ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР С ТРЕХПОЗИЦИОННЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ Российский патент 1998 года по МПК G01R19/165 

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к электроизмерительным регулирующим приборам.

Известен электроизмерительный прибор с двухпозиционной регулирующей функцией [1] , содержащий отсчетное устройство со схемой управления, опорный источник, преобразователь сигналов во временной интервал и триггер задержки.

Недостатком этого прибора является ограничение его функциональных возможностей двухпозиционным регулированием, в то время как наиболее часто требуется трехпозиционное регулирование.

Известны электроизмерительные приборы с трехпозиционной регулирующей функцией [2-4] , каждый из которых содержит отсчетное устройство со схемой управления, два компаратора, блок выбора индикации и два опорных источника.

Недостатком этих приборов является низкая информативность при использовании в качестве отсчетного устройства цифровых индикаторов. Этот недостаток проявляется в том, что для сигнализации при выходе измеряемого параметра за пределы установленный зоны регулирования необходимо использовать дополнительные элементы индикации, например светодиоды. Кроме того, необходим еще один элемент индикации, показывающий в каком режиме работы находится прибор - рабочем или подготовительном. Все это излишне перегружает лицевую панель прибора и требует повышенного внимания оператора.

Наиболее близким по технической сущности является техническое решение по [4].

Недостатки указаны выше.

Техническим результатом, который обеспечивает заявленное техническое решение, является повышение информативности прибора.

Технический результат достигается тем, что электроизмерительный прибор с трехпозиционным регулированием, содержащий два компаратора, первые входы которых соединены с первым входом блока выбора индикации и образуют вход прибора, два опорных источника, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами блока выбора индикации и вторыми входами компараторов, отсчетное устройство со схемой управления, вход которой соединен с первым выходом блока выбора индикации, два элемента И и два элемента ИЛИ, прямой выход первого компаратора соединен с входом первого элемента И, другой вход которого соединен с вторым выходом блока выбора индикации, четвертый вход этого блока соединен с шиной питания, выход первого элемента И соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, снабжен третьим и четвертым элементами И и ИЛИ и генератором импульсов, а отсчетное устройство выполнено в виде ряда цифровых индикаторов, каждый из которых содержит по два входа управления спектром излучения, первые и вторые входы управления младших разрядов цифровых индикаторов соединены с выходами соответственно первого и второго элементов ИЛИ, первые и вторые входы управления старших разрядов цифровых индикаторов соединены с выходами соответственно третьего и четвертого элементов ИЛИ, при этом инверсный выход первого компаратора соединен с первым входом третьего элемента И, прямой и инверсный выходы второго компаратора соединены с первыми входами соответственно второго и четвертого элементов И, выходы второго, третьего и четвертого элементов И соединены с первыми входами соответственно четвертого, второго и третьего элементов ИЛИ, причем второй выход блока выбора индикации соединен с вторыми входами второго, третьего и четвертого элементов И и входом блокировки генератора импульсов, прямой выход которого соединен с вторыми входами второго и третьего элементов ИЛИ, а инверсный выход - с вторыми входами первого и четвертого элементов ИЛИ.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показал, что заявляемый электроизмерительный прибор отличается от известного тем, что он снабжен третьим и четвертым элементами И и ИЛИ и генератором импульсов, а отсчетное устройство выполнено в виде ряда цифровых индикаторов, каждый из которых содержит по два входа управления спектром излучения, первые и вторые входы управления младших разрядов цифровых индикаторов соединены с выходами соответственно первого и второго элементов ИЛИ, первые и вторые входы управления старших разрядов цифровых индикаторов соединены с выходами соответственно третьего и четвертого элементов ИЛИ, при этом инверсный выход первого компаратора соединен с первым входом третьего элемента И, прямой и инверсный выходы второго компаратора соединены с первыми входами соответственно второго и четвертого элементов И, выходы второго, третьего и четвертого элементов И соединены с первыми входами соответственно четвертого, второго и третьего элементов ИЛИ, причем второй выход блока выбора индикации соединен с вторыми входами второго, третьего и четвертого элементов И и входом блокировки генератора импульсов, прямой выход которого соединен с вторыми входами второго и третьего элементов ИЛИ, а инверсный выход - с вторыми входами первого и четвертого элементов ИЛИ.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "Новизна".

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них отличительных признаков, совпадающих с заявленным решением, что позволяет сделать вывод о том, что изобретение имеет изобретательский уровень.

Изобретение является промышленно применимым, так как оно может быть использовано при изготовлении электроизмерительных приборов с трехпозиционным регулированием в приборостроительной технике.

Изобретение поясняется чертежом.

Прибор содержит опорные источники 1 и 2, первый и второй компараторы 3 и 4, блок 5 выбора индикации, отсчетное устройство 6 со схемой управления 7, первый - четвертый элементы И 8-11, первый - четвертый элементы ИЛИ 12-15, генератор 16 импульсов. Блок 5 может содержать, например, ключи 17-20, входы которых образуют соответственно первый четвертый входы блока 5. Выходы ключей 17-19 объединены и образуют первый выход блока 5, соединенный с входом схемы 7, которая выполнена, например, в виде АЦП. Вход ключа 20 образует четвертый вход блока 5 и соединен с шиной питания 21, имеющей потенциал логической "1". Отсчетное устройство 6 выполнено в виде цифровых индикаторов 22-25. Эти индикаторы состоят из старших и младших разрядов, например, 22-24 - старшие разряды, 25 - младший разряд. Каждый из индикаторов 22-25 содержит по два входа управления спектром излучения. Например, входы 26-29 формируют красный спектр излучения, а входы 30-33 - зеленый спектр излучения. Первые входы компараторов 3 и 4 соединены с первым входом блока 5 и образуют вход прибора 34. Вторые входы компараторов 3 и 4 соединены соответственно с входами источников 1 и 2 и вторым и третьим входами блока 5. Прямые выходы компараторов 3 и 4 соединены с первыми входами соответственно элементов И 8 и 9 и образуют выходы 35 и 36 прибора, которые могут использоваться для управления внешними исполнительными устройствами. Инверсные выходы компараторов 3 и 4 соединены с первыми входами соответственно элементов И 10 и 11. Выходы элементов И 8, 9, 10 и 11 соединены с первыми входами соответственно элементов ИЛИ 12, 15, 13 и 14. Второй выход блока 5 соединен с вторыми входами элементов И 8-11 и входом блокировки генератора 16. Прямой выход этого генератора соединен с вторыми входами элементов ИЛИ 13 и 14, а его инверсный выход - с вторыми входами элементов ИЛИ 12 и 15. Выходы элементов ИЛИ 12 и 13 соединены соответственно с входами 29 и 33 элемента 25. Выходы элементов ИЛИ 14 и 15 соединены соответственно с объединенными входами 30 - 32 и 26-28 элементов 22-24.

Работа прибора осуществляется следующим образом.

Индикация нижнего или верхнего уровней регулирования (U₁ или U₂) осуществляется при замкнутом ключе 18 (или 19) и разомкнутых остальных ключах. В этом случае на вход схемы 7 поступает выходное напряжение соответствующего источника опорного 1 или 2, которое преобразуется в код и контролируется по отсчетному устройству 6. При этом путем регулировки соответствующего выходного напряжения устанавливают необходимые значения уровней регулирования U₁ и U₂. Индикация показаний в этом режиме осуществляется следующим образом. Поскольку ключ 20 разомкнут, то на соответствующие входы элементов И 8-11 поступает "0". Следовательно, на выходах всех элементов И формируется "0", т. е. прохождение сигналов через эти элементы заблокировано. В то же время, на вход блокировки генератора 16 поступает "0", поэтому на выходах генератора формируются прямоугольные импульсы, сдвинутые по фазе на 180^o, которые проходят через соответствующие элементы ИЛИ 12-15. В результате все элементы устройства 6 при прохождении импульсов с прямого выхода генератора 16 излучают зеленый спектр, а при прохождении импульсов с инверсного выхода - красный спектр. Если форма импульсов близка к меандру, а их частота достаточно высока, то оператор воспринимает цвет свечения как желтый. Этот цвет обращает внимание оператора, что после выполнения подготовительных операций, т.е. установки значений U₁ и U₂, необходимо перевести прибор в рабочий режим.

Рабочий режим осуществляется при замкнутых ключах 17 и 20 и разомкнутых ключах 18 и 19. При этом вход 34 прибора подключается к входу схемы 7, в результате чего значение измеряемого сигнала U_x отображается на индикаторах 22-25 устройства 6. Кроме того, поскольку замкнут ключ 20, на соответствующие входы элементов И 8-11 и генератора 16 поступает "1". В результате на обоих выходах генератора 16 устанавливается "0", и сигналы через элементы ИЛИ 12-15 могут проходить только с выходов элементов И 8-11. Одновременно компараторы 3 и 4 сравнивают значения U_x с U₁ и U_x с U₂, при этом возможны три случая: U_x < U₁, U₁ < U_x < U₂ и U_x > U₂ (предполагается, что всегда U₂ > U₁). Режимы работы компараторов 3 и 4 выбраны таким образом, что на их прямых выходах, и, следовательно, выходах 35 и 36 прибора (U₃₅, U₃₆) формируются логические уровни:
U₃₅ = "0", U₃₆ = "0" при U₁ < U_x < U₂
U₃₅ = "1", U₃₆ = "0" при U_x < U₁
U₃₅ = "0", U₃₆ = "1" при U_x > U₂.

Ниже рассмотрен процесс отображения значения U_x для каждого из трех случаев.

1. U₁ < U_x < U₂. В этом случае на прямых выходах компараторов 3 и 4 имеется "0", а на инверсных - "1", поэтому элементы И 9 заблокированы. В результате на выходах элементов И 10 и 11 формируется "1", которая через элементы ИЛИ 13 и 14 поступает на входы 30-33 индикаторов 22-25, обеспечивая тем самым излучение зеленого спектра во всех индикаторах.

2. U_x < U₁. В этом случае на инверсном выходе компаратора 4 имеется "0", поэтому элементы И 10 и 9 заблокированы. В результате на выходах элементов И 8 и 11 формируется "1", которая через элементы ИЛИ 12 и 14 поступает на входы 29-32 индикаторов 22-25. Тем самым обеспечивается излучение красного спектра в индикаторе 25 (младший разряд) и излучение зеленого спектра в индикаторах 22-24 (старшие разряды).

3. U_x > U₂. В этом случае на прямом выходе компаратора 3 и инверсном выходе компаратора 4 имеется "0", поэтому элементы И 8 и 11 заблокированы. В результате на выходах элементов И 9 и 10 формируется "1", которая через элементы ИЛИ 15 и 13 поступает на входы 26-28, 33 индикаторов 22-25. Тем самым обеспечивается излучение красного спектра в индикаторах 22-24 (старшие разряды) и излучение зеленого спектра в индикаторе 25 (младший разряд).

Таким образом, в режиме подготовки к работе индикаторы имеют желтый цвет свечения, в режиме рабочем при отсутствии срабатывания обоих компараторов индикаторы имеют зеленый цвет свечения, а при срабатывании одного из компараторов цвет свечения соответствующих разрядов меняется на красный. Это дает оператору полную информацию о режиме работы прибора и состоянии его выходов 35 и 36 без использования дополнительных элементов индикации.

Источники информации
1. А.с. СССР N 792166, кл. G 01 R 19/165, 1980.

2. Приборы щитовые аналоговые контактные ЭА 3000 К, ЭВ 3000 К, ЭА 3002 К. Техническое описание и инструкция по эксплуатации 0.140.490 ТО, ПО "Краснодарский ЗИП", 1990 г.

3 Заявка N 5034679/21, 27.03.92.

4. А.С.СССР N 1118929, кл. G 01 R 19/165, 1984 (прототип).

Использование: измерительная техника, в частности техника электроизмерений. Сущность изобретения: электроизмерительный прибор с трехпозиционным регулированием содержит опорные источники 1 и 2, компараторы 3 и 4, блок выбора индикации 5, отсчетное устройство 6 со схемой управления 7, элементы И 8-11, элементы ИЛИ 12-15, генератор импульсов 16. Отсчетное устройство 6 выполнено в виде ряда цифровых индикаторов 22-25, каждый из которых содержит по два входа управления 30-33 и 26-29 спектром излучения. В режиме подготовки к работе индикаторы имеют желтый цвет свечения, в рабочем режиме при отсутствии срабатывания обоих компараторов индикаторы имеют зеленый цвет свечения, а при срабатывании одного из компараторов цвет свечения соответствующих разрядов меняется на красный. Это дает оператору полную информацию о режиме работы прибора без использования дополнительных элементов индикации. 1 ил.

Электроизмерительный прибор с трехпозиционным регулированием, содержащий два компаратора, первые входы которых соединены с первым входом блока выбора индикации и образуют вход прибора, два опорных источника, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами блока выбора индикации и вторыми входами компараторов, отсчетное устройство со схемой управления, вход которой соединен с первым выходом блока выбора индикации, первый и второй элементы И и первый и второй элементы ИЛИ, прямой выход первого компаратора соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом блока выбора индикации, четвертый вход блока выбора индикации соединен с шиной питания, выход первого элемента И соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, отличающийся тем, что он снабжен третьим и четвертым элементами И и ИЛИ и генератором импульсов, а отсчетное устройство выполнено в виде ряда цифровых индикаторов, каждый из которых содержит по два входа управления спектром излучения, первые и вторые входы управления младших разрядов цифровых индикаторов соединены с выходами соответственно первого и второго элементов ИЛИ, первые и вторые входы управления старших разрядов цифровых индикаторов соединены с выходами соответственно третьего и четвертого элементов ИЛИ, при этом инверсный выход первого компаратора соединен с первым входом третьего элемента И, прямой и инверсный выходы второго компаратора соединены с первыми входами соответственно второго и четвертого элементов И, выходы второго, третьего и четвертого элементов И соединены с первыми входами соответственно четвертого, второго и третьего элементов ИЛИ, причем второй выход блока выбора индикации соединен с вторыми входами второго, третьего и четвертого элементов И и входом блокировки генератора импульсов, прямой выход которого соединен с вторыми входами второго и третьего элементов ИЛИ, а инверсный выход с вторыми входами первого и четвертого элементов ИЛИ.