Устройство для измерения толщины движущейся протекторной ленты

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерения. Это достигается путем коррекции аддитивной и мультипликативной составляющих погрешности измерения. Первый чувствительный элемент 1 взаимодействует с движущейся лентой, второй чувствительный элемент 2 используется для уменьшения аддитивной составляющей погрешности измерения. Величина емкости чувствительных элементов 1 и 2 определяет период следования импульсов на выходе измерительных генераторов 3,4, разность длительностей периодов которых пропорциональна измеряемой толщине. Счетчики 7 и 8 формируют измерительные импульсы, схема 9 Исключающее ИЛИ вырабатывает импульс, пропорциональный разности измерительных импульсов счетчиков 7 и 8, который заполняется в схеме И 11 импульсами стабильной частоты второго генератора 12, количество которых пропорционально измеряемой толщине и подсчитывается третьим счетчиком 13, значение сигнала на выходе которого при отсутствии материала равно по величине аддитивной погрешности. После коррекции аддитивной составляющей перед первым емкостным чувствительным элементов 1 помещается образцовая мера. Если присутсвует мультипликативная погрешность (сигнал на выходе третьего счетчика 13 не соответствует толщине меры), то дискриминатор 27 меры выдает сигнал, разрешающий прохождение импульсов с генератора 18 калибровки через пятую схему 23 И на вход первого реверсивного считчика 16, при этом меняется коэффициент пересчета первого счетчика 7 до тех пор, пока не будет скомпенсирована мультипликативная погрешность и сигнал на выходе третьего счетчика не будет соответствовать толщине меры. Для исключения изменения настройки нуля в режиме коррекции мультипликативной погрешности импульсы генератора 18 калибровки через делитель 25 частоты, шестую схему 24 И, схему ИЛИ 21 поступают на вход второго реверсивного счетчика 17, направление счета которого определяется сигналом на выходе дискриминатора 28 знака меры (знаком мультипликативной погрешности). 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ.

РЕСПУБЛИК (51) 5 G 01 В 7/04

СТВЕННЫИ КОМИТЕТ

РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Т СССР

ГОСУ AP

ПОИ ОБ

ПРИ Г Н

ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТ

ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4 1 (22) 0 .1 (46) 23.1 (71) О дорож (72) С. (53) 62 (56) За кл. G01

А

N 147

6755/25-28

2.88

1.90. Бюл. %43 ский институт инженеров железноого транспорта . Чижма .317,39:531,717(088,8) вка ФРГ N 2459909, В 7/02,,1978. торское свидетельство СССР

449, кл. G 01 В 7/04, 26.02.88, „„5U„„ l608421 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ДВИЖУЩЕЙСЯ ПРОТЕКТОРНОЙ

ЛЕНТЫ (57) Изобретение относится к измерительной технике, Цель изобретения — повышение точности измерения. Это достигается путем коррекцииадцитивнойимультипликативной составляющих погрешности измерения. Первый чувствительный элемент 1 взаимодействует с движущейся лентой, второй чувствительный элемент 2 используется для уменьше1608421 взаимодействует.с поверхностью ленты.. 35 ния аддитивной составляющей погрешности измерения. Величина емкости чувствительных элементов 1 и 2 определяет период следования импульсов на выходе измерительных генераторов 3 и 4, разность длительностей периодов которых пропорциональна измеряемой толщине.

Счетчики 7 и 8 формируют измерительные импульсы, схема исключающее ИЛИ 9 вырабатывает импульс, пропорциональный разности измерительных импульсов счетчиков

7 и 8, который заполняется в схеме И 11 импульсами стабильной частоты второго.генератора.12, количество которых пропорционально измеряемой толщине и подсчитывается третьим счетчиком 13, значение сигнала на выходе которого при отсутствии материала равно по величине аддитивной погрешности. После коррекции аддитивной составляющей перед первым емкостным чувствительным элементом 1 помещается образцовая мера. Если присутстИзобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано в шинной промышленности, например, для измерения толщины протекторнсй ленты.

Цель изобретения — повышение точности измерения, На чертеже представлена функциональная схема измерителя толщины.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 емкостные чувствительные элементы, подклю - енные соответственно к первому и вто- рому измерительным каналам, состоящим из первого 3 и второго 4 измерительных генераторов, первой 5 и второй 6 схемы И, первого 7 и второго 8 счетчиков, подключенных к входам схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

9 и дискриминатора 10 знака, третью схему

И 11, второй генератор 12 иимпульсов, третий счетчик 13, подключенный к блоку индикации 14, а также первый генератор 15 импульсов, первый 16 и второй 17 реверсивные счетчики, генератор 18 калибровки, схему 19 сравнения кодов, блок 20 задания уставки, схему ИЛИ 21, четвертую 22, пятую

23 и шестую 24 схемы И, делитель 25 частоты, коммутатор 26, дискриминатор 27 меры, дискриминатор 28 знака меры и блок 29 управления калибровкой, Устройство работает следующим образом.

Протекторная лента базируется на опорной поверхности (не показаны), а первый емкостной чувствительный элемент 1

30 вует мультипликативная погрешность (сигнал на выходе третьего счетчика 13 не соответствует толщине меры), то дискриминатор

27 меры выдает сигнал, разрешающий прохождение импульсов с генератора 18 калибровки через пятую схему И 23 на вход первого реверсивного счетчика 16, при этом меняется коэффициент пересчета первого счетчика 7 до тех пор, пока не будет скомпенсирована мультипликативная погрешность и сигнал на выходе третьего счетчика не будет соответствовать толщине меры.

Для исключения изменения настройки нуля в режиме коррекции мультипликативной погрешности, импульсы генератора 18 калибровки через делитель 25 частоты, шестую схему И 24, схему ИЛИ 21 поступают на вход второго реверсивного счетчика 17, направление счета которого определяется сигналом на выходе дискриминатора 28 знака меры (знаком мультипликативной погрешности).1 ил, Второй емкостной чувствительный элемент

2 не взаимодейСтвует с лентой и используется для уменьшения аддитианой составляющей погрешности, поскольку оба чувствительных элемента 1 и 2 расположены рядом и находятся в одинаковых условиях. Величина емкости чувствительных элементов 1 и 2 определяет период следования импульсов на выходе измерительных генераторов 3 и 4, причем разность длительностей периодов пропорциональна измериямой толщине. Первый генератор 15 импульсов формирует короткий импульс, который сбрасывает показания счетчика 13 и устанавливает в счетчиках 7 и 8 коды, которые подаются с первого и второго реверсивных счетчиков 16 и 17 соответственно.

Предположим, что в начале коды на выходе реверсивных счетчиков 16 и 17 равны нулю.

Сигналы с выходов измерительных генера- . торов 3 и 4 через схемы 5 и 6 И поступают на входы первого 7 и второго 8 счетчиков, которые формируют первый и второй измерительные импульсы. В данном устройстве счетчики 7 и 8 работают в качестве делителей частоты (умножителей кода). Сигналы, подаваемые на инверсные входы схем 5 и 6

И, берутся с выходов 2" счетчиков, где К— коэффициент пересчета. Таким образом, после сброса счетчика логическое состояние на выходе 2" счетчика изменится на инверсное по приходу на вход К импульсов.

Передние фронты измерительных импульсов синхронны, поэтому схема ИСКЛ ЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 вырабатывает разностный

1608421 льс, длительность которого равна рази первого и второго измерительных имсов, В третьей схеме И 11 разностный льс заполняется импульсами стабильчастоты, вырабатываемыми вторым re- 5 атором 12 импульсов. При этом чество импульсов в пачке на выходе ьей схемы И 11 пропорционально измеой толщине. Третий счетчик 13 подсчиет это количество импульсов, которое 1 цируется блоком 14 индикации.

Длительность импульса на выходе схеИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 равна

Т = (Свх + С01) К1 К2 - С02 Кз К4, C» — емкость первого емкостного чувст- 1 льного элемента 1, определяемая входсигналом;

CQ) емкость первого емкостного чувстльного элемента 1 при нулевом входсигнале; 20

Cog — емкость второго емкостного чувстльного элемента 2;

К1 и Кз — коэффициенты преобразоваемкость — период первого 3. и второго 4 рительных генераторов; 25

К2 и К4 — коэффициенты пересчета пер7 и второго 8 счетчиков.

Процесс производства протекторной

ы характеризуется тем, что, во-первых, ожны многочисленные перерывы в изго- 30 ении протекторной ленты, при которых ной сигнал измерителя равен нулю. Эти рывы используются для автоматической овки нуля и коэффициента преобразоя предлагаемого устройства, Во-вторых 35 любого профиля протекторной ленты тся минимально возможное значение ины, заложенное в технологическом реенте, причем превышающее возможный нуля измерителя толщины. Последнее 40 оляет различить режим установки нуля жима измерения по результату измереолщины; ри нормальном течении процесса вена толщины ленты больше величины 45 ки, которая выбирается в диапазоне у максимальным значением аддитивогрешности устройства и минимальзначением толщины. Выходное ние третьего счетчика 13 сравнивает- 50 схеме 19 сравнения кодов с кодом, ным в блоке 20 задания уставки, В м случае на выходе схемы 19 устанавтся нуль, коррекция аддитивной поности не происходит. 55 ри отсутствии измеряемого материала ние сигнала на выходе третьего счет13 равно по величине аддитивной поости, На выходе схемы 19 сравнения появляется логическая "1", которая им у но т пу ь им у но не ко и

1р т ря м ты а ин и мы где вит ны вит но вит.ния изм вог лен воз тов вхо пер уста ван для име тол гла ухо поз отр ния личи уста меж ной ным энач ся в зада данн лива греш знач чика греш кодо разрешает прохождение импульсов с генератора 18 калибровки через четвертую схему И 22, и схему ИЛИ 21 на счетный вход второго реверсивного счетчика 17. Выходной сигнал дискриминатора 10 знака определяет направление счета второго реверсивного счетчика 17(сложение или вычитание) и зависит от соотношения длительностей первого и второго измерительных

0 импульсов на выходах первого 7 и второго 8 счетчиков, т.е. от знака аддитивной погрешности. Второй реверсивный счетчик 17 подсчитывает импульсы с генератора 18 калибровки и соответственно меняет коэф5 фициент пересчета второго счетчика.

Длительность импульсов на выходе 2" счетчика 8 равна

Tz = Т1 (К4 - Л К), где Т1 — период импульсов на входе второго счетчика 8;

К4 — коэффициент пересчета счетчика 8;

ЛК вЂ” код на выходе второго реверсивного счетчика 17, который записывается во второй счетчик 8 по приходу импульса от генератора 15 импульсов.

Величина Л К изменяется до тех пор, пока не произойдет компенсация аддитивной погрешности, при этом код на выходе третьего счетчика 13 будет равен нулю. Схема 19 сравнения кодов вырабатывает нулевой сигнал в двух случаях; при значении кода на выходе счетчика 13, большем кода уставки, и при нулевом коде на выходе счетчика 13. При этом четвертая схема И 22 и запрещает прохождение импульсов от генератора 18 калибровки на счетный вход второго реверсивного счетчика 17, который начинает работать в режиме хранения информации, компенсируя аддитивную составляющую погрешности.

После аддитивной коррекции между опорной поверхностью и первым емкостным чувствительным элементом 1 помещается образцовая мера, При этом на выходе блока 29 управления калибровкой появляет.ся единичный сигнал, Если при этом величина на выходе третьего счетчика 13 будет равна толщине меры (отсутствует мультипликативная погрешность), то измеритель толщины переходит в режим ожидания запуска процесса производства протекторов и, в дальнейшем, к измерению.

Если же величина на выходе третьего счетчика 13 не равна толщине меры (присутствует мультипликативная погрешность), то дискриминатор 27 меры выдает единичный сигнал, который разрешает прохождение импульсов с выхода генератора 18 калибровки через пятую схему И 23 на счетный

1608421 вход первого реверсивного счетчика 1.6. При этом изменяется код на выходе первого реверсивного счетчика 16, и следовательно, коэффициент пересчета первого счетчика 7 до тех пор, пока не будет скомпенсирована 5, мультипликативная погрешность и величина на выходе третьего счетчика 13 не станет равна толщине меры. При этом на выходе дискриминатора 27 меры появляется нулевой сигнал и прекращается подача импульсов от генератора 18 калибровки на первый реверсивный счетчик 16.

При нулевом входном сигнале емкость первого емкостного чувствительного элемента не равна нулю, поэтому при изменении коэффициента пересчета первого счетчика 7 будет происходить изменение настройки нуля устройства. Для исключения этого в режиме мультипликативной коррекцйи при единичных сигналах на выходах блока 29 управления калибровкой, дискриминатора 27 меры импульсы с генератора 18 калибровки через делитель 25 частоты, шестую схему И 24, схему ИЛИ 21 поступают на счетный вход второго реверсивного счетчика 17, смещая нуль измерителя толщины, Коэффициент деления делителя 25 частоты подобран так, ггобы при коррекции коэффициента передачи первого счетчика 7 отсутствовало смещение нуля измерителя, Направление второго реверсивного счетчика

17 в этом случае определяется сигналом на выходе дискриминатора 28 знака меры, т.е. знаком мультипликативной погрешности.

После окончания коррекциии мультипликативной погрешности код на выходе третьего счетчика 13 соответствует толщине меры, на выходе дискриминатора 27 меры появляется нулевой сигнал, прекращается подача импульсов от генератора 18 калибровки на счетные входы первого 16 и второго

17 реверсивных счетчиков.

Таким образом, в предлагаемом устрой- . стве реализована компенсация аддитивной и мультипликативной погрешности измерителя, что приводит к повышению точности измерения. Применение счетчиков с переменным коэффициентом пересчета позволяет повысить надежность устройства.

10 вого счетчика подключен к инверсному

15 входу первой схемы И и соответственно к

25

35 подключен к первому входу четвертой схе40 мы И, к третьему входу пятой схемы И и к

Формула изобретения

Устройство для измерения толщины движущейся протекторной ленты, содержащее последовательно соединенные первый емкостный чувствительный элемент, первый измерительный генератор, первую схему И и первый счетчик, последовательно соединенные второй емкостный чувствительный элемент, второй измерительный генератор, вторую схему И и второй счетчик, последовательно соединенные схему ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, третью схему И, третий счетчик, блок индикациии и схему сравнения кодов, первый генератор импульсов, подключенный к установочным входам счетчиков, второй генератор импульсов, подключенный к второму входу третьей схемы

И, блок задания уставки, подключенный к второму входу схемы сравнения кодов, дискриминатор знака и комМутатор, выход перпервым входам схемы И С КЛ ЮЧАЮ ЩЕ Е

ИЛИ и дискриминатора знака, выход второго счетчика подключен к инверсному входу второй схемы И и соответственно к вторым входам схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и дискриминатора знака, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено двумя реверсивными счетчиками, четвертой, пятой и шестой схемами И, дискриминатором меры, дискриминатором знака меры, схемой ИЛИ, генератором калибровки, делителем частоты и блоком управления калибровкой, выход которого подключен к первым входам пятой и шестой схемы И и к управляющему входу коммутатора, входы дискриминатора меры и дискриминатора знака меры подключены к выходу третьего счетчика, выход дискриминатора меры подключен к вторым входам. пятой и шестой схем И, выход дискриминатора знака меры подключен к управляющему входу первого реверсивного счетчика и к первому входу коммутатора, генератор калибровки входу делителя частоты, выход которого подключен к третьему входу шестой схемы

И, входы схемы ИЛИ соответственно подключены к выходам четвертой и шестой схемы И, счетные входы первого и второго . реверсивных счетчиков подключены соответственно к выходу пятой схемы И и к выходу схемы ИЛИ, а выходы первого и второго реверсивных счетчиков — соответственно к входам параллельной записи первого и второго счетчиков, выход дискриминатора знака подключен к второму входу коммутатора, который выходом подключен к управляющему входу второго реверсивного счетчика, а выход схемы сравнения кодов подклЮчен к второму входу четвертой схемы И.