Система для измерения массы проверяемых изделий

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19> (11) 41 А1 (50 4 С 01 С 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3944046/24-10 (22) 19. 08. 85 (46) 15.04.87. Бюл. № 14 (72) А.А. Волынкин, В.Д. Гальченко и Ю.Л. Полунов (53) 68!.269(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 119526 1, кл. G Oi R !7/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР . ¹- 1078255, кл. G 01 G 19/04, 1983. (54) СИСТЕМА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАССЫ ПРОВЕРЯЕМЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель иэобретения— повышение точности измерения массы и расширение функциональных возможностей системы. Устройство содержит платформу 1, опирающуюся на датчик

2 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 абра зование новых связей между элементами устройства позволяет производить

Изобретение относится к измери— тельной технике и может быть испопьэавано.для разбраковки проверяемых изделий по массе, регистрации и индикации измеренной массы, коррекции ре- 5 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 микропроцессорного вычислительного устройства.

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 цент30 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 генера40 тара 8 с кварцевой стабилизацией, а вход печатающего устройства 12 соереализацию алгоритмов коррекции результата измерения по значению массы контрольного груза, автоматическую установку нуля и разбраковку изделий по массе, что позволяет использовать систему как отдельное локальное звено при организации оперативно-диспетчерского управления. 2 ил. динен с информационным выходом ИВУ 5, адресный выход и шина данных которого подключены соответственно к адресному входу и шине данных ОЗУ 7. Датчик 3 отсутствия 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, управляющий выход которого соединен с входом прерывания МВУ 5. Адресный вход и информационная шина программируемого таймера б подключены соответственно к адресному выходу и к шине данных МВУ 5, а первый и второй управляющие входы программируемого таймера 6 соединены соответственно с первым и вторым управляющими выходами МВУ 5, третий управляющий выход которого соединен с управляющим входам ОЗУ 7. Выходы задатчиков оптимальной 9, минимальной 10 и максимальной

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

12 и индикаторного табло 13, а четвертый, пятый, шестой и седьмой управляющие выходы ИВУ 5 подключены соответственно к шине 20 брака по минимуму массы, шине 21 брака по максимуму массы, шике 22 разрешения измерения и 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>303841 ряемой массе платформы. Зти импупьсы поступают на вход программируемого таймера 6, в котором преобразуются в параллельный двоичный код. Ва уп равляющем 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.

Управляющий сигнал датчика 2 массы является одним из сигналов устройства управления системы .

В режиме прерывания происходит обращениее к подпрограмме, которая обес-15 печивает 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 и определяется необхо- 0 димой степенью подавления помех в весоизмерительном устройстве при задан— ном времени и точности измерения.

Соединение. выхода первого канала трехканального программируемого уст- 35 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- 10 мого таймера 6 позволяет создать 32разрядный 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 8 формирует сигнал сброса, который поступает па вход сброса центрального процессора 15. После получения этого сигнала центральный процессор l5 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 управляюшего 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 параллельнь ми программируемыми интерфейсами 18 и 19 происходят только при выполнении определенных команд центрального процессора l5 а их различные адреса обеспечивают раздельное обращение к каждому устройству по одной шине данных.

Для обеспечения работоспособности системы необходимо настроить внешние устройства на определенный режим работы путем записи в их регистры управления управляющего слова. При этом программируемый 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 на вывод информации на печатающее устройство 12, индикаторное табло 13 и выдачу четырех дополнительных управляющих выходных сигналов. Настраива!

303841 ние внешних устройств происходит один раз сразу же после включения системы.

После этого в ОЗУ 7 через МВУ 5 начи— нает поступать информация о массе

1 платформы через датчик 2 массы. Эта 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, связан— ного 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 и последующих мгновенных значений веса, происходит их усреднение. Усреднение включает в се30 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 на- 35 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 отсут45 ствия груза и МВУ 5 переходит к анализу состояния датчика 4 контрольного груза. Если на платформе находится кОнГрольныи груз, то датчик 4 кОКГ рольного груза вьдает управляющий сигнал, и он через параллельный программируемый интерфейс 19 поступает в МВУ 5. По этому сигналу поступающие результаты измерения от программируемого таймера 6, после окончания пере- 55 ходного процесса, (аналогично режиму автоматической установки нуля) усредняются в и измерениях, и полученный результат после вычитания кз него значения нулевой точки отсчета записывается в определенную ячейку ОЗУ 7.

После этого МВУ 5 через параллельно программируемый интерфейс 18 вводит информацию от задатчика 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 отношения абсолютного значения массы к значению массы контрольного груза, полученного в результате измерения. Величина этого отношения является коэффициентом пересчета, который учитывается при определении массы изделия, как поправочный коэффициент. Вычисление этого коэффициента происходит всякий раз при поступ( лении сигнала от датчика 4 контрольного груза. Если на платформе 1 находится измеряемое изделие, то датчик 4 контрольного груза не ьыдает управляющий сигнал, и МВУ 5 перехоцит в ре— жим измерения массы изделия. При этом результаты измерения, поступаемые в

ОЗУ 7, проверяются на окончание переходного процесса (аналогично режиму автоматической установки нуля) и через и результатов измерения происходит их усреднение. Из полученного значения массы вычитается значение массы нулевой точки отсчета, к полученный результат умножается на поправочный коэффициент, полученный при измерении контрольного груза. Результат измерения будет тем точнее, чем ближе к значению массы контрольного груза находится масса измеряемого изделия, и если к моменту измерения значение поправочного коэффициента еще неопределено, то оно принимается за единицу.

B конце режима измерения изделия на одном кз дополнительных выходов МВУ 5 формируется управляющий сигнал, который вьдается через параллельный программируемый интерфекс 19 к служит для фиксирования момента конца измерения.

Этот сигнап предназначен для механизма снятия изделия с платформы 1 прк измерении массьt в автоматкческом режиме. Полученный таким образом результат измерения массы изделия после преобразования его в днокчно-десятичный код выдается через параллельный программируемый интерфей< 9 на печатающее устройство 12 и на индикаторн, å табло 3.

130:1841

Если значения задатчиков 10» 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 ин-10 терфейс 19 выдает управляющий сигнал

"Брак макс", а если значение измеренной массы меньше минимально допустимой массы — сигнал "Брак мин". Эти управляющие сигналы используются в даль"5 нейшем в механизмах отбраковки изделий по массе. Если же значение массы не выходит эа допустимые границы, то управляющие сигналы не поступают и изделие считается годным. 20

При снятии груза с платформы 1, после отработки дополнительного управляющего выхода MBY 5 на конец измерения, от датчика 3 отсутствия массы поступает сигнал об отсутствии груза

I на платформе и повторяется режим автоматической установки нуля. Введение в систему указанных режимов автоматической установки нуля и коррекции результата измерения по значению 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 ирезультатов измерения, что также повышает точность системы в целом.

Коды операций центрального процес-40 сора 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 K 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 записи программы в П! I 3Ó 1 7 .

Предлагаемую микропроцессорную весоизмерительную систему можно реализовать на микропроцессорном комплекте К580 серии, где центральнь1й процессор 15 представляет собой микросхему К580ИК80, тактовый генератор 8К58ОГФ24, буфер 16 данных — K580BK28, трехканальное программируемое устройство 14 — К580ВИ53, параллельные программируемые интерфейсы 18 и 19

К580ИК55, ОЗУ 7 МВУ можно выполнить на микросхемах К537РУ2, К537РУЭ, а .

ППЗУ 17 — на К573РФ4. В качестве пе— чатающего устройства можно испольэовать 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 переключателях типа ПП8, ПП7, а датчик 3 отсутствия массы и датчик 4 . контрольного груза — на конечных выключателях.

Программная реализация алгоритмов коррекции результата измерения по

1 значению массы контрольного груза, автоматической установки нуля и разбраковки иэделий по массе позволяет использовать систему как отдельное локальное звено при организации оперативно-диспетчерского управления.

Выдача управляющих сигналов на разрешение измерения и конец измерения позволяет организовать режим автоматического измерения массы.

Формула изобретенчя

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

Ииу.8m&i

Фиг, 2

Составитель С. Шакин

Техред Л.Сердюкова Корректор С. Некмар

Редактор Э, Слиган

Заказ 1296/40 Тираж 694

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие„ г. Ужгород, ул. Проектная, 4 поминающего устройства, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повы— шения точности измерения и расширения функциональных воэможностей системы, в нее введены датчик отсутствия груза,5 датчик контрольного груза, программируемый таймер, индикаторное табло, эадатчики оптимальной, минимальной и максимальной массы и шины брака по минимуму массы, брака по максимуму мас- 0 сы, разрешения измерений и конца измерения, причем выходы датчиков отсутствия груза и контрольного груза подключены соответственно к первому и второму информационным входам микро- 15 процессорного вычислительного устройства, а вход синхронизации программи.,руемого таймера соединен с информационным выходом датчика массы, управляющий выход которого соединен с вхо-20 дом прерывания микропроцессорного вычислительного устройства, адресный вход и информационная шина программируемого таймера подключены соответственно к адресному выходу и к шине данных микропроцессорного вычислительного устройства, а первый и второй управляющие входы программируемого таймера соединены соответственно с первым и 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 управляющие выходы микропроцессорного вычислительного устройства подключены соответственно к шинам брака по мини муму массы, брака по максимуму массы, разрешения измерения и конца измерения.