Устройство для контроля параметров

Устройство для контроля параметров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>960743 (61) дополнительное к авт. свид-ву t! 418833 (22) Заявлено 29.12.80 (21) 3250069/18-24 с присоединением заявкй № (23) Приоритет—

Опубликовано 23.09.82. Бюллетень ¹3g

Дата опубликования описания .23 09 8

151) М Кл з

G 05 В 23/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК б 21. 3,96 (088.8) ф;. Ъ „

Ю..Н. Самарцев „.. " :4в . Ууг.

Киевский ордена Ленина политехнический ин т ".",", . .1 им.50-летия ВеликойОктябрьской социалистическойр юции (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ

Изобретение относится к. автоматике и контрольно-измерительной технике, может быть применено для контроля параметров.

По основному авт.св. 9 418833 известно устройство для автоматического контроля параметров, содер>кащее коммутатор, преобразователи, программный блок, счетчик . Устройство позволяет при контроле параметров объектов при преобладающей случайной погрешности преобразователей параметров получать результаты с повышенной достоверностью путем многократного контроля каждого параметра (1).

Однако это устройство имеет низкое быстродействие вследствие увеличенного среднего времени обработки одного параметра, так как. для формирования решения о качестве параметра с заданной достоверностью необходимо в каждом кадре программы контроля проведение назначенного числа контрольных тактов.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля, параметров, содержащее первый коммутатор, соединенный выходами с первыми входами преобразователей, соединенных выходами с первыми входами вы,числителя, первый выход которого соединен с первым входом программного блока, первые, второй и третьи выходы которого соединены соответственно с первыми входами первого коммутатора, с вторым входом вычислителя и с вторыми входами преобразователей, счетчик, соединенный счетным входом с вторым выходом вычислителя, установочными входами — с соответствующими четвертыми выходами программного блока, выходом — с вторым входом программного блока, введены блок опорных сигналов, первый и второй блоки вычитания, первый и второй компараторы, элемент

2ИЛИ-И,триггер, элемент И и второй коммутатор, соединенный входами с выходами соответствующих преобразователей, выходом — с первыми входами первого и второго блоков вычитания, соединенных вторыми входами с соответствующими первыми выходами блока опорных сигналов, выходами — соответственно с первыми входами первого и второго компараторов, вторые входы которых подключены к второму выходу .блока опорных сигналов, выходы — к первому и второму входам элемента.

960743

2ИЛИ-И,соединенного третьим входом с выходом триггера, выходом - с первыми входами триггера, элемента И и с третьим входом программного блока, подключенного четвертым входом к выходу элемента И, соединенного вторым входом со счетным входом счетчика, выход которого соединен с вторым входом триггера, первые выходы программного блока соединены с соответст-. вующими входами блока опорных сигна- 1О лов.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 график зависимостей, поясняющих работу устройства. 15

Устройство .содержит первый коммутатор 1, преобразователи 2, вычислитель 3, счетчик 4, триггеры 5, программный блок б, второй коммутатор 7, первый 8 и второй 9 блоки вычитания, первый 10 и второй 11 компараторы, элемент 2ИЛИ-И 12, триггер 13, элемент И 14, блок 15 опорных сигна лов.

Устройство работает следующим образом.

Объект контроля подключается к устройству через коммутатор. 1. Коммутатор 1, преобразователи 2, вычислитель 3 и блок 15 опорных сигналов управляются по цепям управления командами, поступающими от программного блока б. По установочным входам триггеры 5 управляются с выходов программного блока 6.

При переходе на очередной кадр Зэ программы контроля по сигналам программного блока 6, передаваемым по цепям управления, производится соответствующая коммутация цепей в коммутаторе 1 и очередной параметр Х 40 поступает в один из преобразовате лей 2.

Пусть необходимо, чтобы контролируемый параметр Х находился в пределах нижнего Х„ и верхнего Х8 допус- 45 тимых значений, т.е. если Х„<Х с Х> то объект по данному параме-ру признается годным, в противном случае не годным. При этом под воздействием управляющих сигналов из программного блока б в блоке 15 опорных сигналов на двух его выходах, соединенных с входами блоков 8 и 9 вычитания, формируются опорные сигналы Y и У,величина которых равна соответственно . верхнему Х и нижнему Х> допустимому значению контролируемого в данном кадре параметра Х, а на третьем выходе, соединеннбм с опорными входами компараторов, опорнйй сигнал У, величина которого равна граничному значению дт погрешности преобра— зователя 2, на который в данном кадре поступает .контролируемый параметр

X. Компараторы 10 и 11 формируют при этом на выходе сигнал, равный ло- 5 гической "1", в случае если разности преобразованного параметра Y и соответственно опорных сигналов Y„ и Yg равных верхнему Хв и нижнему Х допус-, тимому значению контролируемого параметра Х, по модулю превышают значения опорного сигнала У, равного граничному значению bl погрешности 4 соответствующего преобразователя 2, поступающего на опорные входы компараторов 10 и 11, т.е. в случае, если

IY -Yq/ 7 Уу или, что то же самое, (Х+ Ь вЂ” Хв(7ьг, выходной сигнал компаратора 10 равен логической "1", в противном случае — "0", и если

tY — Y (7У или, что то же самое, о

I Х+ b -Х„(> ьr, выходной сигнал компаратора 11 равен логической "1", в противном случае — "0". Триггер 13 по команде иэ программного блока б (не показано) устанавливается в исходное нулевое состояние, так что на его выходе формируется логическая "1".

Преобразованный преобразователем

2 сигнал Y (например, в виде постоянного напряжения) поступает в вычислитель 3 и через коммутатор на входы, блоков 8 и 9 вычитания. В результате обработки на выходе вычислителя 3, соединенном с входом элемента 14, появляется сигнал "1", в случае признания объекта по данному параметру Х годным, т.е. если Х„< Y < Х, в случае признания объекта не годным по. данному параметру, т.е., если У < Х„ или Y > Хц, на рассматриваемом выходе вычислителя 3 логический сигнал равен "0".

Одновременно с процессом преобразования контролируемого параметра

Х с выходов блока 6 в счетчик 4, состоящий из триггеров 5, записывается, число, равное разности числового объема счетчика б и числа результатов "Годен",необходимого для получения конечного результата "Годен" с заданной достоверностью.

Преобразованный преобразователем сигнал Y поступает на блоки 8 и 9 вычитания.

В зависимости от соотношений сиг" налов Y = Х+ Й, Y = Хв, Y = Хии

Yg =dt, поступавших соответственно от преобразователя 2 и блока 15 опорных сигналов, устройство работает в двух режимах: режиме достоверного. анализа и в критическом режиме.

Если разность преобразованного сигнала Y и соответственно опорного сигнала У или сигнала Уа по модулю больше опорного сигнала Y+, т.е. если(Х+ Й -X> /7ьг или/Х+ b -X> (Ter, то устройство работает в режиме достоверного анализа, при котором . сигнал, соответствукщий логической

"1", соответственно с выхода KONfIBратора 10 или 11 через элемент 2ИЛИ-И

960743

Если разность преобразованного сигнала Y и соответственно опорного сигнала У< или сигнала У по мо.дулю меньше опорного сигнала У, т.е. если (X+ а -Y>(сьг -или (Х+ Ь -Х ) 4 Ь г, то устройство работа- 35 ет в критическом режиме, при котором на выходе элемента 2ИЛИ-H 12 формируется логический "О."., который устанавливает триггер 13 в единичное состояние, при котором сигнал 4р на его выходе становится равным логи .ескому "О". При этом сигнал на входе блока.6, соединенном с выходом элемента 12, с этого момента и до конца кадра пРогРаммы контроля 45 остается равным логическому "О". В случае признания вычислителем объекта годным, сигнал с выхода вычислителя 3 поступает на вход счетчика 4 и увеличивает число, записанное в нем на "1".

После этого начинается очередной контрольно-измерительный такт. Если назначенное число тактов еще не прошло, и счетчик 4 уже заполнен, что означает получение необходимого числа результатов "Годен" с заданной достоверностью, что счетчик 4 переполняется, сигнал с выхода переполнения счетчика 4 поступает на вход блока б, и блок 6 отрабатывает переход на сле- бр дующий кадр. При этом объект признается годным по данному параметру.

l3 предельном случае переполнение счетчика 4 происходит на последнем из назначенных контрольных тактов. 65

Зр

12 поступает на вход программного блока 6 и на вход элемента I. 14.

Конъюнкция сигналов с выхода вычисл. теля 3 и с выхода элемента 2ИЛИ-И 12 поступае. с выхода элемента 14 на вход блока 6. 5

Под действием логической "1" от элемента 12 блок б анализирует сигнал ча входе, соединенном с элементом 14 и, если он равен логической "1", т.е.„ когда вычислитель 3 0 признает объект годным по данному парам тру (т.е. Х,, < Y (X>) и при этом выполняется одно из неравенств

»Х+ д -Y>(7 дг или !Х+ Я -Х„(>dr, фиксируеь:ж блоками 8 и 9 и компара- )5 торами 10 и 11, то объект признается годным по данному параметру. Если сигнал на входе блока б, соединенном с элементом 14, равен логическому

"О", т.е. вычислитель 3 признает 20 объект не годным по данному параметру (т.е. 1 < Х или Y r Xr) ..

Icñëå анализа сигнала на входе блока 6, соединенном с элементом 14, и формирования суждения о годности контрочируемого объекта по данному параметру, программный блок 6 отрабатывает переход на следующий кадр программы контроля.

Если же в течение времени, отведенного на проведение назначенного числа контрольных тактов, переполнения счетчика 4 не происходит, это означает, что решение "Годен" с за данной достоверностью не может быть принято, и .блок б принимает решение

"Не годен", которое индицируется на пульте оператора (не показан). Таким образом, переход на новый кадр программы контроля отрабатывается блоком б или по приходу логической "1" на его вход с выхода элемента 12, что соответвтвует режиму достоверного анализа, при котором решение о годности объекта, принятое вычислителем 3 в данном контрольном такте, признается достоверным, или по приходу, сигнала с выхода переполнения счетчика 4 на вход программного бло- ка б, что соответствует критическому режиму (логическая "1" с элемента 12 не поступает на блок 6), при котором решение о годности объекта блок

6 принимает по соотношению количества решений "Годен", принятых вычислителем 3, и общего количества назначенных контрольных тактов.

На фиг. 2 показаны графики функции плотности распределения параметра f(Х) и погрешности преобразователей f(8,) . Преобразованное Y значение параметра Х с учетом погрешности д преобразователя равно сумме о

Y = Х+Ь.

Граничное значение и г погрешности выбирают с учетом того, чтобы вероятность принятия погрешностью значения, превышающего граничное значение ь r было незначительным, т.е. P (>>bi - О.Например, если известно, что погрешность преобразователя распределена по нормальному закону с дисперсией G, то можно применять ar-=3G . Гсли гранич-. ные значения поргрешностей неодинаковы для положительных и отрицательных значений,, то за величину д r следует принять большее по абсолютной величине граничное значение.

На фиг. 2 режиму достоверного анализа соответствует область нахождения контролируемого параметра Х в диапазонах, соответствующих заштрихованным областям (области достоверного анализа), т е. когда-оо <Х с Х н - аг или Хн+ьг< Х < Хэ -дг, или Х0 + д r <Х (ю или, что то же самое, когда (Х + д -Х „/ т ьг или (Х+ А -Хэ(7дг, В этой области любое значение погрешности в пределах не может повлиять на правильность принятия решения о годности объекта по данному параметру.

Граничному режиму на фиг. 2 соответствует область нахождения пара9б0743 метра X в граничных диапазонах,соотм.тствующих неэаштрихованным областям

Ii.ðàHè÷Hûå области), т.е. когда

+ $, -X> J(

При этом при проведении однократного контроля в случае, если Хн < Х с Хв, а Х + E < X или Х + E > Х, а также и случае, если Х < X> или Х ъ Хв, а Хн< Х + Е < Хз, решение о годности объекта по контролируемому параметру будет неверно. 10

Для уменьшения влияния случайных погрешностей преобразователей на результаты контроля в этом. случае производят назначенное число контрольных тактов для получения статического решения о годности обьекта с целью получения заданной достоверности результатов.

Таким образом, в предлагаемом устройстве многократный контроль для принятия статистического решения о годности объекта контроля производится только в случае нахождения Контролируемого параметра в граничных диапазонах, в которых случайная погрешность преобразователей может повлиять на правильность принятия решения вычислительным блоком, в отличие от известного устройства, в кото-. ром многократный контроль производится в каждом кадре контрольной программы. При этом в предлагаемом устройстве в результате введения режима достоверного анализа среднее время обработки одного параметра значительно уменьшается, а выигрыш в быстро- Зз действии пропорционален отношению вероятностей нахождения коитролируемого параметра в областях достоверного анализа к вероятности нахождения его в граничных областях и может составлять 5-10 раз.

Формула изобретения

Устройство для контроля параметров по авт.св. Р 418833, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены блок опорных сигналов, первый и второй блоки вычитания,.первый и второй компараторы, элемент 2ИЛИ-И, триггер, элемент И и второй коммутатор, соединенный входами с выходами соответствующих преобразователей, выходом - с пер" выми входами иервого и второго блоков вычитания, соединенных вторыми входами с соответствующими первыми выходами блока опорных сигналов, выходами — соответственно с первыми входами первого и второго компараторов,,вторые входы которых подключены к второму выходу блока опорных сигналов, выходы - к первому и второму входам элемента 2ИЛИ-И, соединенного третьим входом с выходом триггера, выходом — с первыми входами триггера, элемента И и с третьим входом программного блока, подключенного четвертым входом к выходу элемента И, соединенного вторым входом со счетным входом счетчика, выход которого соединен с вторым входом триггера, первые выходы программного блока соединены с соответствующими входами блока опорных сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 418833, кл. G 05 В 23/02, 1974 (прототип).

9б0743

Составитель В. Дворкин редактор О.Юрковецкая Техред З.Палий: Корректор Н. Король

Эаказ 7277/55 тираж 914 Подписное

ВНИППИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул., Проектная, 4