Способ контроля качества колесной системы кварцевых электронно-механических часов и устройство для его осуществления

 

СОЮЗ С08ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК цп 1 60/D 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

»\

° ° с»

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4 110434/24-10 (22) 19.06.86 (46) 07.09.88. Бюп. ¹ 33 (71) Специальное конструктор кое бюро часового и камневого станкостроения (72) А.Ш. Волосов, Ю.В. Первухин, Ю.П. Литвин и О.Е. Боярская (53) 681. 11(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 544938, кл. G 04 D 7/04, !975.

Патент Великобритании, кл . G 04 С 3/00, 1980. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА КОЛЕСНОЙ СИСТЕМЫ КВАРЦЕВЬИ ЭЛЕКТРОННОМЕХАНИЧЕСКИХ ЧАСОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретенияповышение достоверности контроля путем компенсации влияния разброса параметров шагового двигателя на работу колесной системы часов. Блок

7 формирует импульс, длительность которого равна времени Т между концом импульса питания шагового двига„,,Я0„, 7 А1 теля и максимумом наведенной ЭДС вра-, щения. Величина этого импульса измеряется и преобразуется в цифровую форму в блоке 8 измерения. Блок 9 анализирует значение Т, -и воздействует на цифроаналоговый преобразователь 5, который дискретно изменяет амплитуду импульсов питания от минимального значения до величины, при котором среднее значение устанавливается на заданном уровне. Этим компенсируется разброс параметров шагового двигателя. Затем изменение амплитуды импульсов питания на выходе цифроаналогового преобразователя

5 прекращается, и в течение acего времени измеряется величина интервала времени между моментом окончания импульса питания и моментом появле.ния в конце каждого шага максимума .наведенной ЭДС вращения. Вычисляется соответствующая ей.величина изменения момента нагрузки колесной системы, которая сравнивается с установленным допуском. 2 с.п. ф-лы, 3 ил»

1422217

Изобретение относится к области измерительной техники и может найти применение в часовой промышленности при контроле качества колесной сИстемы электронно-механических часов.

Цель изобретения заключается в пов ышении достоверности контроля путем компенсации влияния разброса параМетров шагового двигателя на работу колесной системы часов.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 — график изменения ЗДС вращения на обмотке ша- 15 говorо двигателя; на фиг. 3 — временная диаграмма последовательности импульсов питания.

Устройство содержит генератор 1 эталонной частоты, формирователь 2 2О импульсов, питания, коммутатор 3, шаговый двигатель 4, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 5, демпфирующий резистор б, блок 7 формирования,,блок 8 измерения интервала времени 25 и вычислительный блок 9.

Выход генератора 1 эталонной ча:стоты соединен через формирователь

2 импульсов питания с управляющим входом коммутатора 3, первый информа-3О ционный вход которого подключен к входу блока 7 формирования и через демпфирующий резистор 6 к общему проводу источника питания, а два вьгхода коммутатора 3 подключенык двум выводам шагового двигателя 4 с про35 веряемой колесной системой..Выход блока 7 формирования соединен через последовательно включенные блок 8 измерения интервала времени, вычислительный блок 9 и ЦАП 5 с вторым информационным входом коммутатора 3.

Осуществление способа и работа устройства происходят следующим образомм. 15

Способ основан на анализе изменения,кйнетической энергии колесной системы в области точки фиксац>ы ротора вследствие .изменения . нагружающего момента системы от шага к шагу. 5п

При вращении ротора в обмотке шагового двигателя наводится ЗДС вращения, величина которой зависит как от магнитных свойств шагового двиг ателя, так и от скорости вращения ротора

d9 d9

d8 сК где 4 — потокосцепление;

8 - угловое положение ротора; — текущее время.

На фиг. 2 изображено семейство кривых, показывающих изменение ЭДС на обмотке шагового двигателя за время одного шага прн различных нагружающих моментах. Кривая 1 соответствует наибольшему нагружающему моменту; кривая 2 — среднему нагружающему моменту; кривая 3 — наименьшему нагружающему моменту, где время действия импульса питания;

,,,ь — времена от конца импульса питания до максимума ЭДС вращения в конце шага при соответствующих нагружающих моментах; дь — время, хаГЪ р акт ер изующее из ме н ени е в еличи ны вследствие изменения нагружающего момента.

С изменением нагружающего момента (фиг. 2) колесной системы изменяется как величина максимума ЭДС вращения, так и момент появления этого максимума относительно конца импульса питания шагового двигателя. При увеличении нагрузки максимум ЭДС вращения смещается вправо и уменьшается по амплитуде, а при уменьшении нагрузки максимум ЭДС вращения смещается влево и увеличивается по амплитуде.

Это объясняется тем, что работа сил по преодолению нагружающего момента будет равна уменьшению кинетической энергии. Изменение кинетической энергии колесной системы в конце каждого шага, обусловленное изменением нагружающего момента, оп-. ределенным образом характеризуется изменением величины Ь . Изменение момента сопротивления ротора шагового двигателя с колесной системой может характеризоваться изменением средней скорости вращения ротора на каждом шаге.

Для каждого конкретного двигателя может быть установлена однозначная зависимость между изменением нагружающего момента и соответствующим изменением величины ь при определенном напряжении импульсов питания шагового двигателя. Вследствие разброса параметров шагового двигателя статический синхронизирующий момент имеет неодинаковое значение у разных экземпляров механизмов одного типа при одном и том же напряжении .,импульсов питания. Это приводит к из1422217 менению средней скорости вращения роторов на каждом шаге при одинаковом нагружающем моменте или, что то же самое, к неоднозначной зависимости

5 между величиной нагружающего момента и значением ь

За счет изменения амплитуды напряжения импульсов питания шагового двигателя- уравнивают средние ско- 1ð рости вращения разных экземпляров механизмов. Благодаря этому компенсируется разброс их параметров относительно номинальных значений.

Затем по изменению величины можно проконтролировать изменение нагружающего момента от шага к шагу.

Шаговый двигатель 4 с проверяемой колесной системой подключается через коммутатор 3 к ЦАП 5, который 2б выполняет роль регулируемого источника питания.

Стабильная частота 32768 Гц, поступающая с генератора 1 эталонной частоты, с помощью формирователя 25

2 импульсов питания формируется в управляющую последовательность импульсов, которая выбирается из условия, чтобы за время между импульсами питания шагового двигателя происходило полное затухание колебаний ротора около точки фиксации. Эта последовательность импульсов подается на управляющие входы коммутатора 3.

Коммутатор 3 переключается таким образом, что в течение времени, равного длительности одного импульса питания, он подключает обмотку шагового двигателя 4 к ЦЛП, а в течение времени, равного длительности четырех импульсов питания, он подключает

40 обмотку шагового двигателя 4 к демпфирующему резистору R 6. Падение на" пряжения на резисторе 6 соответствует характеру изменения ЭДС вращения.

Зачем в течение времени, равного длительности импульса питания, обмотка шагового двигателя 4 подключается к ЦЛП 5 так, чтобы ток протекал в направлении, противоположном предыдущему. И снова в течение длительности четырех импульсов питания обмотка шагового двигателя 4 подключается к резистору 6.

Таким образом формируются последовательности импульсов питания, поступающих на шаговый двигатель,,(фиг. 3), где й„ вЂ” время, в течение которого на обмотку шагового двигателя подается напряжение питания; — время, в течение которого осуществляется анализ ЭДС вращения;

U„ — напряжение импульсов питания шагового двигателя, устанавливаемое с учетом разброса его параметров.

Блок 7 формирования формирует импульс, длительность которого равна времени между концом импульса питания шагового двигателя и максимумом наведенной ЭДС вращения. Величина этого импульса измеряется и преобразуется в цифровую форму в блоке 8 измерения. Вычислительный блок

9 анализирует значение и воздействует на ЦАП, который дискретно изменяет амплитуду импульсов питания от минимального значения до величины, при которой среднее значение установится на заданном уровне. Этим компенсируется разброс параметров шагового двигателя. Затем изменение амплитуды импульсов питания на выходе ЦАП 5 прекращается и в течение всего времени, необходимого для полной проверки колесной системы, измеряется величина интервала времени ь между моментом окончания импульса питания и моментом появления в конце каждого шага максимума наведенной ЭДС вращения. Вычисляется соответствующая ей величина изменения момента нагрузки колесной системы, которая затем может сравниваться с установленным допуском.

Формула изобретения

1. Способ контроля качества колесной системы кварцевых электронно-механических часов; заключающийся в

ТоМ что обмотку шагoaoro двигателя часов питают импульсами тока и, контролируют наведенную в обмотке ЭДС вращения в интервалах между смежными импульсами, о тл и ч а ющнйс я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, перед контролем

ЭДС изменяют амплитуду импульсов тока, устанавливая среднюю угловую скорость вращения ротора шагового двигателя на заданный уровень, после контроля

ЭДС измеряют интервал времени между моментом окончания импульса тока и появлением максимума наведенной

ЭДС вращения, а качество колесной системы определяют, сравнивая изме

34222

Тираж 373

Подписное

: ВНИИПО Заказ 4430/48. Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ренное значение интервала времени на каждом шаге шагового двигателя с заданным. 2. Устройство контроля качества колесной системы кварцевых электрон.но-механических часов, содержащее

:,шаговый двигатель, генератор эталонной частоты, формирователь импульсов

- питания, коммутатор, демпфирующий 1О резистор, блок формирования и вычи.слительный блок, причем выход генератора эталонной частоты через формирователь импульсов питания соединен с управляющими входами. коммутатора, :.,первые информационные входы которого

17 6 подключены к входу блока формирова ния и к первому выводу демпфирующе- го резистора, соединенного своим вто-. рым выводом с общим проводом, а выходы коммутатора подключены к обмотке шагового двигателя, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что в него введены цифроаналоговый преобразователь и блок измерения интервала времени, причем выход блока формирования через последовательно соединенные блок измерения интервала времени, вычисли« тельный блок и цифроаналоговый преобразователь связан с вторыми информационными входами коммутатора.