SU1613863A1 - Digital recording device - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, может быть использовано в прецизионных весах и позвол ет повысить точность за счет устранени  вли ни  температурного дрейфа элементов схемы и колебаний уровн  освещенности. При колебани х коромысла весов изображение дополнительного штриха шкалы пересекает фотоэлектрический преобразователь 8 и формирователь 18 импульсов передним фронтом импульса запускает счетчик 16, а измеритель 19 интервалов времени начинает измерение времени. Когда импульс с генератора 20 поступает в вычислитель 17 положени  равновеси , последний опрашивает счетчик 16, запоминает результат счета и передает в пам ть вычислител  17. При повторном пересечении изображени  штриха фотоэлектрический преобразователь 8 запускает счетчик задним фронтом импульса. При трехкратном пересечении фотоэлектрического преобразовател  штрихом информаци  о времени измерени  вводитс  в вычислитель 17, который выдает результат обработки в цифропечатающее устройство 21. За счет встречного включени  фотоэлектрических преобразователей 6₁ (6₂), 7₁ (7₂) и их юстировки на выходе сумматора отсутствует посто нна  составл юща  сигнала и температурный дрейф элементов схемы и колебани  уровн  освещенности не вли ют на балансировку фаз счетных импульсов, так как на выходе цифро-аналогового преобразовател  (ЦАП) 10₁ (10₂) поддерживаетс  посто нна  амплитуда сигнала. Это достигаетс  тем, что коэффициент передачи ЦАП 10₁ (10₂) зависит от управл ющего кода, который формирует аналого-цифровой преобразователь 14₁ (14₂), вход которого подсоединен к выходу аналогового вычитател  13₁ (13₂), а входы-к выходам пикового детектора 11₁ (11₂) и источнику 12₁ (12₂) опорного напр жени . Вход пикового детектора 11₁ (11₂) подсоединен к выходу сумматора 9₁ (9₂) и входу электропитани  ЦАП 10₁ (10₂). Выходное напр жение сумматора 9₁ (9₂)  вл етс  опорный дл  ЦАП *10₁ (10₂). ВХОДЫ СУММАТОРА ПОДСОЕДИНЕНЫ К ДВУМ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМ 6₁, 7₁ (6₂,7₂).The invention relates to a measurement technique, can be used in precision weights and allows to increase accuracy by eliminating the influence of temperature drift of circuit elements and fluctuations in the level of illumination. With oscillations of the balance beam, the image of the additional scale bar crosses the photoelectric converter 8 and the pulse former 18 triggers the counter 16 with the leading edge of the pulse, and the time interval meter 19 starts the time measurement. When the pulse from generator 20 enters the equilibrium calculator 17, the latter polls the counter 16, stores the counting result and sends it to the memory of the calculator 17. When the image of the bar is crossed again, the photoelectric converter 8 starts the counter with the falling edge of the pulse. When the photoelectric converter crosses the photoelectric converter three times, the measurement time information is entered into the calculator 17, which outputs the result of the processing to the digital printing device 21. Due to the counter-switching of the photoelectric converters 6 ₁ (6 ₂ ), 7 ₁ (7 ₂ ) and their adjustment at the output of the adder is missing The constant component of the signal and the temperature drift of the circuit elements and the fluctuation of the luminance level do not affect the phase balance of the counting pulses, since at the output of the digital-to-analog converter (DAC) 10 ₁ (10 ₂ ) supports c constant signal amplitude. This is achieved by the fact that the transfer ratio of the DAC 10 ₁ (10 ₂ ) depends on the control code that forms the analog-to-digital converter 14 ₁ (14 ₂ ), whose input is connected to the output of the analog subtractor 13 ₁ (13 ₂ ), and the inputs to the outputs of the peak detector 11 ₁ (11 ₂ ) and the source 12 ₁ (12 ₂ ) of the reference voltage. The input of the peak detector 11 ₁ (11 ₂ ) is connected to the output of the adder 9 ₁ (9 ₂ ) and the power input of the DAC 10 ₁ (10 ₂ ). The output voltage of the adder 9 ₁ (9 ₂ ) is the reference for the DAC * 10 ₁ (10 ₂ ). SUMMATOR INPUTS CONNECTED TO TWO PHOTO-ELECTRICAL CONVERTERS 6 ₁ , 7 ₁ (6 ₂ , 7 ₂ ).

Description

О) 00O) 00

асace

О5 00O5 00

Фиг. 2FIG. 2

последний опрашивает счетчик 16, запоминает результат счета и передает в пам ть вычислител  17. При повторном пересечении изображени  штриха фотоэлектрический преобразователь 8 запускает счетчик задним фронтом импульса При трехкратном пересечеюш фотоэлектрического преобразовател  8 штрихом информаци  о времени измере- ни  вводитс  в вычислитель 17, кото- рьй вьдает результат обработки в цифропечатающее устройство 21. За сч ет встречного включени  фотоэлектрических преобразователей 6 (62) 7 „ (Jy) и их юстировки на выходе су14матор а отсутствует посто нна  составл юща  сигнала и температурный дрейф элементов схемы и колебани  уровн  освещенности не вли ют на ба- лансировку фаз счетных импульсов,the latter polls the counter 16, stores the counting result and sends the calculator 17 to the memory. When the image crosses the bar again, the photovoltaic converter 8 starts the counter by the falling edge of the pulse. The result of the processing is recorded in the digitizer 21. The counter-switching of the photoelectric converters 6 (62) 7 "(Jy) and their adjustment at the output of the sumattor and the absence of the constant component of the signal and the temperature drift of the circuit elements and the fluctuation of the illumination level do not affect the balance of the phases of the counting pulses,

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в прецизионных весах.This invention relates to a measurement technique and can be used on a precision scale.

Цель изобретени  - повьшение точности .The purpose of the invention is to increase accuracy.

На фиг. 1 изображена оптическа  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - блок-схема предлагаемого устройства} на фиг. 3 - принципиальна  схема ФЭП и сумматоров.FIG. Figure 1 shows the optical layout of the device; in fig. 2 is a block diagram of the proposed device} in FIG. 3 - schematic diagram of FEP and adders.

Предлагаемое цифровое регистрирующее устройство состоит из закрепленной на коромысле весов штриховой шкалы 1 с дополнительным одиночным штрихом 2 в ее средней части, оптической проекдаонной системы, котора  содержит лампу 3, конденсатор 4 и объектив 5. В состав устройства вход т п ть фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) 6, 6-2, 8, 7. ФЭП 6,, 62., 1{, 1г оптически, св заны со шкалой 1, а ФЭП 8 - с дополнительным штрихом 2, Кроме того., ФЭП 6 и ФЭП 62. смещены один относительно другого на рассто ние, нечетночис- .ленно кратное половине ширины штри- ха шкалы 1. Это определ ет сдвиг фазThe proposed digital recording device consists of a scale 1 attached to the balance beam with an additional single stroke 2 in its middle part, an optical projection system that contains a lamp 3, a capacitor 4 and a lens 5. The device consists of five photoelectric converters (FEP) 6, 6-2, 8, 7. FEP 6 ,, 62., 1 {, 1g optically, are associated with scale 1, and FEP 8 - with an additional stroke 2, In addition., FEP 6 and FEP 62. are shifted by one relative to the other at a distance, oddly multiple to half the width of the dash ala 1. It determines the phase shift

их выходных сигналов f 2 i включены встречно соответственно ФЭП 6, и ФЭП 65.. ФЭП во встреч- новключенных парах смещены один относительно другого на рассто ние, нечетночисленно кратное ширине штритак как на выходе цифроаналогового преобразовател  (ЦАП)-10 (10,) поддерживаетс  посто нна  амплитуда сигнала. Это достигаетс  тем, что коэффициент передачи ЦАП 10,, (Ю.) зависит от управл ющего кода, кото- рьй формирует аналого-цифровой преобразователь 1А;| (Н), вход которого подсоединен к выходу аналогового вычитател  13j (13), а входы - к выходам пикового детектора 11(1 Ц) и источнику опорного напр жени  12 (122). Вход пикового детектора 11 (И.) подсоединен к выходу сумматора 9 (9г.) и входу электропитани  ЦАП 10 1 (10.). Выходное напр жение сум- . матора 9 4(92.)  вл етс  опорным дл  ЦАП 10 (Ю). Входы сумматора подсоединены к двум фотоэлектрическим преобразовател м 6,, 7 (6, 72)their output signals f 2 i are turned on oppositely by FEP 6 and FEP 65 .. FEP in matched pairs are shifted one relative to the other by an odd multiple of the width of the stritac as output of the digital-to-analog converter (DAC) -10 (10,) is supported constant signal amplitude. This is achieved by the fact that the transfer ratio of the DAC 10 ,, (Y.) depends on the control code that forms the analog-to-digital converter 1A; | (H), whose input is connected to the output of the analog subtractor 13j (13), and the inputs to the outputs of the peak detector 11 (1 C) and the source of the reference voltage 12 (122). The input of the peak detector 11 (I.) is connected to the output of the adder 9 (9d) and the power supply input of the DAC 10 1 (10.). Output voltage sum-. Matora 9 4 (92.) is the reference for the DAC 10 (U). The inputs of the adder are connected to two photoelectric converters 6 ,, 7 (6, 72)

ха шкалы 1. ФЭП 7 и 7 вход т в состав двух идентичных схем, кажда  из . которых содержит сумматор 9-( (9) к входам которого подключены ФЭП d 0 (62) и ФЭП 74 (7,), ЦАП 10 (Ю), пиковый детектор 11 (Hg. источник 12 , (12.) опорного напр жени , аналоговый вычитатель 13 (13), АЦП 14 , (14). Выход сумматора 9 5 (92) подключен к входу опорного на- пр жени  ДАП 10i (lOg.) и через пиковый детектор 11 (11.) одному из входов аналогового вычитател  13 (132). На второй вход аналогового 0 вь.читатеп  13 (13) подаетс  опорное напр жение от источника 12 (12) опорного напр жени . Выход аналогового вычитател  134 (132) подключен- к входу АЦП 14, (14 2), который соединен 45 с дафровыми входами ЦАП 10 (Ю). В состав предлагаемого устройства входит формирователь 15 импульсов. Его выходы соединены со счетными входами счетчика 16. Последний под- гп ключен к вычислителю 17 положени  равновеси , которьш соединен через - формирователь 18 импульсов с выходом ФЭП В. К выходу формировател  18 также подключены измеритель 19 интервалов времени и генератор 20 импульсов, которые соединены с входами вычислител  17 положени  равновеси . К выходу вычислител  17 подключено цифронечлтающее устройство 21 .ha scale 1. FEP 7 and 7 are included in two identical circuits, each of. which contains the adder 9- ((9) to the inputs of which are connected FEP d 0 (62) and FEP 74 (7,), DAC 10 (Yu), the peak detector 11 (Hg. source 12, (12.) of the reference voltage, analog subtractor 13 (13), ADC 14, (14). The output of the adder 9 5 (92) is connected to the input of the reference voltage of the DAP 10i (lOg.) and through the peak detector 11 (11.) to one of the inputs of the analog subtractor 13 (132). To the second input of analog 0 v. Reader 13 (13), the reference voltage from the source 12 (12) of the reference voltage is applied. The output of the analog subtractor 134 (132) is connected to the input of the ADC 14, (14 2), which connected to 45 with Dafers in DAC 10 (U) moves. The proposed device includes a pulse shaper 15. Its outputs are connected to the counting inputs of a counter 16. The last clamp is connected to the equilibrium position calculator 17, which is connected through a pulse shaper 18 to an output of the FEP V. To the output shaper 18 is also connected to a time interval meter 19 and a pulse generator 20, which are connected to the inputs of the equilibrium position calculator 17. To the output of the transmitter 17 is connected to the digital input device 21.

5555

Регистраци  псшожени  равновеси  коромысла весов с помощью предлагаемого устройства (фиг.1 и 2) производитс  следующим образом.The recording of the balance balance arm balance by using the proposed device (Figures 1 and 2) is performed as follows.

При освобождении коромысла весов с помощью механизма арретировани  (не показан) коромысло начинает колебатьс  под действием силы т гасести около положени  равновеси . Изображение шкалы 1, спроецированное с помощью оптической проекционной системы, содержащей лампу 3, конденсор 4 и объектив 5, на фотоэлектрические преобразователи 6, (62), 7 (7), и изображение дополнительного штриха 2, спроецированное на фотоэлектрический преобразователь 8, также совершают колебательные движени . В результате на выходе фотоэлектрических преобразователей 6 (Sg), 7 (7) по вл ютс  периодические противофазные электрические сигналы и, и и,„ ФЭП 6, (6), 7 (7) состо т (см.фиг.3) соответственно из фотодиодов VD,, VD, включенных навстречу оди.н другому и усилитепь- ных каскадов DA,, DA. Периодичное изменение тока, протекающего через фотодиоды, приводит к периодическому изменению выходного сигнала DAi, DA2. Благодар  встречному включению VD и VD эти сигналы имеют разную по знаку, но одинаковую по величине посто нную составл ющую, а сами сигналы ФЭП 6 (6) и ФЭП 7 (7) сдвинуты по фазе на Ср, IT. В результате юстировки ФЭП 6, (6) и 7 (7) общий сдвиг фаз CJ., 2 ir. Сумматор 9 (2), собранный на микросхеме DA3, суммирует выходные сигналы ФЭП и усиливает суммарный сигнал. Выходное напр жение сумматора 9 (9) (см.фиг.3)  вл етс  опорным дл  ЦАП 101 (Юг. одновременно поступает на пиковый детектор 11 , (11), которьй вьщел ет абсолютное значение сигнала и подает его на аналого- вьй-вычитатель 13( (132). На второй вход аналогового вычитател  13When releasing the balance arm with the help of a locking mechanism (not shown), the rocker arm begins to oscillate under the action of the force t around the equilibrium position. A scale 1 image projected using an optical projection system containing a lamp 3, a condenser 4 and a lens 5 on photoelectric converters 6, (62), 7 (7), and an image of an additional stroke 2 projected on a photoelectric converter 8 also perform oscillatory movement. As a result, at the output of photoelectric converters 6 (Sg), 7 (7) there appear periodic antiphase electrical signals and, and, and, FEP 6, (6), 7 (7) consist (see fig. 3) of photodiodes VD ,, VD, connected in the opposite direction to one another and amplifiers of the cascades DA ,, DA. A periodic change in the current flowing through the photodiodes leads to a periodic change in the output signal DAi, DA2. Due to the on-switching VD and VD, these signals have a different sign, but the same constant value, and the PEC 6 (6) and PEP 7 (7) signals are out of phase by Cp, IT. As a result of the alignment of the FEP 6, (6) and 7 (7), the total phase shift CJ., 2 ir. The adder 9 (2), collected on the chip DA3, summarizes the output signals of the FEP and amplifies the total signal. The output voltage of the adder 9 (9) (see Fig. 3) is a reference for the DAC 101 (South) simultaneously arrives at the peak detector 11, (11), which selects the absolute value of the signal and feeds it to the analog-subtractor 13 ((132). To the second input of the analog subtractor 13

пропорционален сигналу рассогласовани , т.е. отклонению амплитуды сигнала на выходе сумматора 9 (92) от номинального значени  ,, которое напр жению на выходе источника опорного напр жени . На выходе аналогового вычитател  13 (13) присутствует посто нное смешение, которое,proportional to the mismatch signal, i.e. the amplitude deviation of the signal at the output of the adder 9 (92) from the nominal value, which is the voltage at the output of the reference voltage source. At the output of the analog subtractor 13 (13) there is a constant mixing, which,

Q преобразованное в код, обеспечивает коэффициент передачи ЦАП 10 (10) К 1/2. Соответственно, в том случае , когда амплитуда выходного напр жени  сумматора равна , на выходеQ converted into a code, provides the transfer ratio of the DAC 10 (10) K 1/2. Accordingly, in the case when the amplitude of the output voltage of the adder is equal, the output

15 ПАП 10,1 (10) присутствует сигнал U(,no амплитуде равной половине выходного напр жени  сумматора Uugn 1 /2 Uju. Если амплитуда выходного напр жени  сумматора больше (меньше)15 PAP 10.1 (10) there is a signal U (, no amplitude equal to half the output voltage of the accumulator Uugn 1/2 Uju. If the amplitude of the output voltage of the accumulator is greater (less)

2020

значени  , то это ведет к по влению положительного (отрицательного) сигнала рассогласовани  и, следовательно , к увеличению (уменьшению) напр жени  на входе АЦП 14 (value, this leads to the appearance of a positive (negative) error signal and, consequently, to an increase (decrease) in the voltage at the input of the ADC 14 (

25 Следовательно, измен етс  управл ющий код ПАП 10, dOg) и, соответственно , его коэффициент передачи уменьшаетс  (увеличиваетс ). Выходное напр жение ЦАП 10 (lOj) (,25 Consequently, the PAP control code 10, dOg) is changed and, accordingly, its transmission coefficient is reduced (increased). Output voltage DAC 10 (lOj) (,

2Q К U(;(j|y, где К - коэффициент передачи , при этом остаетс  посто нным.2Q K U (; (j | y, where K is the transmission coefficient, while remaining constant.

Периодические сигналы посто нной амплитуды с выхода ЦАП 10 () поступают на формирователь 15 импульсов счета. Последний реализован поPeriodic signals of constant amplitude from the output of the DAC 10 () are fed to the driver 15 counting pulses. Last implemented by

известной схеме преобразовател  двух периодических сигналов,сдвинутых known transducer circuit of two periodic signals shifted

по фазе на ср в последовательнос40phase wed in sequence 40

ти счетных импульсов дл  реверсивного счета. Формирователь 15 импульсов счета имеет два выхода. При движении шкалы 1 в пр мом направлении счетные импульсы по вл ютс  только на Одном из выходов, а при обратном движении 45 шкалы 1 - только на втором. Выходы формировател  15 соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 16. Таким образом, счетчик 16 ведет пере (ТЗ.) подаетс  напр жение от источни-50 счет импульсов в соответствии с нака 12 ((12 опорного напр жени .дравлением движени  штриховой шкаАЦП 14 (14) преобразует сигнал ti counting pulses for reverse counting. Shaper 15 counting pulses has two outputs. When the scale 1 moves in the forward direction, the counting pulses appear only on one of the exits, and on the backward movement 45 of the scale 1 - only on the second. The outputs of the imaging unit 15 are connected respectively to the summing and subtracting inputs of the reversible counter 16. Thus, the counter 16 conducts the trans (TK) voltage from the source-50 through a pulse in accordance with principle 12 ((12 reference voltage) 14 (14) converts the signal

рассогласовани  с аналогового вьни-Когда изображение дополнительногоmisalignment from analog yn-When image is optional

тател  13 (13) в код, который уп- штриха 2 шкалы 1 пересекает фотоэлектравл ет коэффициентом передачи ЦАП рический преобразователь 8, с помоЦАП .ТО I (10). щью формировател  18 импульсов начаТехническое решение таково, чтола и окончани  счета формируетс  пе- коэффициент передачи ЦАП 10 (Ю). . редний фронт импульса, который за1613863Tatel 13 (13) into a code that the seal 2 of the scale 1 intersects the photoelectric power with the transfer ratio of the D / A converter 8, with the TCO I (10). With the help of the impulse generator 18, the initial technical solution is such that a transfer coefficient of the DAC 10 (S) is formed and that the counting ends. . the average front of the pulse, which is behind 1613863

пропорционален сигналу рассогласовани , т.е. отклонению амплитуды сигнала на выходе сумматора 9 (92) от номинального значени  ,, которое напр жению на выходе источника опорного напр жени . На выходе аналогового вычитател  13 (13) присутствует посто нное смешение, которое,proportional to the mismatch signal, i.e. the amplitude deviation of the signal at the output of the adder 9 (92) from the nominal value, which is the voltage at the output of the reference voltage source. At the output of the analog subtractor 13 (13) there is a constant mixing, which,

преобразованное в код, обеспечивает коэффициент передачи ЦАП 10 (10) К 1/2. Соответственно, в том случае , когда амплитуда выходного напр жени  сумматора равна , на выходеconverted into a code, provides the transfer ratio of the DAC 10 (10) K 1/2. Accordingly, in the case when the amplitude of the output voltage of the adder is equal, the output

ПАП 10,1 (10) присутствует сигнал U(,no амплитуде равной половине выходного напр жени  сумматора Uugn 1 /2 Uju. Если амплитуда выходного напр жени  сумматора больше (меньше)PAP 10.1 (10) there is a signal U (, no amplitude equal to half the output voltage of the adder Uugn 1/2 Uju. If the amplitude of the output voltage of the adder is greater (less)

значени  , то это ведет к по влению положительного (отрицательного) сигнала рассогласовани  и, следовательно , к увеличению (уменьшению) напр жени  на входе АЦП 14 (value, this leads to the appearance of a positive (negative) error signal and, consequently, to an increase (decrease) in the voltage at the input of the ADC 14 (

Следовательно, измен етс  управл ющий код ПАП 10, dOg) и, соответственно , его коэффициент передачи уменьшаетс  (увеличиваетс ). Выходное напр жение ЦАП 10 (lOj) (,Consequently, the PAP control code 10, dOg) is changed and, accordingly, its transmission coefficient decreases (increases). Output voltage DAC 10 (lOj) (,

К U(;(j|y, где К - коэффициент передачи , при этом остаетс  посто нным. K U (; (j | y, where K is the transmission coefficient, while remaining constant.

Периодические сигналы посто нной амплитуды с выхода ЦАП 10 () поступают на формирователь 15 импульсов счета. Последний реализован поPeriodic signals of constant amplitude from the output of the DAC 10 () are fed to the driver 15 counting pulses. Last implemented by

звестной схеме преобразовател  двух ериодических сигналов,сдвинутыхthe known scheme of the converter of two periodic signals shifted

по фазе на ср в последовательнос40phase wed in sequence 40

ти счетных импульсов дл  реверсивного счета. Формирователь 15 импульсов счета имеет два выхода. При движении шкалы 1 в пр мом направлении счетные импульсы по вл ютс  только на Одном из выходов, а при обратном движении 45 шкалы 1 - только на втором. Выходы формировател  15 соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 16. Таким образом, счетчик 16 ведет пере50 счет импульсов в соответствии с на 7ti counting pulses for reverse counting. Shaper 15 counting pulses has two outputs. When the scale 1 moves in the forward direction, the counting pulses appear only on one of the exits, and on the backward movement 45 of the scale 1 - only on the second. The outputs of the imaging unit 15 are connected respectively to the summing and subtracting inputs of the reversible counter 16. Thus, the counter 16 re-counts the pulses in accordance with at 7

пускает счетчик 16, измеритель 19 интервалов времени и генератор 20 импузтьсовс С этого момента счетчик 16 начинает счет импульсов, измеритель 19 начинает измерение времени, а генератор 20 начинает генерироват импульсы через заданные равные промежутки времени. Как только импульс с генератора 20 поступает на вычислитель 17 положени  равновеси , последний опрашивает реверсивный счетчик 16 и запоминает результат счета В-результате при движении шкалы 1 В регистры пам ти вычислител  17 через равные промежутки времени подаюс  результаты счета числа штрихов шкалы 1,starts up the counter 16, the time interval meter 19 and the generator 20 is impulse. From this point on, the counter 16 starts counting pulses, the meter 19 starts measuring time, and the generator 20 starts generating pulses at set equal intervals of time. As soon as the pulse from generator 20 arrives at the equilibrium calculator 17, the latter polls the reversible counter 16 and stores the counting result. In the result of the movement of the scale 1

Таким образом, имеетс  однознач- ное соответствие между положением коромысла весов, номеров штриха шкалы 1, затемн ющего фотоэлектрический преобразователь 6 (6) и числом импульсов, сосчитанных реверсивным счетчиком.16..Thus, there is a one-to-one correspondence between the position of the balance beam balance, the numbers of the prime of scale 1, which darkens the photoelectric converter 6 (6) and the number of pulses counted by a reversible counter. 16 ..

При повторном пересечении изображени  дополнительного штриха 2 шкалы 1 фотоэлектрического преобразовател  8 формируетс  задний фронт импульса , а процесс измерени  продолжаетс  Когда изображение штриха 2 пересекает фотоэлектрический преобразователь 8 в третий раз, формирователь 18 подает на счетчик 16, генертор 20 и измеритель 19 команду оста новки их работы. Трехкратному пересечению фотоэлектрического преобразовател  8 штрихом 2 соответствует врем  измерени , измер емое измерителем 19 интервалов времени, точно равное одному периоду колебаний коромысла весов. Эта информаци  вводис  в вычислитель 17 и обрабатываетс вместе с результатами счета, поступившими со счетчика 16. Вычислитель вьдает на цифропечатающее устройств 21 результат обработки - положение равновеси  коромысла весов. Результат пе- ата:етс  на ленте, и на этом процесс измерени  заканчиваетс .When the image of additional bar 2 of scale 1 of photoelectric converter 8 is re-intersected, the leading edge of the pulse is formed, and the measurement process continues. When image of bar 2 crosses photoelectric converter 8 for the third time, imaging unit 18 sends the stop command to meter 16, generator 20 . Three times the intersection of the photoelectric converter 8 by stroke 2 corresponds to the measurement time measured by the meter 19 time intervals, exactly equal to one period of oscillation of the balance arm of the scales. This information is entered into the calculator 17 and is processed together with the counting results received from the counter 16. The calculator detects the result of the processing on the digital printing device 21 — the balance position of the balance arm. The result of the print is on the tape and the measurement process ends there.

При встречном включении фотоэлекрических преобразователей 6 (62), 7 (7,) и их юстировкеWhen counter-enabled photoelectric converters 6 (62), 7 (7,) and their adjustment

sinCOt UQ(1)sinCOt UQ (1)

(2)(2)

(i) Ui(i) Ui

UnUn

А sin cot - DO, And sin cot - DO,

где и, - напр жение на выходе ФЭП 6 (6)i .where and, is the voltage at the output of the FEP 6 (6) i.

8eight

напр жение на выходе ФЭП 7 (7), . амплитуда сигнала, Ug - посто нна  составл юща . Тогда на выходе сумматора 9 ц (9)voltage at the output of the FEP 7 (7),. the amplitude of the signal, Ug is a constant component. Then the output of the adder 9 C (9)

и ,U4 + 2 A sincOt/ (3)and, U4 + 2 A sincOt / (3)

Как видно из (3) на выходе сумма-о тора 9f () отсутствует посто нна  составл юща  сигнала. Следовательно, дрейф, вызванный температурным дрейфом элементов схемы и колебани ми уровн  освещенности, не может оказывать вли ние на балансировку фаз счетных импульсов. Дрейф амплитуды сигнала, вызванный известными  влени ми , также не вли ет на балансировку фаз счетных импульсов, так как на выходе ЦАП 10. (Ю) поддерживаетс  посто нна  амплитуда сигна5As can be seen from (3) at the output of the torus sum 9f () there is no constant component of the signal. Consequently, the drift caused by the temperature drift of the circuit elements and the fluctuations in the level of illumination cannot affect the balance of the phases of the counting pulses. The signal amplitude drift, caused by the known phenomena, also does not affect the phase balancing of the counting pulses, since the output of the DAC 10. (U) maintains a constant amplitude of signal5

00

5 five

ла и.la and

номnom

необходима  дл  обеспечени necessary to ensure

i сдвига фаз последовательностей ср -г i phase shift of sequences cf

Это достигаетс  тем, что коэффициент передачи К ЦАП 10д (Ю) зависит от управл ющего кода, который пропорционален отклонению амплитуды сигнала от Номинального значени . Если отклонени  нет, то К 1/2, и на выходе ЦАП 10;) (Ю-г) присутствует напр жение UHOM 1/2 . При по влении отклонени , вызванного дрейфом амплитуды сигнала, управл ющий код измен етс  таким образом, что выходное напр жение по прежнему равно .This is achieved by the fact that the transmission coefficient K to D / A converter 10d (S) depends on the control code, which is proportional to the deviation of the signal amplitude from the nominal value. If there is no deviation, then K 1/2, and at the output of the DAC 10;) (Yu-g) there is a voltage UHOM 1/2. When a deviation caused by the signal amplitude drift appears, the control code changes in such a way that the output voltage is still equal.

Таким образом, температурный дрейф элементов схемы и колебани  уровн  освещенности не вли ют на работу устройства. Thus, the temperature drift of circuit elements and fluctuations in the level of illumination do not affect the operation of the device.

Процесс взвешивани  происходит следующим образом.The weighing process is as follows.

Пусть надо измерить массу груза т.. Груз устанавливаем на правую чашку весов, а на левую помещаем тарную гирю массой га, близкой к т. По заранее приближённо измеренному значению периода колебаний Т и выбранному интервалу времени с между опросами счетчика определ ем числоLet it be necessary to measure the mass of the load m. The weight is set on the right pan of the scale, and on the left we place a tare weight with a mass of ha, close to m. By the previously approximated measured value of the oscillation period T and the selected time interval with between the meter polls, we determine

оabout

опросов 1. Значени  о и К вводим в микропроцессор, после чего весы с р егистрируюшим устройством готовы к работе. Измерение проводитс  согласно ранее изложенн му принципу. По результату измерений периода колебаний Т и резул1ртату опроса реверсивного счетчика 16 вычислитель 17,polls 1. The values of and K are entered into the microprocessor, after which the scales with the register device are ready for operation. The measurement is carried out according to the previously stated principle. According to the measurement result of the oscillation period T and the result of the survey of the reversible counter 16, the transmitter 17,

положени  равновеси  рассчитьшает положение равновеси  коромысла весов X в числе делений штрихов шкалы согласно заданному алпоритмуequilibrium position calculates the equilibrium position of the balance beam of the scale X in the number of tick marks of the scale according to a given algorithm

(1-f,,(1-f ,,

(4)(four)

где X. - массив чисел Xj (i 1,where X. is an array of numbers Xj (i 1,

23Kl) 23Kl)

ii,j,,,,,js.;,ii, j ,,,,, js.;,

интервал времени () Тогда можно записать time interval () Then you can write

х оx o

SXSX

(5)(five)

где S - значение дискретности шкалыwhere S is the value of the scale discreteness

в единицах массы.in units of mass.

Затем после арретировани  весов груз массой Tuf снимаем и на его место уртанавливаем гири массой . Аналогично указанному определ ем соответствующее положение равновеси  коромысла весов, что дает г1 ; Then, after arresting the weights, we remove the Tuf weight and in its place remove the weights with weights. Similarly to the indicated, we determine the corresponding equilibrium position of the balance beam of the balance, which gives r1;

Ир- о. SX Ir. SX

(6)(6)

Дл  определени  значени  S в единицах массы к гир м массой т добавл ем малую гирю массой т, и ана- логично определ ем соответствующее положение равновеси  коромысла весов:To determine the value of S in terms of mass, add a small weight with mass m to mass m and mass m, and similarly determine the corresponding equilibrium position of the balance arm of the balance:

Гог г оGog

SX SX

IIIIII

0(7)0 (7)

Из равенств (5), (6), (7) рассчитываем массу груза т по формулеFrom equations (5), (6), (7), we calculate the mass of the load, t, using the formula

I 1 I 1

Хо - Хо га - Шр + го. Ho - Ho ha - Shr + go.

В нашем случае шкала имеет 400 штрихов с шагом 0,06 мм. Период колебаний коромысла весов составл ет 100 с, Олрос счетчика производитс  через 0,3 с. За врем  измерени  вычислитель 17 положени  равновеси  запоминает 333 результата измерени  отклонений ко ромысла. Погрешность определени  положени  равновеси  не превьшает 0,2 делени  шкалы.In our case, the scale has 400 lines with a pitch of 0.06 mm. The period of oscillation of the balance arm of the balance is 100 seconds, the counter of the counter is carried out in 0.3 seconds. During the measurement time, the equilibrium calculator 17 stores 333 measurements of the deviations of the particle. The error in determining the equilibrium position does not exceed 0.2 scale divisions.

По сравнению с прототипом изобретение позвол ет исключить вли ние указанных  влений на работу устройства , что повышает точность определени  положени  равновеси  коромысла в несколько раз.Compared with the prototype, the invention makes it possible to eliminate the effect of said phenomena on the operation of the device, which increases the accuracy of determining the balance position of the rocker arm several times.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Цифровое регистрирующее устройство , содержащее штриховую шкалу сA digital recorder containing a bar scale with дополнительным одиночньм штрихом в ее средней части, оптическую проекционную систему с двум  фотоэлектри-additional single stroke in its middle part, an optical projection system with two photoelectric ческими преобразовател ми, из.которых первьй оптически св зан со штриховой шкалой, 3 второй - с одиночным штрихом, два формировател  импульсой, выход первого из которых соединенtransducers, of which the first is optically coupled to the bar scale, 3 second to a single stroke, two pulse makers, the output of the first of which is connected с входами измерител  интервалов времени , генератора импульсов и первьм входом реверсивного счетчика, второй вход которого соединен с первым выходом второго формировател  и myльсов , выходы измерител  интервалов времени, генератора импульсов и реверсивного счетчика соединены с соответствующими входами вычислител  положени  равновеси , выход которого соединен с ци фропечатаюшим устройством , отличающеес тем, что, с целью повЕ.ш1ени  точности, в него введено три фотоэлектрических преобразовател  и два блока, каждьйwith the inputs of the time interval meter, the pulse generator and the first input of the reversible counter, the second input of which is connected to the first output of the second driver and milsov, the outputs of the time interval meter, the pulse generator and the reversible counter are connected to the corresponding inputs of the equilibrium position calculator, the output of which is connected to the digital printing device, characterized in that, in order to improve the accuracy, three photoelectric converters and two blocks, each из которых вьполнен в виде сумматора, выход которого подсоединен к входу опорного напр жени  цифроаналогового преобразовател  и входу пикового детектора, выход которого и выходof which is made in the form of an adder, the output of which is connected to the input of the reference voltage of the digital-to-analog converter and the input of the peak detector, the output of which and the output источника опорного напр жени  подсоединены соответственно к входам аналогового вычт-гтател , выход которого через аналого-цифровой преобразователь подключен к щфровому входу цифроаналогового преобразовател , входы сумматора первого блока соответственно подсоединены к выходам перпого и третьего фотоэлектрических преобразователей, а второго блока the source of the reference voltage is connected respectively to the inputs of the analog deductor, the output of which is connected via an analog-to-digital converter to the digital input of the digital-to-analog converter, the inputs of the adder of the first block are respectively connected to the outputs of the first and third photoelectric converters, and the second block 4040 4545 5050 5555 к выходам четвертого и п того фотоэлектрических преобразователей, выходы 3 1фроаналогового преобразовател  каждого блока соответственно подсоедине гы к входам формировател  импульсов, второй выход которого подсоединен к третьему входу реверсивного счетчика, при этом первый и чет- вертьй фотоэлектрические преобразователи смещены друг относительно друга на рассто )ше, нечетночисленно кратное половине штрины штриха шкалы, а третий и п тьй фотоэлектрические преобразоватепи включены соответственно встречно первому и четвертому фотоэлектрическим преобразовател м и смещены относительно них на рассто ние , нечетночмсленно кратное ипфине штриха шкалы.to the outputs of the fourth and fifth photoelectric converters, the outputs 3 of the single analog converter of each block are respectively connected to the inputs of the pulse former, the second output of which is connected to the third input of the reversing counter, while the first and fourth photoelectric converters are offset relative to each other by distance , an odd multiple of half the scale bar, and the third and fifth photoelectric converters are included respectively opposite to the first and fourth ph m electric transducer and offset relative thereto by a distance nechetnochmslenno fold ipfine stroke scale. Фив. 1Thebes. one