй схемы И 8 и третьей схемы И 12 соединены 55 со входами схемы 18 деления.

Устройство работает следующим образом. ’

Сигналы с датчиков 1 через усилители 2 поступают на вход электрон- 60 ного коммутатора 3, который управляется счетчиком выбора пар часов при измерении (не показан). Электронный коммутатор 3 пропускает на выход сигналц 1-го и 3-го импульсов от вы- 65 бранных часов. Сформированный 1-й импульс от часов поступает на управляющие входы счетчиков 4-6 (фиг.2а) и сбрасывает их в О, после чего счетчик 4 через счетный вход начинает заполняться импульсами с частотой Ц / 2 , получаемыми с выхода схемы формирования опорной частоты. При поступлении на счетчик 4 таких импульсов счетчик 4 блокирует прохождение частоты £,/2 на свой счетный вход и через триггер 13 на счетные входы счетчиков 5 и б (фиг. 26,г,д). Счетчик 5 сбрасывается в О как любым импульсом от часов, поступающим на оба его управляющие входа,так и при заполнении его импульсами (фиг. 2г). К моменту блокировки счетного входа счетчика 5 он успевает один раз переполниться и набрать импульсов равное

2 ¹ 2

где - объем счетчика 4;

- интервал времени между 1~м ,и 3-м импульсами ;

- опорная частота от источника 9.

Счетчик 6 сбрасывается в О в момент переполнения счетчика 5 и поэтому в момент окончания времени , соответствующий наполнению счетчика 4, он фиксирует импульсов (фиг.2д) Счетчик 6, набрав £/2- cf импульсов icf = const, определяющая допустимую· дисперсию значений измеряемого параметра) , перебрасывает третий триггер 15 в 1. После переполнения счетчика б третий триггер 15 сбрасывается в О импульсом, соответствующим значению 2 + сГ .

Таким образом, третий триггер 15 находится в положении 1 при t₂=f₄/2 (фиг. 2е). Если в это время на выходе электронного коммутатора 3 появляется 3-й импульс от часов, то он проходит через первую схему И 7 и перебрасывает в 1 второй триггер 14 (фиг. 2ж). Второй триггер 14 сбрасывается в О при переполнении счетчика 5. Когда первый триггер 13 и второй триггер 14 находятся в 1, то они пропускают через вторую схему И 8 пачку импульсов с частотой f>/2 (фиг. 2з). На фиг. 2з видно, что длительность такой пачки импульсов частоты ί,/2.равна 'С, и, следовательно, число импульсов в ней равно /77 .

Если третий импульс от часов не попадает в окно гер 14 при замере в положении О, схемы И 8 пачки

12, то второй тригостается все время и на выходе второй имцульсой не будет.

Счетчик 16 числа правильных замеров отсчитывает 4 переброса второго триг гера 14 и запускает схему 17 формирования импульса периода колебаний баланса. Импульс периода колебаний баланса, поступающий с выхода схемы 17, блокирует дальнейшее прохождение частоты £)/2 на вход второй схемы И 8. К этому моменту общее число импульсов частоты прошедших через вторую схему И 8 за время одного цикла измерения (4 правильных замера), будет nj.

Кроме того, импульс периода колебаний баланса с выхода схемы 17 поступает на первый вход третьей схемы И 12. Одновременно на второй вход схемы И 12 поступают импульсы опорной частоты f₂ со второй схемы формирования опорной частоты 11. Во время действия импульса периода колебаний баланса импульсы опорной частоты f^c выхода схемы И 12 поступают на первый вход схемы деления. Таким образом, η импульсов с выхода второй схемы И 8 и импульсы частоты с выхода схемы И 12 поступают на входы схемы 18 деления. Схема 18 деления преобразует число импульсов η Т7 в двоичное число пд, равное измеряемой амплитуде колебаний Ф. Между временем f, амплитудой колебаний Ф, периодом колебаний Т и углом подъема баланс? Л существует зависимость Ф = Представим константу Mil отношением частот£₂/^. Тогда λ/2ίϊ следовательно,

На выходе схемы 18 деления получается величина пд = Ф,.

По окончании импульса периода колебаний баланса цикл измерения амплитуды заканчивается.

Устройство осуществляет измерение амплитуды колебаний баланса с высокой точностью и достоверностью. Появление ложных сигналов в промежутках между •1-м и 3-м импульсами не влияет на работу устройства (фиг. 2г). Помехоустойчивость и достоверность измерений достигается за счет отбрасывания явных выбросов и усреднения показаний по нескольким замерам, причем длитель ность цикла измерений зависит от качества формируемых импульсов и наличия помех. Устройство может работать как автономно, так и в автоматизированных системах контроля.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к приборостроению и может примен тьс  в часо вой промышленности дл  контрол  амп литуды колебаний баланса Ч:асов. Известно устройство дл  измерени амплитуды колебаний баланса часов, содержащее датчик звуковых сигналов (г1икрофон) и усилитель l. Однако это устройство обладает низкими точностью и достоверностью измерений, а также не позвол ет получить информацию в цифровом виде. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  амплитуды колебаний баланса часов, содержащее датчики звуковых сигналов, усилители-формирователи первого и третьего импульсов от часов, электронный ком мутатор и источник опорной частоты 2. Недостатками данного устройства  вл ютс  также сравнительно невысокие точность и достоверность. iЦелью изобретени   вл етс  повышение точности и увеличение достоверности измерени  амплитуды колеба ний баланса. Поставленна  цель достигаетс  те что в устройство введены три счетчи ка импульсов опорной частоты, счетчик числа правильных замеров, три триггера, схема формировани  импульса периода колебаний, схема делени , три схемы и и две схемы формировани  опорной частоты, причем выход первого импульса электронного коммутатора соединен с первыми управл ющими входами первого, второго и третьего счетчиков импульсов опорной частоты и с первым входом первой схемы И, а выход третьего импульса электронного коммутатора соединен со вторым управл ющим входом второго счетчика, при этом счетные входы первого, второго и третьего счетчиков и первый вход второй схемы И через первую схему формировани  опорной частоты соединены с первым выходом источника опорной частоты, второй выход которого через вторую схему формировани  опорной частоты соединен с первым входом третьей схемы И, выходы первого счетчика соединены с входами первого триггера, выход которого соединен со вторым входом второй схемы И и с третьим управл ющим входом второго счетчика, выход которого соединен с установочным входом второго триггера, а выходы третьего счетчиКа через третий триггер подключены к второму входу первой схемы И, выход которой соединен со сбрасывающим входом второго триггера, выход которого соединен с третьим входом второй И и входом счетчика числа правильных замеров, выход которого через схему формировани  имп льса периода колебании баланса подключен к четвертому входу второй cxetvEi И и второму входу третьей И, при этом выход каждой из них соединен с соответствующим входом схерАы делени  На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы. Устройство состоит из последоваtejTbHo соединенных блока датчиков 1 звуковых сигналов (микрофонов), усилителей-формирователей 2 первого и третьего импульсов от часов и электронного коммутатора 3. Выход а первого импульса от часов электронного коммутатора 3 соединен с первыми управл ющими входами счетчиков 4-6 импульсов опорной частоты и с первым входом первой логической схемы И 7. Врлбор б третьего импульса электронного коммутатора 3 соединен с управл ющим входом счетчика 5. Счетные входы счетчиков 4-6 и первый выход второй логической схемы И 8 через схему 9 формировани  опорной частоты Щ соединены с первым выходом источника 10 опорной частоты. Второй выход источника 10 опорной частоты через схему 11 формировани  опорной частоты f соединен с первым выходом -третьей логической схемы И 12. Выходы счетчика 4 соединены с вхо дом первого трк:ггера 13, выход кото рого соединен со вторым входом второ схемы И 8 и с третьим управл ющим входом счетчика 5.. Выход счтечика 5 соеди 1ен с установочным входом второго тригтера 14. Выходы счетчика б через третий триггер 15 подключены ко второму входу первой схегуи И 7, выход которой соединен со сбрасывающим входом второго триггера 14. Выхо второго триггера 14 соединен с треть им входом второй схемы И 8 и входом счетчика 16 числа правильных замеров Выход счетчика 16 через схему 17 фор мировани  импульса периода колебаний баланса подключен к четвертому входу второй схемы И 8 и второму входу третьей схемы И 12. Выход второй сх мы И 8 и третьей схемы И 12 соедине со входами схемы 18 делени . Устройство работает следующим образом. Сигналь с датчиков 1 через усилители 2 поступают на вход электронного ком1/|утатора 3, который управл етс  счетчиком выбора пар часов при измерении (не показан). Электронный коммутатор 3 пропускает на выход сигналь 1-го и 3-го импульсов от выбранных часов. Сформированный 1-й импульс от часов поступает на управл ющие входы счетчиков 4-6 (фиг.2а) и сбрасывает их в О, после чего сЧетч п 4 через счетный вход начинает заполн тьс  импульсами с частотой / 2 , получаемыми с выхода схемы 9 формировани  опорной частоты. При поступлении на счетчик 4 г, таких импульсов счетчик 4 блокирует прохождение частоты ,/2 на свой счетный вход и через триггер 13 на счетные входы счетчиков 5 и 6 (фиг. 26,г,д). Счетчик 5 сбраср ваетс  в О как любым импульсом от часов, поступающим на оба его управл юг.-ие входа, так и при заполнении его . импульсами (фиг. 2г). К моменту блокировки счетного входа счетчике 5 он успевает один раз переполнитьс  и набрать равное . ,п . f if) 2 2 объем счетчика 4; интервал времени между и 3-м импульсами; опорна  частота от источника 9. Счетчик 6 сбрасываетс  в О в момент переполнени  счетчика 5 и поэтому в момент окончани  времени t, , соответствующий наполнению счетчика 4, он фиксирует п f импульсов (фиг.2д) Счетчик 6, набрав cf импульсов icf const, определ юща  допустимуюдисперсию значений измер емого параметра ) , перебрасывает третий триггер 15 в 1. После переполнени  6 третий триггер 15 сбрасчетчика в О импульсом, соответсываетс  значенип i (-сГ . ствующим Таким образом, третий триггер 15 находитс  в положении 1 при . (фиг. 2е). Если в это врем  на выходе электронного коммутатора 3 по вл етс  3-й импульс от часов, то он проходит через первую схему И 7 и перебрасывает в 1 второй триггер 14 (фиг. 2ж). Второй триггер 14 сбрасываетс  в О при переполнении счетчика 5. Когда первый триггер 13 и второй триггер 14 наход тсл в 1, то они пропускают через вторую схему И 8 пачку импульсов с частотой (фиг, 2з). На фиг. 2з видно, что длительность такой пачки импульсов частоты f |2. равна С, и, следовательно, число импульсов в ней равно f Если третий импульс от часов не попадает в окно 12, то второй триггер 14 при замере остаетс  все врем  в положении О, и на выходе второй схемы И 8 пачки импульсой не будет. Счетчик 16 числа правильных замеров отсчитывает 4 переброса второго триггера 14 и запускает схему 17 формироъаык  импульса периода колебаний баланса. Импульс периода колебаний баланса, поступающий с выхода схемы 17, блокирует дальнейшее прохождение частоты| /4на вход второй схемы И 8. К этому моменту общее число импульсов частоты прошедших через вторую схему И 8 за врем  одного цикла измерени  (4 правильных замера), будет пзКроме того, импульс периода колебаний баланса с выхода схемы 17 поступает на первый вход третьей схемы И 12. Одновременно на второй вход схемы И 12 поступают импульсы опорной частоты f2 со второй схемы формировани  опорной частоты 11. Во врем  действи  импульса периода колебаний баланса импульсы опорной частоты выхода схемы И 12 поступают tia первый вход схемы делени . Таким образом, п . импульсов с выхода второй схемы И 8 и импульсы частоты f.2 с выхода схемы И 12 поступают на входы схемы 18 делени . Схема 18 делени  преобразует число импульсов п г f/1 t в двоичное число п , равное измер емой амплитуде колебаний Ф. Между временем К, амплитудой колебаний Ф, периодом колебаний Т и углом подъема баланс Л существует зависимость Ф Л/ЗГ/с-т/Г-Представим конста:;ту /2Jr отношением частот 2/ |. Тогда XJ2)t f2lf-f, следовательно,. На выходе схемы 1В делени  получа етс  величина п Ф,. По окончании импульса периода колебаний баланса цикл измерени  ам плитуды заканчиваетс . Устройство осуществл ет измерение амплитуды колебаний баланса с высоко точностью и достоверностью. По влени ложных сигналов в промежутках между 1-м и 3-м импульсами не вли ет на ра боту устройства (фиг. 2г). Помехоустойчивость и достоверность измерений достигаетс  за счет отбрасывани   вных выбросов и усреднени  показаний по нескольким замерам, причем длител ность цикла измерений зависит от качества формируемых импульсов и наличи  помех. Устройство может работат как автономно, так и в автоматизированных систе1Ь1ах контрол  . Формула изобретени  Устройство дл  измерени  амплитуды колебаний баланса часов, содержащее датчики звуковых колебаний, усилители-формирователи первого и третьего импульсов от часов, элект- . ронный коммутатор и источник опорной частоты, отличагощеес  тем, что, с целью повышени  точности и увели 6ни  достоверности измерени  амплитуды колебаний баланса, в него введены три счетчика импульсов опорной частоты, счетчик числа правильных замеров, три триггера, схема формировани  импульса периода колебаний , схема делени , три схемы И и две схемы формировани  опорной частоты, причем выход первого.импульса электронного коммутатора соединен с первыми управл ющими входами первого, второго и третьего счетчиков импульсов опорной частоты и с первым входом первой схемы И, а выход третьего импульса электронного коммутатора соединен со вторым управл ющим входом второго счетчика, при этом счетные входы первого, второго и третьего счетчиков и первый вход второй схемы И через первую схему формировани  опорной частоты соединены с первым выходом источника опорной частоты, второй выход которого через вторую схему формировани  опорной частоты соединен с первым входом третьей схемы И, выходы первого счетчика соединены с входами первого триггера, выход которого соединен со вторым входом второй схемы И и с третьим управл ющим входом второго счетчика, выход кото-, рого соединен с установочным входом второго триггера, а выходы третьего счетчика через третий триггер подключены к второму входу первой схемы И, выход которой, соединен .со сбрасывающим входом второго триггера, выход которого соединен с третьим входом второй схемы И и входом счетчика числа правильных замеров, выход которого через схему формировани  импульса периода колебаний баланса , подключен к четвертому входу второй cxeNttJ И и второму входу третьей схемы И, при этом выход каждой из них соединен с соответствующим входом схемы делени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 362277, кл. G 04 С 7/12, 1971.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 586418, кл. G 04.С 7/12, 1976 (прототип).