Устройство для поверки манометров

 

Изобретение относится к автоматизации контрольно-измерительных операций, а именно к поверке стрелочных приборов, и направлено на повышение точности считывания показателей поверяемого прибора за счет исключения погрешности от несовпадения центра вращения датчика положения стрелки с центром вращения стрелки поверямого прибора. Для этого в устройство, содержащее блок задатчиков, первый выход которого соединен с поверяемым прибором, а второй с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с входом блока индикации, а также механизм перемещения, соединенный с входами первого датчика положения стрелки и генератора калиброванной частоты, выход которого соединен с первым входом логической схемы И, выход которой соединен с первым входом блока памяти, второй вход которого соединен с выходом первого датчика положения стрелки, а третий с вторым входом логической схемы И и выходом первого триггера, первый вход которого соединен с выходом включателя, дополнительно введены второй датчик положения стрелки, второй триггер, собирательная схема, блок функциональных преобразователей и вычислительный блок, причем первый вход собирательной схемы соединен с выходом включателя, второй вход с четвертым входом блока памяти, и через второй датчик положения стрелки с выходом механизма перемещения, а выход с первым входом второго триггера, второй вход которого соединен с выходом первого датчика положения стрелки, а выход с пятым входом блока памяти, выходы которого соединены с соответствующими входами блока функциональных преобразователей, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами вычислительного блока, второй вход которого соединен с третьим выходом блока задатчиков, а выход с вторым входом блока сравнения. 3 ил.

Изобретение относится к автоматизации контрольно-измерительных операций, а точнее к поверке стрелочных приборов.

Известно устройство, содержащее задатчик давления, схему управления операциями поверки, индикатор и установленный соосно со стрелкой поверяемого прибора диск со шкалой [1] Указанное устройство не позволяет автоматизировать процесс поверки прибора, так как диск, дублирующий положение установившейся стрелки поверяемого прибора, устанавливается вручную.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому устройству является устройство, содержащее блок задатчиков, первый выход которого соединен с поверяемым прибором, а второй выход с первым входом блока сравнения, выход которого соединен со входом блока индикации, а также механизм перемещения, соединенный с входами первого датчика положения стрелки и генератора калиброванной частоты, выход которого соединен с первым входом логической схемы И, выход которой соединен с первым входом блока памяти, второй вход которого соединен с выходом первого датчика положения стрелки, а третий вход с вторым входом логической схемы И и выходом первого триггера, первый вход которого соединен с выходом первого датчика положения стрелки, а второй вход с выходом включателя [2] Недостатком указанного устройства является низкая точность считывания показания поверяемого прибора, обусловленная погрешностью, возникающей при несовпадении центра вращения датчика положения стрелки с центром вращения подвижной части поверяемого прибора.

Целью изобретения является повышение точности считывания показаний поверяемого прибора за счет исключения погрешности от несовпадения центра вращения датчика положения стрелки с центром вращения подвижной части поверяемого прибора.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок задатчиков, первый выход которого соединен с поверяемым прибором, а второй выход с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с входом блока индикации, а также механизм перемещения, соединенный с входами первого датчика положения стрелки и генератора калиброванной частоты, выход которого соединен с первым входом логической схемы И, выход которой соединен с первым входом блока памяти, второй вход которого соединен с выходом первого датчика положения стрелки, а третий вход с вторым входом логической схемы И и выходом первого триггера, первый вход которого соединен с выходом первого датчика положения стрелки, а второй вход с выходом включателя, введены второй датчик положения стрелки, второй триггер, собирательная схема, блок функциональных преобразователей и вычислительный блок, причем первый вход собирательной схемы соединен с выходом включателя, второй вход с четвертым входом блока памяти и через второй датчик положения стрелки-с выходом механизма перемещения, а выход с первым входом второго триггера, второй вход которого соединен с выходом первого датчика положения стрелки, а выход с пятым входом блока памяти, выходы которого соединены с соответствующими входами блока функциональных преобразователей, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами вычислительного блока, второй вход которого соединен с третьим выходом блока задатчиков, а выход с вторым входом блока сравнения.

Благодаря тому, что первый вход собирательной схемы соединен с выходом включателя, второй вход с четвертым входом блока памяти и через второй датчик положения стрелки -с выходом механизма перемещения, а выход с первым входом второго триггера, второй вход которого соединен с выходом первого датчика положения стрелки, а выход с пятым входом блока памяти, выходы которого соединены с соответствующими входами блока функциональных преобразователей, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами вычислительного блока, второй вход которого соединен с третьим выходом блока задатчиков, а выход с вторым входом блока сравнения, исключается необходимость точного совмещения центра вращения датчика положения стрелки с центром вращения подвижной части поверяемого прибора, так как угол поворота стрелки поверяемого прибора от нулевого положения находится расчетным путем по двум координатам стрелки, находящейся в нулевом положении, и двум координатам текущего положения стрелки.

Известное устройство для поверки приборов требует точного совпадения центра вращения датчика положения стрелки с центром вращения подвижной части поверяемого прибора. В реальных условиях центр вращения подвижной части поверяемого прибора может быть определен только приближенно, поэтому неизбежны погрешности считывания поверяемого прибора, вызванные несовпадением центра вращения датчика положения стрелки с центром вращения подвижной части поверяемого прибора.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 общий случай расположения датчиков положения стрелки относительно шкалы поверяемого прибора; на фиг.3 структурная схема вычислительного блока.

Устройство содержит блок 1 задатчиков, первый выход которого соединен с поверяемым прибором 2, а второй выход с первым входом блока 3 сравнения, выход которого соединен со входом блока 4 индикации, а также механизм 5 перемещения датчиков, соединенный с входами первого датчика 6 положения стрелки и генератора 7 калиброванной частоты, выход которого соединен с первым входом логической схемы И 8, выход которой соединен с первым входом блока 9 памяти, второй вход которого соединен с выходом первого датчика 6 положения стрелки, а третий вход с вторым входом логической схемы И 8 и выходом первого триггера 10, первый вход которого соединен с выходом первого датчика 6 положения стрелки, а второй вход с выходом включателя 11. Первый вход собирательной схемы 12 соединен с выходом включателя 11, второй вход с четвертым входом блока 9 памяти и через второй датчик 13 положения стрелки- с выходом механизма 5 перемещения, а выход с первым входом второго триггера 14, второй вход которого соединен с выходом первого датчика 6 положения стрелки, а выход с пятым входом блока 9 памяти, выходы которого соединены с соответствующими входами блока 15 функциональных преобразователей, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами вычислительного блока 16, второй вход которого соединен с третьим выходом блока 1 задатчиков, а выход с вторым входом блока 3 сравнения.

На фиг.2 приняты следующие обозначения: Ш шкала поверяемого прибора; I исходное (нулевое) положение стрелки поверяемого прибора при нулевом значении контролируемого параметра; II текущее положение стрелки поверяемого прибора при заданном значении контролируемого параметра; О центра вращения датчиков положения стрелки; О' центр вращения подвижной части поверяемого прибора; О_х луч полярной системы координат; Ао точка пересечения стрелки поверяемого прибора первым датчиком 6 положения стрелки при исходном (нулевом) положении стрелки поверяемого прибора;
А точка пересечения стрелки поверяемого прибора первым датчиком 6 положения стрелки при текущем положении стрелки поверяемого прибора;
В_о точка пересечения стрелки поверяемого прибора вторым датчиком 13 положения стрелки при исходном (нулевом) положении стрелки поверяемого прибора;
В точка пересечения стрелки поверяемого прибора вторым датчиком 13 положения стрелки при текущем положении стрелки поверяемого прибора;
α_bо угол между лучом (-Ох) и радиусом ОВ_о;
α_a угол между лучом (-Ох) и радиусом ОА;
α_b угол между лучом (-Ох) и радиусом ОВ;
β угол между исходным (нулевым) и текущим положением стрелки поверяемого прибора.

Из построения следует, что
ОА_о=ОА=R (1)
OB_о=OB=r, (2) где R и r радиусы вращения датчиков 6 и 13 положения стрелки соответственно;

(3)
Блок 1 задатчиков предназначен для передачи в соответствии с типом поверяемого прибора по третьему выходу на второй вход вычислительного блока 16 установленных значений радиусов вращения датчиков 6 и 13 положения стрелки и для подачи в соответствии с программой поверки по первому выходу в поверяемый прибор 2 и второму выходу на первый вход блока 3 сравнения заданной величины поверяемого параметра (см. фиг.1).

Блок 1 задатчиков (см. фиг.1) может быть представлен задатчиком 17, первый вход которого соединен с источником 18 контролируемого параметра, второй вход с командоаппаратом 19 и задатчиком 20. Источник 18 контролируемого параметра является источником питания поверяемого прибора. Командоаппарат 19 служит для задания в соответствии с программой поверки соответствующего значения контролируемого параметра. Задатчик 17 служит для формирования по сигналу, поступающему на его вход с командоаппаратом 19, заданного значения контролируемого поверяемым прибором параметра. Задатчик 20 служит для задания значений радиусов вращения датчиков положения стрелки в соответствии с типом поверяемого прибора. В качестве задатчика 17, источника 18 контролируемого параметра, командоаппарата 19 могут быть использованы аналогичные элементы, используемые в устройстве, принятом в качестве прототипа.

Задатчик 20 может быть реализован с помощью потенциометрических преобразователей, преобразующих неэлектрические входные величины-радиусы датчиков положения стрелки в электрическое напряжение.

Механизм 5 перемещения кинематически связан с датчиками 6 и 13 положения стрелки и служит для перемещения датчиков 6 и 13 положения стрелки относительно стрелки поверяемого прибора 2 (см. фиг.1). В качестве механизма 5 перемещения может быть принят асинхронный электрический двигатель типа УАД-44. Датчики 6 и 13 положения стрелки, кинематически соединенные с механизмом 5 перемещения, при своем вращении формируют сигналы в момент пересечения ими стрелки поверяемого прибора 2. В качестве датчиков 6 и 13 положения стрелки может быть использована оптико-электронная система, имеющая возможность кругового вращения и состоящая из светодиодов типа АЛ-107З и фотодиодов типа ФД-27К, которые перемещаются относительно стрелки поверяемого прибора и установлены под углом к ней и друг к другу так, что поток лучистой энергии, исходящей из светодиода, в случае пересечения им стрелки поверяемого прибора 2 даст импульс на фотодиод.

Генератор 7 калиброванной частоты по сигналу, поступающему на вход с механизма 5 перемещения, формирует сигналы калиброванной частоты. Генератор 7 калиброванной частоты может быть реализован с помощью фотоэлектрического считывающего устройства (светодиод типа АЛ-107Б и фотодиод типа ФД-27К) и кодирующего диска, жестко посаженного на вал электродвигателя механизма 5 перемещения. По периферии кодирующего диска равномерно распределены отверстия. Светодиод и фотодиод устанавливаются противоположно друг другу против отверстия кодирующего диска.

Включатель 11 формирует сигнал начала поверки прибора. В качестве включателя 11 может быть принят аналогичный элемент, применяемый в устройстве, принятом в качестве прототипа.

Собирательная схема 12 предназначена для собирания сигналов, поступающих на ее входы с выхода включателя 11 и выхода второго датчика 13 положения стрелки.

Первый триггер 10 по сигналу, поступающему на второй, сбросовый вход с выхода включателя 11, соответствующему началу съема показаний, сигналу, поступающему на первый, установочный вход с выхода первого датчика 6 положения стрелки, соответствующему моменту пересечения стрелки поверяемого прибора первым датчиком 6 положения стрелки, формирует сигнал разрешения счета.

Второй триггер 14 по поступающим на первый, сбросовый вход через собирательную схему 12 с выхода включателя 11 сигналу, соответствующему началу поверки прибора 2, с выхода второго датчика 12 положения стрелки, соответствующему моменту пересечения стрелки поверяемого прибора 2 вторым датчиком 13 положения стрелки, сигналу, поступающему на второй, установочный вход с выхода первого датчика 6 положения стрелки, соответствующему моменту пересечения стрелки поверяемого прибора первым датчиком 6 положения стрелки, формирует сигнал разрешения регистрации информации о исходном (нулевом) положении стрелки поверяемого прибора.

Логическая схема И 8 по сигналам, поступающим на первый вход с генератора 7 калиброванной частоты и поступающему на второй вход с выхода первого триггера 10 сигналу разрешения счета, формирует сигнал, частота которого равна калиброванной частоте. В качестве логической схемы И 8 может быть принята аналогичная схема, применяемая в устройстве, принятом в качестве прототипа.

Блок 9 памяти по сигналам, поступающим на первый вход с выхода логической схемы И 8, сигналам, поступающим на второй вход с выхода первого датчика 6 положения стрелки, сигналам, поступающим на третий вход с выхода второго триггера 10, сигналам, поступающим на четвертый вход с выхода второго датчика 13 положения стрелки, сигналам, поступающим на пятый вход с выхода второго триггера 14, регистрирует и запоминает информацию о исходном (нулевом) и о текущем положениях стрелки поверяемого прибора.

Блок 9 памяти может быть представлен первым регистром 21, вход которого соединен с выходом первого ключа 22 перезаписи, первый вход которого соединен по второму входу блока 9 памяти с первым датчиком 6 положения стрелки, а второй вход с выходом счетчика 23 и с первым входом второго ключа 24 перезаписи, выход которого соединен с входом второго регистра 25, а второй вход по четвертому входу блока 9 памяти с вторым датчиком 13 положения стрелки и с первым входом третьего ключа 26 перезаписи, выход которого соединен с входом третьего регистра 27, второй вход по пятому входу блока 9 памяти с выходом второго триггера 14, а третий вход с выходом счетчика 23, счетный вход которого соединен по первому входу блока 9 памяти с выходом логической схемы И 8, а сбросовый вход по третьему входу блока 9 памяти с выходом первого триггера 10.

Счетчик 23 по сигналу сброса, поступающему на его сбросовый вход по третьему входу блока 9 памяти с выхода первого триггера 10, сбрасывается в исходное, нулевое состояние, а по сигналам, поступающим на счетный вход по первому входу блока 9 памяти с выхода логической схемы И 8, производит счет количества приходящих импульсов.

Емкость счетчика 23 должна быть выбрана так, чтобы при заданной частоте сигнала, сформированного генератором 7 калиброванной частоты, происходило обнуление счетчика 23 после полного оборота датчиков 6 и 13 положения стрелки.

Третий ключ 23 перезаписи по сигналу, поступающему на первый вход по четвертому входу блока 9 памяти с второго датчика 13 положения стрелки, соответствующему моменту пересечения стрелки поверяемого прибора 2 датчиком 13 положения стрелки, сигналу, поступающему на второй вход по пятому входу блока 9 памяти с выхода второго триггера 14, соответствующему разрешению регистрации информации об исходном (нулевом) положении стрелки поверяемого прибора 2, перезаписывает из счетчика 23 в третий регистр 27 информацию об исходном (нулевом) положении стрелки поверяемого прибора 2.

Первый ключ 22 перезаписи по сигналу, поступающему на первый вход по второму входу блока 9 памяти с первого датчика 6 положения стрелки, соответствующему моменту пересечения стрелки поверяемого прибора 2 датчиком 6 положения стрелки, перезаписывает из счетчика 23 в первый регистр 21 информацию о положении стрелки поверяемого прибора значении угла α_a.

Второй ключ 24 перезаписи по сигналу, поступающему на второй вход по четвертому входу блока 9 памяти с второго датчика 13 положения стрелки, соответствующему моменту пересечения стрелки поверяемого прибора 2 датчиком 13 положения стрелки, перезаписывает из счетчика 23 во второй регистр 25 информацию о положении стрелки поверяемого прибора, соответствующем положению датчика 13 положения стрелки.

Третий ключ 26 перезаписи по сигналу, поступающему на первый вход по четвертому входу блока 9 памяти со второго датчика 13 положения стрелки, соответствующему моменту пересечения стрелки поверяемого прибора 2 датчиком 13 положения стрелки, сигналу разрешения регистрации информации о исходном, нулевом положении стрелки поверяемого прибора, поступающему на второй вход по пятому входу блока 9 памяти с выхода второго триггера 14, перезаписывает из счетчика 23 в третий регистр 27 информацию о исходном (нулевом) положении стрелки поверяемого прибора.

Регистры 21, 25 и 27 предназначены для оперативного хранения информации о положении стрелки поверяемого прибора, соответствующем положению датчика 6 положения стрелки, информации о положении стрелки поверяемого прибора, соответствующем положению датчика 13 положения стрелки, информации об исходном (нулевом) положении стрелки поверяемого прибора, соответственно.

Блок 15 функциональных преобразователей преобразует в синусоидальные и косинусоидальные значения сигналы, поступающие с соответствующих выходов блока 9 памяти, пропорциональные углам поворота датчиков положения стрелки от исходного положения до пересечения со стрелкой поверяемого прибора.

Блок 19 функциональных преобразователей может быть представлен функциональными преобразователями 28 и 29, 30 и 31, 32 и 33.

Функциональные преобразователи 28 и 29 преобразуют сигнал, поступающий на входы с выхода третьего регистра 27, входящего в состав блока 9 памяти, пропорциональный значению угла α_bo, в функции sin α_bo и cos α_bo соответственно.

Функциональные преобразователи 30 и 31 преобразуют сигнал, поступающий на входы с выхода первого регистра 21, входящего в состав блока 9 памяти, пропорциональный значению угла α_a, в функции sin α_a и cos α_a соответственно.

Функциональные преобразователи 32 и 33 преобразуют сигнал, поступающий на вход с выхода второго регистра 25, входящего в состав блока 9 памяти, пропорциональный значению угла α_b, в функции sin α_b и cos α_b соответственно.

Вычислительный блок 16 (см. фиг.3) по сигналам, поступающим на первые входы с соответствующих выходов блока 15 функциональных преобразователей, пропорциональным функциям sin α_bo cos α_bo, sin α_a, cos α_a sin α_b, cos α_b, сигналам, поступившим на второй вход по третьему выходу блока 1 задатчиков с задатчика 20, пропорциональным заданным значениям радиусов вращения датчиков 6 и 13 положения стрелки, вычисляют угол между исходным (нулевым) и текущим положениями стрелки поверяемого прибора угол β.

Вычислительный блок 16 может быть выполнен с помощью электронных моделирующих устройств.

На фиг.3 приведена внутренняя структура вычислительного блока 16, выполненного с помощью электронных моделирующих устройств.

Вычислительный блок 16 состоит из умножителей 34, 36, 38, 40, 43, 44, 45, 48, 49, 50, 51, 53, 54 и 55, сумматоров 37, 41, 47, 58, 60 и 61, квадраторов 35 и 39, инверторов 42, 46, 52 и 59, делителя 56 и нелинейного элемента 57.

Первый вход первого умножителя 34 соединен с выходом первого квадратора 35 и первым входом второго умножителя 36, а выход -с первым входом первого сумматора 37, второй вход которого соединен с выходом третьего умножителя 38, первый вход которого соединен с выходом второго квадратора 39 и первым входом четвертого умножителя 40, а второй вход с выходом второго сумматора 41, первый вход которого соединен через первый инвертор 42 с выходом пятого умножителя 43, а второй вход с выходом шестого умножителя 44, первый вход которого соединен с первым входом седьмого умножителя 45 и через второй инвертор 46 -с первым входом третьего сумматора 47, а второй вход с первым входом восьмого умножителя 48, с первым входом девятого умножителя 49, с первым входом десятого умножителя 50, второй вход которого соединен со вторым входом первого умножителя 34, и первым входом одиннадцатого умножителя 51, а выход через третий инвертор 52 с вторым входом третьего сумматора 47, третий вход которого соединен с выходом двенадцатого умножителя 53, а выход с первым входом тринадцатого умножителя 54, второй и третий входы которого соединены с первым и вторым соответственно входами четырнадцатого умножителя 55, а выход с третьим входом первого сумматора 37, выход которого соединен с первым входом делителя 56, выход которого соединен с нелинейным элементом 57, а второй вход с выходом четвертого сумматора 58, первый вход которого соединен через четвертый инвертор 59 с выходом четырнадцатого умножителя 55, второй вход с выходом второго умножителя 36, а третий вход с выходом четвертого умножителя 40, второй вход которого соединен с выходом пятого сумматора 60, первый вход которого соединен с выходом девятого умножителя 49, а второй вход с выходом седьмого умножителя 45, второй вход которого соединен с первым входом пятого умножителя 43, первым входом двенадцатого умножителя 53, и вторым входом десятого умножителя 51, выход которого соединен с первым входом шестого сумматора 61, выход которого соединен с третьим входом четырнадцатого умножителя 55, второй вход с вторым входом пятого умножителя 43 и вторым входом девятого умножителя 49, а третий вход с выходом восьмого умножителя 48, второй вход которого соединен со вторым входом умножителя 36 и вторым входом двенадцатого умножителя 53.

Первый квадратор 35 и второй квадратор 39 возводят в квадрат аргументы R и r соответственно, поступающие по второму входу вычислительного блока 14 и третьему выходу блока 1 задатчиков с задатчика 20.

Первый умножитель 34 умножает функцию sin α_a, поступающую на второй вход по первому входу вычислительного блока 16 и соответствующему выходу блока 15 функциональных преобразователей с функционального преобразователя 30 на функцию R², поступающую на первый вход с выхода первого квадратора 35.

Пятый умножитель 43 умножает функцию sin α_bo на функцию cos α_b, поступающие по первым входам вычислительного блока 16 и соответствующим выходам блока 15 функциональных преобразователей с функциональных преобразователей 28 и 33 соответственно.

Первый инвертор 43 изменяет знак функции sin α_bo cosα_b, поступающей с выхода пятого умножителя 43.

Шестой умножитель 44 умножает функцию sinα_b на функцию cosα_bo, поступающие по первым входам вычислительного блока 16 и соответствующим выходам блока 15 функциональных преобразователей 32 и 29 соответственно.

Второй сумматора 41 суммирует выражение sin α_b cosα_bo, поступающее на второй вход с выхода шестого умножителя 44, с выражением (-sin α_bo˙cos α_b), поступающим на первый вход с выхода первого инвертора 42.

Третий умножитель 38 умножает выражение r₂, поступающее не первый вход с выхода второго квадратора 39, на выражение (sinα_b ˙cosα_bo-sinα_bcosα_bo ), поступающее на второй вход с выхода второго сумматора 41.

Двенадцатый умножитель 53 умножает функцию sin α_bo на функцию cosα_a, поступающие по первым входам вычислительного блока 16 и соответствующим выходам блока 15 функциональных преобразователей с функциональных преобразователей 28 и 31 соответственно.

Второй инвертор 46 изменяет знак функции sinα_b, поступающей по первому входу вычислительного блока 16 и соответствующему выходу блока 16 функциональных преобразователей с функционального преобразователя 32.

Десятый умножитель 50 умножает функцию sin α_a на функцию cos α_bo, поступающие по первым входам вычислительного блока 16 и соответствующим выходам блока 50 функциональных преобразователей с функциональных преобразователей 30 и 29 соответственно.

Третий инвертор 52 изменяет знак функции sin α_acos α_bo, поступающей с выхода десятого умножителя 50.

Третий сумматор 47 суммирует выражение (sin α_bo cos α_a), поступающее на третий вход с выхода двенадцатого умножителя 53, с выражением (-sinα_a cos α_bo), поступающим на второй вход с выхода третьего инвертора 52, и с функцией (-sin α_a), поступающей на первый вход с выхода второго инвертора 46.

Тринадцатый умножитель 54 умножает выражение (sin α_bo cos α_a -sin α_b-sin α_a cos α_bo), поступающее на первый вход с выхода третьего сумматора 7, на аргументы r и R, поступающие на второй и третий соответственно входы по второму входу вычислительного блока 16 и третьему выходу блока 1 задатчиков с задатчика 20.

Первый сумматор 37 суммирует выражение r²(sin α_bocos α_bo-sin α_bocos α_b), поступающее на второй вход с выхода третьего умножителя 38, с выражением rR(sin α_bocos α_a-sin α_b-sin α_acos α_bo), поступающим на третий вход с выхода тринадцатого умножителя 54, и с выражением R²sin α_a, поступающим на первый вход с выхода первого умножителя 34.

Второй умножитель 36 умножает функцию cosα_a, поступающую на второй вход по первому входу вычислительного блока 16 и соответствующему выходу блока 15 функциональных преобразователей с функционального преобразователя 31, на функцию R², поступающую на первый вход с выхода первого квадратора 35.

Девятый умножитель 49 умножает функцию cos α_bo на функцию cosα_b, поступающие по первым входам вычислительного блока 16 и соответствующим выходам блока 15 функциональных преобразователей с функциональных преобразователей 29 и 33 соответственно.

Седьмой умножитель 45 умножает функцию sin α_bo на функцию sin α_b, поступающие по первым входам вычислительного блока 16 и соответствующим выходам блока 15 функциональных преобразователей с функциональных преобразователей 28 и 32 соответственно.

Пятый сумматор 60 суммирует выражение cos α_bocos α_b, поступающее не первый вход с выхода девятого умножителя 49, с выражением sin α_bosin α_b, поступающим на второй вход с выхода седьмого умножителя 45.

Четвертый умножитель 40 умножает выражение r², поступающее на первый вход с выхода второго квадратора 39, на выражение (cos α_bocos α_b+sin α_bosin α_b), поступающее на второй вход с выхода пятого сумматора 60.

Одиннадцатый умножитель 51 умножает функцию sin α_bo на функцию sin α_a, поступающие по первым входам вычислительного блока 16 и соответствующим выходам блоков 15 функциональных преобразователей с функциональных преобразователей 28 и 30 соответственно.

Восьмой умножитель 48 умножает функцию сos α_a на функцию cos α_bo, поступающие по первым входам вычислительного блока 16 и соответствующим выходам блока 15 функциональных преобразователей, с функциональных преобразователей 31 и 29 соответственно.

Шестой сумматор 61 суммирует выражение cos α_bo cos α_a, поступающее на третий выход с выхода восьмого умножителя 48, с выражением sin α_bosin α_a, поступающим на первый вход с выхода одиннадцатого умножителя 51, и с выражением cos α_b, поступающим на второй вход по первому входу вычислительного блока 16 и соответствующему выходу блока 15 функциональных преобразователей с функционального преобразователя 33.

Четырнадцатый умножитель 55 умножает выражение (cos α_bo cos α_a +cos α_b+ +sin α_bosin α_a), поступающее на третий вход с выхода шестого сумматора 61, на аргументы r и R, поступающие на первый и второй, соответственно, входы по второму входу вычислительного блока 16 и третьему выходу блока 1 задатчиков с задатчика 20.

Четвертый инвертор 59 изменяет знак функции rR(cos α_bocos α_a+сos α_b+ +sin α_bosin α_a), поступающей с выхода четырнадцатого умножителя 55.

Четвертый сумматор 58 суммирует выражение r²(cos α_bocos α_b+sin α_bosin α_b), поступающее на третий вход с выхода четвертого умножителя 40, с выражением [rR(cosα_bocosα_a+cosα_b+sinα_bosinα_a)] поступающим на первый вход с выхода четвертого инвертора 59, и с выражением R²cos α_a, поступающим на второй вход с выхода второго умножителя 36. Делитель 56 делит выражение R²sinα_a+r²(sinα_bcosα_bo-sinα_bocosα_b)+ +rR(sinα_bocosα_a-sinα_b-sinα_acosα_bo), поступающее на первый вход с выхода первого сумматора 37, на выражение R²cos α_a+ r²(cosα_bocosα_b+sinα_bosinα_b)- -rR(cosα_bocosα_a+cosα_b+sinα_bosinα_a), поступающее на второй вход с выхода четвертого сумматора 58.

Нелинейный элемент 57 с помощью выражения
поступающего на вход с выхода делителя 56, определяет в соответствии с уравнением 3 аргумент β угол между исходным (нулевым) и текущим положением стрелки поверяемого прибора.

Блок 3 сравнения сравнивает информацию о текущем положении стрелки поверяемого прибора, поступающую на второй вход и выход вычислительного блока 16 с нелинейного элемента 57, с информацией о заданной величине контролируемого параметра, поступающей на первый вход по второму выходу блока 1 задатчиков, с командоаппарата 19, и при несоответствии текущего положения стрелки заданной величине контролируемого параметра формирует сигнал рассогласования.

Блок 4 индикации служит для индикации сигнала рассогласования, поступающего с выхода блока 3 сравнения.

В качестве блока 3 сравнения и блока 4 индикации могут быть использованы аналогичные элементы, используемые в устройстве, принятом в качестве прототипа.

Поверку стрелочного прибора с помощью предлагаемого устройства рассмотрим на примере поверки стрелочного манометра.

Непосредственно перед началом поверки включается электрический двигатель механизма 5 перемещения. В результате этого датчики 6 и 13 положения стрелки, кинематически соединенные с механизмом 5 перемещения, получают вращательное движение, а генератор 7 калиброванной частоты формирует сигналы калиброванной частоты.

Пусть датчики 6 и 13 положения стрелки находятся на одной прямой по отношению к их оси вращения точки О, а радиус вращения датчика 6 положения стрелки R больше радиуса вращения r датчика 13 положения стрелки, т.е. имеет место неравенство:
R>r. (4)
Далее датчики 6 и 13 положения стрелки устанавливают в рабочее положение в непосредственной близости от защитного стекла поверяемого прибора 2.

После установки датчиков 6 и 13 положения стрелки в рабочее положение нажимают включатель 11, который формирует сигнал начала поверки прибора.

Сигнал начала поверки прибора 2 поступает с включателя 11 на второй сбросовый вход первого триггера 10, сбрасывая первый триггер 10 в нулевое состояние. При сбросе в нулевое состояние триггер 10 формирует сигнал сброса, поступающий на сбросовый вход счетчика 23, входящего в состав блока 9 памяти.

Счетчик 23 по сигналу сброса, поступающему на сбросовый вход по третьему входу блока 9 памяти с выхода первого триггера 10, сбрасывается в исходное нулевое состояние.

Одновременно с этим сигнал начала поверки прибора 2 поступает с включателя 11 через собирательную схему 12 на первый, сбросовый вход второго триггера 14, сбрасывая второй триггер 14 в нулевое состояние.

Заметим, что на поверяемый манометр еще не подано давление, поэтому стрелка находится в исходном (нулевом) положении (см. фиг.2).

Первый датчик 6 положения стрелки, кинематически соединенный с механизмом 5 перемещения, при своем вращении формирует сигнал в момент пересечения стрелки поверяемого прибора 2.

Триггеры 10 и 14 под действием поступающего на их установочные входы с выхода датчика 6 положения стрелки сигнала, соответствующего исходному (нулевому) положению стрелки поверяемого прибора 2, формируют сигнал разрешения счета и сигнал разрешения регистрации информации об исходном (нулевом) положении стрелки поверяемого прибора 2 соответственно.

Логическая схема И 8 по сигналам, поступающим на первый вход с генератора 7 калиброванной частоты, и поступающему на второй вход с выхода первого триггера 10 сигналу разрешения счета формирует сигнал, частота которого равна калиброванной частоте.

Счетчик 23, входящий в состав блока 9 памяти, по сигналам, поступающим на счетный вход по первому входу блока 9 памяти с выхода логической схемы И 8, производит счет количества приходящих импульсов.

Далее, датчик 13 положения стрелки, кинематически соединенный с механизмом 5 перемещения, при своем вращении формирует сигнал в момент пересечения стрелки поверяемого прибора 2.

Третий ключ 26 перезаписи по сигналу, поступающему на первый вход по четвертому входу блока 9 памяти с выхода второго датчика 13 положения стрелки, соответствующему моменту пересечения стрелки поверяемого прибора 2 вторым датчиком 13 положения стрелки, сигналу разрешения регистрации информации об исходном (нулевом) положении стрелки поверяемого прибора, поступающему на второй вход по пятому входу блока 9 памяти с выхода второго триггера 14, перезаписывает из счетчика 23 в третий регистр 27 информацию об исходном (нулевом) положении стрелки поверяемого прибора.

Второй триггер 14 по сигналу, поступающему на сбросовый вход через собирательную схему 12 с выхода второго датчика 13 положения стрелки, соответствующему моменту пересечения стрелки поверяемого прибора 2 датчиком 13 положения стрелки, переходит вновь в исходное нулевое состояние.

Таким образом, в пределах одного оборота датчиков 6 и 13 положения стрелки вокруг своего центра вращения точки О в блоке 9 памяти происходит запоминание информации о исходном (нулевом) положении стрелки поверяемого прибора 2 величины угла α_bo- угла между лучом Ох и радиусом ОВ_о.

Заметим, что луч Ох полярной системы координат проходит через т. О-центр вращения датчиков положения стрелки и через т. А_о точку пересечения стрелки поверяемого прибора датчиком 6 положения стрелки при исходном нулевом положении стрелки поверяемого прибора 2.

Далее в соответствии с программой поверки с помощью командоаппарата 19 и задатчика 17 по первому выходу блока 1 задатчиков заданная величина давления воздуха подается в поверяемый манометр. Под действием этого давления стрелка поверяемого прибора 2 отклонится от своего исходного нулевого положения на угол β Величина этого отклонения будет соответствовать заданной величине давления воздуха.

При принятом расположении датчиков 6 и 13 положения стрелки относительно шкалы поверяемого прибора 2 (см. фиг.2) стрелку поверяемого прибора 2 вначале пересечет первый датчик 6 положения стрелки, а затем второй датчик 13 положения стрелки.

Первый ключ 22 перезаписи по сигналу, поступающему на первый вход по второму входу блока 9 памяти с выхода первого датчика 6 положения стрелки, соответствующему моменту пересечения стрелки поверяемого прибора 2 первым датчиком 6 положения стрелки, перезаписывает из счетчика 23 в первый регистр 21 информацию о положении стрелки поверяемого прибора значение угла α_a. Второй ключ 24 перезаписи по сигналу, поступающему на второй вход по четвертому входу блока 9 памяти с выхода второго датчика 13 положения стрелки, соответствующему моменту пересечения стрелки поверяемого прибора 2 датчиком 13 положения стрелки, перезаписывает из счетчика 23 во второй регистр 25 информацию о положении стрелки поверяемого прибора значении угла α_b.

Функциональные преобразователи 28 и 29, входящие в состав блока 15 функциональных преобразователей, сигнал, поступающий с выхода третьего регистра 27, входящего в состав блока 9 памяти, пропорциональный значению угла α_bo, преобразуют в функцию sin α_bo и cos α_bo соот- ветственно.

Функциональные преобразователи 30 и 31, входящие в состав блока 15 функциональных преобразователей, сигнал, поступающий с выхода первого регистра 21, входящего в состав блока 9 памяти, пропорциональный значению угла α_a, преобразуют в функции sin α_a и cos α_aсоответственно.

Функциональные преобразователи 32 и 33, входящие в состав блока 15 функциональных преобразователей, сигнал, поступающий с выхода второго регистра 25, входящего в состав блока 9 памяти, пропорциональный значению угла α_b, преобразуют в функции sin α_b и cos α_bсоответственно. Вычислительный блок 16 по сигналам, поступающим на первые входы с соответствующих выходов блока 15 функциональных прео- бразователей, пропорциональным функциям sinα_bo,cosα_bo, sinα_a, cosα_a,sinα_b, cos α_b, сигналам, поступившим на второй вход по третьему выходу блока 1 задатчиков с задатчика 20, пропорциональным заданным значениям радиусов вращения датчиков 6 и 13 положения стрелки, вычисляет угол между исходным (нулевым) и текущим положением стрелки поверяемого прибора угол β.

При этом первый квадратор 35 и второй квадратор 39 возводят в квадрат аргументы R и r соответственно, поступающие по второму входу вычислительного блока 16 и третьему выходу блока 1 задатчиков с задатчика 20.

Первый умножитель 34 умножает функцию sin α_b, поступающую на второй вход по первому входу вычислительного блока 16 и соответствующему выходу блока 15 функциональных преобразователей с функционального преобразователя 30, на функцию R², поступающую на первый вход с выхода первого квадратора 35.

Пятый умножитель 43 умножает функцию sin α_bo на функцию cos α_b, поступающие по первым входам вычислительного блока 16 и соответствующим выходам блока 15 функциональных преобразователей с функциональных преобразователей 28 и 33 соответственно.

Первый инвертор 43 изменяет знак функции sin α_bo cos α_b, поступающей с выхода пятого умножителя 43.

Шестой умножитель 44 умножает функцию sin α_b на функцию сos α_bo, поступающие по первым входам вычислительного блока 16 и соответствующим выходам блока 15 функциональных преобразователей с функциональных преобразователей 32 и 29 соответственно.

Второй сумматор 41 суммирует выражение sin α_b cos α_bo, поступающее на второй вход с выхода шестого умножителя 44, с выражением (-sin α_acos α_b), поступающим на первый вход с выхода первого инвертора 42.

Третий умножитель 38 умножает выражение r², поступающее на первый вход с выхода второго квадратора 39, на выражение (sinα_bcosα_bo-sinα_bocosα_b), поступающее на второй вход с выхода второго сумматора 41.

Двенадцатый умножитель 53 умножает функцию sin α_bo на функцию cos α_a, поступающие по первым входам вычислительного блока 16 и соответствующим выходам блока 15 функциональных преобразователей с функциональных преобразователей 28 и 31 соответственно.

Второй инвертор 46 изменяет знак функции sin α_b, поступающей по первому входу вычислительного блока 16 и соответствующему выходу блока 15 функциональных преобразователей с функционального преобразователя 32.

Десятый умножитель 50 умножает функцию sin α_a на функцию cos α_bo, поступающие по первым входам вычислительного блока 16 и соответствующим выходам блока 15 функциональных преобразователей с функциональных преобразователей 30 и 29 соответственно.

Третий инвертор 52 изменяет знак функции sin α_a cos α_bo, поступающей с выхода десятого умножителя 50.

Третий сумматор 47 суммирует выражение sin α_bocos α_a, поступающее на третий вход с выхода двенадцатого умножителя 53, с выражением (-sin α_acos α_bo), поступающим на второй вход с выхода третьего инвертора 52, и с функцией (-sin α_b), поступающей на первый вход с выхода второго инвертора 46.

Тринадцатый умножитель 54 умножает вы- ражение (sin α_bocos α_a-sin α_b-sin α_a cos α_bo), поступающее на первый вход с выхода третьего сумматора 47, на аргументы r и R, поступающие на второй и третий соответственно входы, по второму входу вычислительного блока 16 и третьему выходу блока 1 задатчиков с задатчика 20.

Первый сумматор 37 суммирует выражение r²(sin α_bcos α_bo-sin α_bocos α_b), поступающее на второй вход с выхода третьего умножителя 38, с выражением rR(sin α_bocos α_a-sin α_b-sin α_acos α_bo), поступающим на третий вход с выхода тринадцатого умножителя 54, и с выражением R²sinα поступающим на первый вход с выхода первого умножителя 34.

Второй умножитель 36 умножает функцию cos α_a, поступающую на второй вход по первому входу вычислительного блока 16 и соответствующему выходу блока 15 функциональных преобразователей с функционального преобразователя 31, на функцию R², поступающую на первый вход с выхода первого квадратора 35.

Девятый умножитель 49 умножает функцию cos α_bo на функцию cos α_b, поступающие по первым входам вычислительного блока 16, и соответствующим выходам блока 15 функциональных преобразователей с функциональных преобразователей 29 и 33 соответственно.

Седьмой умножитель 45 умножает функцию sin α_bo на функцию sin α_b, поступающие по первым входам вычислительного блока 16 и соответствующим выходам блока 15 функциональных преобразователей с функциональных преобразователей 28 и 32 соответственно.

Пятый сумматор 60 суммирует выражение cos α_bocos α_b, поступающее на первый вход с выхода девятого умножителя 49, с выражением sin α_bosin α_b, поступающим на второй вход с выхода седьмого умножителя 45.

Четвертый умножитель 40 умножает выражение r², поступающее на первый вход с выхода второго квадратора 39, на выражение (cos α_bocos α_b+sin α_bosin α_b), поступающее на второй вход с выхода пятого сумматора 60.

Одиннадцатый умножитель 51 умножает функцию sin α_bo на функцию sin α_a, поступающие по первым входам вычислительного блока 16 и соответствующим выходам блока 15 функциональных преобразователей с функциональных преобразователей 28 и 30 соответственно.

Восьмой умножитель 48 умножает функцию cos α_a на функцию cos α_bo, поступающие по первым входам вычислительного блока 16 и соответствующим выходам блока 15 функциональных преобразователей с функциональных преобразователей 31 и 29 соответственно.

Шестой сумматор 61 суммирует выражение cos α_bocos α_a, поступающее на третий вход с выхода восьмого умножителя 48, с выражением (sin α_bosin α_a), поступающим на первый вход с выхода одиннадцатого умножителя 51, и с выражением сos α_b, поступающим на второй вход по первому входу вычислительного блока 16 и соответствующему выходу блока 15 функциональных преобразователей с функционального преобразователя 33.

Четырнадцатый умножитель 55 умножает выражение (cos α_bocosα_a+cos α_b+ +sin α_bosin α_a), поступающее на третий вход с выхода шестого сумматора 61, на аргументы r и R, поступающие на первый и второй соответственно входы по второму входу вычислительного блока 16 и третьему выходу блока 1 задатчиков и задатчика 20.

Четвертый инвертор 59 изменяет знак функции rR(cos α_bocos α_a+cos α_b+sin α_bosin α_a), поступающей с выхода четырнадцатого умножителя 55.

Четвертый сумматор 58 суммирует выражение r²(cos α_bocos α_b+sin α_bosin α_b), поступающее на третий вход с выхода четвертого умножителя 40, с выражением [-rR(cos α_bocos α_a+cos α_b+sin α_bosin α_a)] поступающим на первый вход с выхода четвертого инвертора 59, и с выражением R²cos α_a, поступающим на второй вход с выхода второго умножителя 36.

Делитель 48 делит выражение R²sin α_a+r²(sinα_bcos α_bo-sin α_bocos α_b+ +rR(sin α_bocos α_a-sin α_b-sin α_acos α_bo), поступающее на первый вход с выхода первого сумматора 37, на выражение R²cos α_a+ r(cos α_bocos α_b+sin α_bosinα_b)-rR(cos α_bocos α_a+sin α_bosin α_a), поступающее на второй вход с выхода четвертого сумматора 58.

Нелинейный элемент 57 с помощью выражения
поступившего на вход с выхода делителя 56, определяет в соответствии с уравнением (3) аргумент β угол между исходным (нулевым) и текущем положением стрелки поверяемого прибора 2.

Блок 3 сравнения сравнивает информацию о текущем положении стрелки поверяемого прибора, поступающую на второй вход и выход вычислительного блока 16 с нелинейного элемента 57, с информацией о заданной величине контролируемого параметра, поступающей на первый вход по второму выходу блока 1 задатчиков с командоаппарата 19, и при несоответствии текущего положения стрелки заданной величине контролируемого параметра формирует сигнал рассогласования.

Поступающий с выхода блока 3 сравнения сигнал рассогласования индицируется блоком 4 индикации. После поверки прибора при одном значении давления воздуха с помощью командоаппарата 19, входящего в состав блока 1 задатчиков, в поверяемом приборе 2 вновь изменяется давление. Под действием этого давления стрелка поверяемого прибора 2 займет новое положение. Первый ключ 22 перезаписи по сигналу, поступающему с первого датчика 6 положения стрелки, второй ключ 24 перезаписи по сигналу, поступающему с второго датчика 13 положения стрелки, перезаписывают из счетчика 23 в первый регистр 21 и второй регистр 25 соответственно информацию о новом положении стрелки поверяемого прибора. Блок 15 функциональных преобразователей сигналы, поступающие с соответствующих выходов блока 9 памяти, пропорциональные углам поворота датчиков 6 и 13 положения стрелки от исходного положения до пересечения со стрелкой поверяемого прибора, преобразуют в синусоидальные и косинусоидальные значения, а вычислительный блок 16 определяет новое значение угла отклонения стрелки поверяемого прибора. Таким образом, все последующие поверки осуществляются аналогично первой.

По окончании поверки данного прибора датчики 6 и 13 положения стрелки устанавливают в рабочее положение у очередного подлежащего поверке прибора. В случае изменения типоразмера поверяемого прибора изменяют радиусы вращения датчиков 6 и 13 положения стрелки и с помощью задатчика 20, входящего в состав блока 1 задатчиков, задают новые значения радиусов вращения датчиков положения стрелок.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ МАНОМЕТРОВ, содержащее блок задатчиков, блок сравнения, блок индикации, механизм перемещения, первый датчик положения стрелки, генератор калиброванной частоты, блок памяти, логическую схему И, первый триггер и включатель, при этом первый выход блока задатчиков выполнен с возможностью соединения с поверяемым прибором, второй выход блока задатчиков соединен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с блоком индикации, механизм перемещения соединен с входами первого датчика положения стрелки и генератора калиброванной частоты, выход которого соединен с первым входом логической схемы И, выход которой соединен с первым входом блока памяти, второй вход которого соединен с выходом первого датчика положения стрелки, а третий вход с вторым входом логической схемы И и выходом первого триггера, первый вход которого соединен с выходом первого датчика положения стрелки, а второй вход с выходом включателя, отличающееся тем, что оно снабжено вторым датчиком положения стрелки, вторым триггером, схемой ИЛИ, блоком функциональных преобразователей и вычислительным блоком, причем первый вход схемы ИЛИ соединен с выходом включателя, второй вход с четвертым входом блока памяти и через второй датчик положения стрелки с выходом механизма перемещения, выход схемы ИЛИ соединен с первым входом второго григгера, второй вход которого соединен с выходом первого датчика положения стрелки, выход второго триггера соединен с пятым входом блока памяти, выходы которого соединены с соответствующими входами блока функциональных преобразователей, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами вычислительного блока, второй вход которого соединен с третьим выходом блока задатчиков, а выход с вторым входом блока сравнения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3