УСТАНОВКА ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ ШКАЛЫ СТРЕЛОЧНЫХ МАНОМЕТРОВ

Полезная модель относится к приборостроению, а именно к производству и контролю стрелочных приборов, и может найти применение при градуировке шкалы манометров.
Известно устройство для проверки манометров [Патент РФ №2043612, кл. G01L 27/00, 1995 г]. Устройство имеет механизм перемещения стрелки и датчики положения стрелки. Схема устройства состоит из блоков: сравнения, функциональных преобразований, вычислительный, задатчиков, памяти, - а также имеет ряд триггеров и логическую схему. Результат проверки отражается на блоке индикации о годности проверяемого прибора. Недостатком устройства является сложность схемы и невысокая точность.
В качестве прототипа выбрана установка для градуировки шкалы стрелочных манометров [Патент РФ 2273834, кл. G01L 27/00, опубл. 20.11.2005.]. Устройство содержит компьютер, установку для создания давления, датчик давления, сканирующий узел и печатающее устройство. В прототипе градуировка манометра производится в состоянии, когда его штатная стрелка установлена, т.к. именно ее положение определяется сканированием. В процессе градуировки информация, получаемая от сканирующего устройства и от датчика давления, обрабатывается компьютером и создается виртуальная модель шкалы циферблата. Шкала прибора, как указано в описании к патенту, может создаваться, когда циферблат установлен на самом приборе, при этом в качестве циферблата может служить задняя стенка корпуса. В другом варианте функционирования прототипа, при изготовлении шкалы циферблат может находиться и отдельно от прибора, а после создания шкалы может быть на нее смонтирован.
Такая конструкция и заложенные в нее способы реализации заявленного назначения обуславливают наличие существенных недостатков.
Во-первых, градуировка производится непосредственно по положению приборной стрелки. Ее форма, размеры, цвет и другие определяющие параметры могут существенно отличаться в различных моделях приборов, и даже внутри
размерного ряда одной модели. Это существенно влияет на точность градуировки различных приборов, когда она производится при помощи одной универсальной установки.
Кроме того, нанесение шкалы на носитель, закрепленный на приборе в сборке с приборной стрелкой, вызывает большие технические проблемы, и практически это не реализуемо при использовании традиционных печатающих устройств.
Но, с другой стороны, нанесение шкалы на циферблат, находящийся вне прибора, с последующей его установкой при уже смонтированной приборной стрелке, возможно только при использовании циферблата специальной съемной конструкции.
Задача, решаемая полезной моделью - создание установки для градуировки шкалы стрелочных манометров, лишенной указанных недостатков.
Достигаемый технический результат - повышение точности градуировки и обеспечение возможности осуществлять градуировку манометров, независимо от типоразмера, формы и вида стрелки.
Поставленная задача решается тем, что установка для градуировки шкалы стрелочных манометров имеет в своем составе средство определения угла поворота оси манометра, устройство для создания давления в рабочей полости чувствительного элемента, подсоединенное к датчику давления. В составе установки также имеется программируемое устройство управления, подсоединенное к средству определения угла поворота оси градуируемого манометра, к печатающему устройству и к датчику давления. От прототипа установка отличается тем, что средство определения угла поворота оси манометра имеет в своем составе носитель, закрепляемый на оси манометра на время градуировки, и имеющий метку или разметку. Упомянутое средство определения угла поворота также имеет устройство, способное регистрировать положение метки при повороте оси манометра, и выход этого устройства соединен с программируемым устройством управления.
Упомянутый носитель может быть выполнен в виде диска с контрастной радиальной разметкой, а упомянутое устройство, способное регистрировать положение метки, выполнено в виде оптического сенсора, подсоединенного к программируемому устройству управления. Предпочтительно выполнение, когда
половина площади диска имеет окраску, контрастную окраске другой половины и граница проходит по диаметру диска.
Программируемое устройство управления может быть соединено с устройством для создания давления в рабочей полости чувствительного элемента.
Полезная модель иллюстрируется приведенным ниже примером реализации и Фигурой, на которой представлена функциональная схема установки.
Установка имеет в своем составе программируемое устройство управления (ПУУ) 1, в качестве которого может быть использован персональный компьютер, контроллер, или иные вычислительные устройства, или несколько таких устройств, образующие локальную сеть.
Установка также имеет в своем составе устройство 2 для создания давления в рабочей полости чувствительного элемента, например, задатчик давления. В случае использования устройства 2 с ручным управлением, связь между ним и программируемым устройством управления (ПУУ) 1 отсутствует, в противном случае ПУУ соединено с устройством 2. Установка также снабжена датчиком давления 3, соединенным с ПУУ и с устройством 2 для создания давления, а также содержит печатающее устройство 4, соединенное с ПУУ и способное печатать шкалу прибора 5 как непосредственно на циферблат прибора, так и на другой приемлемый объект.
Установка для градуировки шкалы имеет в своем составе носитель 6 метки (меток), который вместо штатной приборной стрелки закрепляется на оси градуируемого манометра на время градуировки, а также имеет устройство 7, способное регистрировать положение метки при повороте оси манометра, и соединенное с ПУУ. В качестве носителя 6 может использоваться пластина, например, в форме диска, или любой другой элемент, например, объемный. На торцевой или другой поверхности носителя, или в его внутреннем объеме имеется метка. В контексте данной заявки термин «метка» применяется в самом широком смысле. Это может быть визуально воспринимаемая метка, магнитная метка, инфракрасная метка или другой контрольный элемент. Таким образом, носитель может быть любым приемлемым и определяется, соответственно, выбором вида метки и вида устройства 7, способного регистрировать положение метки. Важно, что статическая балансировка носителя должна соответствовать статической
балансировке приборной стрелки, и его установка не должна влиять на угол поворота оси. Наиболее простым и эффективным носителем может служить диск с контрастной радиальной разметкой, т.е. диск, половина площади которого имеет окраску, контрастную окраске другой половины и граница проходит по диаметру диска. В этом случае, регистрировать положение метки можно с применением оптического сенсора или видеокамеры.
Работа устройства описана применительно к использованию диска с контрастной разметкой, т.е. диска, половина площади которого имеет заливку черным цветом, а вторая половина не закрашена. Граница контрастной заливки проходит через диаметр диска. Один и тот же диск может использоваться для градуировки приборов разных типоразмеров.
Градуируемый прибор 5 без корпуса и стрелки устанавливается на устройство для создания давления (задатчик давления) 2, на оси прибора закрепляется диск 6 с контрастной разметкой.
Регистрирующее устройство 7 (оптический сенсор) считывает положение контрастной разметки и передает сигнал с информацией об угле поворота оси прибора в ПУУ 1; одновременно от датчика давления 3 в ПУУ поступает сигнал с информацией о давлении в полости чувствительного элемента прибора.
ПУУ заносит в базу данных пару начальных значений «давление-угол», после чего подает управляющий сигнал на задатчик давления.
В соответствии с этим сигналом задатчик с требуемой скоростью и точностью изменяет давление в системе до требуемого значения. Сигналы с информацией об угле и давлении от оптического сенсора и датчика давления вновь поступают в память ПУУ. Этот цикл повторяется многократно со ступенчатым или плавным увеличением и уменьшением давления во всем диапазоне измерений прибора.
На основе полученных данных ПУУ, согласно заложенной программе, создает в памяти виртуальное изображение шкалы с характеристикой нелинейности и с учетом гистерезиса конкретного экземпляра прибора. При создании этого изображения на нем формируются не только обычные риски, цифры, надписи и рисунки, но и дополнительные элементы, впоследствии используемые для правильной сборки прибора. Это, в частности, изображение серийного номера прибора в символьном виде и/или в виде штрих-кода, а также специальная
технологическая риска, соответствующая положению стрелки при ее установке на ось прибора. Положение этой технологической риски, также как положение обычных рисок, вычисляется при обработке начальных данных, и соответствует положению оси прибора при известном давлении установки стрелки, набранном на прямом ходу.
После формирования виртуального изображения шкалы ПУУ передает его для печати в печатающее устройство 4. В случае, когда ПУУ представляет собой несколько вычислительных устройств в сети, печать может производиться удаленно, параллельным потоком, что важно при серийном производстве.
Готовый циферблат с нанесенным на него изображением шкалы устанавливается на прибор соответственно серийному номеру, затем на прибор подается давление установки стрелки, и устанавливается стрелка в положении, соответствующем упомянутой технологической риске.
Таким образом, достигается:
- повышение точности градуировки в части определения угла поворота оси прибора, обусловленное применением специальной машиночитаемой разметки и строго согласованного с этой разметкой оптического сенсора,
- стабильность результата градуировки, независимо от типа прибора за счет применения одного и того же диска для всех выпускаемых приборов.
- упрощение процесса градуировки на этапе печати шкалы, т.к. не нужно вносить изменений в существующую конструкцию циферблата и приборов и можно применять традиционные печатающие устройства.