Файл: Регулирование качества продукции средствами активного контроля..pdf

минание^величины у п на каждом такте последовательности происхо­

ции с технологическим процессом. Считывание информации о теку­

В АЗЯі происходит суммирование с равными весами всех компо­ нентов выражения (523). Управление работой АЗЯі и АЗЯз в дан­ ном устройстве от схемы синхронизации с помощью ключей К\ и Кг аналогично описанному выше для рис. 185. Перед началом работы устройства на всех реле устанавливают априорное начальное поло­ жение, а в АЗЯг — априорное значение скользящей медианы Mek0.

При ведении технологического процесса, в особенности при его отладке, возникает необходимость анализа распределения вероятно­ стей исследуемого параметра. Например, для оценки и исследова­ ния влияния действующих на технологический процесс возмущений необходимо достаточно быстро и точно определять их статистиче­ ские свойства.

Одной из основных характеристик случайных процессов являет­ ся функция распределения плотности вероятности ее мгновенных значений. Эта функция является усредненной интегральной характе­ ристикой исследуемого процесса.

Оперативное изучение вероятностных свойств исследуемого про­ цесса позволяет не только осуществлять его эффективный контроль, но и вырабатывать рекомендации по улучшению качества про­ цесса.

Рассмотрим устройства, позволяющие автоматически определять плотность вероятности распределения непрерывного случайного процесса, а также гистограмму распределения случайной последо­ вательности. Эти устройства предназначены для анализа стационар­ ных случайных процессов, обладающих эргодическим свойством.

В работах [13, 14] описывается электронный прибор для опреде­ ления плотности распределения вероятностей, позволяющий анали­ зировать случайные процессы с частотами от долей герца до 8 кГц.

409

но интервала Ах, середина которого фиксируется на нулевом потен­ циале. Меняя величину постоянной составляющей, можно «просмот­ реть» все уровни исследуемого сигнала.

Входной сигнал суммируется во входном устройстве с постоян­ ной составляющей.

Суммарный сигнал поступает на блок двустороннего ограниче­

ме II трапециевидную волну, причем передний и задний фронты тра­ пеций представляют собой наклоны кривой входного сигнала, взя­ тые по уровню Ах.

Последующие блоки формируют импульсы, стандартные по фор­ ме и высоте, а по ширине равные времени фронта трапециевидной волны. Для формирования таких импульсов трапециевидная волна подается на схему вычисления модуля сигнала (блок двухполупериодного выпрямления, на выходе которой образуется сигнал, пока­ занный на д и а г р а м м е / / / ) .

После компенсации постоянной составляющей импульсного сиг­

зультат интегрирования за время Т, даст в заданном масштабе ор­ динату функции распределения. Чувствительность прибора повы­ шается, если между блоком модуля и интегратором установлен уси­ литель с большим коэффициентом усиления и с некоторым уровнем

ством задается величина постоянной составляющей входного сигна­ ла и одновременно выходное напряжение интегратора устанавли­ вается на нуль. Затем интегратор в течение заданного интервала времени Г суммирует поступающие на его вход импульсы. Через ин­ тервал времени Т выходное напряжение интегратора фиксируется индикатором, а затем снова устанавливается на нуль. Одновремен­

Точками функции распределения являются выходные напряже­ ния интегратора Я 4 в конце каждого интервала интегрирования Т. График функции распределения записывается двухкоординатным самопишущим прибором, на который подаются выходные напряже­ ния интеграторов и И2. Общее время интегрирования в данном приборе порядка 1—2 ч. Полная принципиальная электрическая схема прибора приведена в работе [13].

411

Рис. 191. Последовательность операций в статистическом ана­ лизаторе функций распределе­ ния

Рис. 192. Блок-схема статистического анализатора функций распределений

412

Качество работы данного прибора, его точность можно охарак­ теризовать величиной разрешающей способности анализатора к:

. Ах

где Dx — дисперсия входного сигнала.

Большое влияние на точность прибора оказывают частотные свойства элементов схемы. Анализатор является преобразователем входного сигнала в последовательность очень коротких импульсов, которые затем усиливаются и интегрируются. Для того чтобы про­ пустить прямоугольный импульс без искажений, постоянная време­ ни усилительного тракта т должна быть по крайней мере в 10 раз меньше ширины импульса. Например, при наивысшей частоте вход­ ного сигнала 50 Гц и к = 0,02 т = 12,8 мкс.

Таким образом, при анализе даже синусоиды с частотой 50 Гц с 2%-ной разрешающей способностью требуются усилительные схе­ мы, приближающиеся по своим свойствам к видеоусилителям.

Описываемый в работе [13] прибор имеет высшие неискаженные частоты входных сигналов порядка 50—100 Гц.

На основе тех же принципов построен и анализатор, выполнен­ ный на транзисторах [181].

Вработе [182] описывается анализатор распределения вероятно­ стей с цифровыми измерителями временных интервалов. Ряд схем анализаторов описан также в работах [91, ПО].

Для контроля размерных параметров изделий в машиностроении целесообразно использовать устройства для определения гисто­ грамм.

Вработе [10] рассмотрены механические и электромеханические устройства для построения гистограмм размеров изделий в задан­ ной области. Недостатком этих устройств является их ограниченное быстродействие и невозможность оперативной фиксации результа­ тов с помощью регистрирующей аппаратуры.

Вработе [106] описан многоканальный анализатор, предназна­ ченный для определения гистограммы случайной последовательно­ сти (рис. 193). Каждому интервалу распределения соответствует свой канал со счетчиком-накопителем и индикатором (Инд.). Уст­ ройство работает следующим образом:

Счетчики-накопители (СН) накапливают и хранят информацию, поступающую с многоканального входного устройства (Вх. 1) (В ка­ честве такого входного устройства можно использовать, например, серийно выпускаемые многоконтактные датчики размеров).

Цифровые управляемые сопротивления (УС) преобразуют чис­ ла, накопленные в СН, в аналоговые величины тока или напряже­ ния, которые подаются на индикаторы.

Перед началом работы счетчики-накопители устанавливаются в нулевое положение. При этом сигналы на выходах цифровых УС равны нулю, т. е. индикаторы будут обесточены. После начала ра­ боты устройства СН подсчитывают импульсы, поступающие по со-

Міз