Сигнализирующее устройство Советский патент 1984 года по МПК G01R23/00 

Изобретение относится к электронзмерениям,

Известны сигнализирующие устройства на базе аналоговых компараторов принцип работы которых основан на сравнении контролируемого .напряжения с опорным С13.

Недостатком данных устройств является низкая надежность контроля при контролируемых напряжениях, изменяющихся незначительно в области зна чений, близких к опорному напряжению. .

Более высокой надежностью контрол характеризуется сигнализирующее устройство, содержащее блок управлени вход которого является входом контролйоуемого напряжения, а первый выход соединен с первым входом порогового блока, второй вход которого соединен с выходом задающего генера-;; тора, первый и второй элементы И, первый реверсивный счетчик, выходы которого соединены с входами первого и второго дешифраторов, выходы которых соединены с установочными входами регистрирующего триггерами первыми входами первого и второго элементов И соответственно, вторые, входы которых соединены с вторым выходом схемы управления, а третьи входы с первым и вторым выходами порогового блока соответственно.

Известное устройство обеспечивает более высокую надежность, так как выдает peзvльтaт контроля после N-кратного подтверждения достижения или недостижения контролируектым напряжением опорного уровня С 2.

Однако при длительных снижениях контролируемого напряжения ниже ногинального опорного значения, но не ниже минимально допустимого, на выходе его возникает сигнал |ложной тревоги.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем что в сигнализирующем устройстве, содержащее блок управления, первый

вход которого является входом КОНТролируемо.го напряжения, а первый выход соединен с первым входом порогового блока, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, первый и второй элементы И, первый реверсивный счетчиК, выходы которого соединены с входами первого и второго дешифраторов, выходы которых соединены с установочными входами регистрирующего триггера и первыми входами первого и, второго элементов И соответственно, вторые входы которих соединены с вторым выходом блока управления, а третьи входы - с первым и BTOptijM выходами порогового блока соответственно, введены второй ревер

сивный счетчик, третий и четвертый элементы И и первый и второй элементы ИЛИ, причем первые входы третьего и четвертого элементов И соединены с первым и вторым выходами порогового блока соответственно, вторые входыс третьим выходом блока управления, а третьи - с выходами первого и второго дешифраторов соответственно, выход третьего элемента И соединен с входом прямого, а четвертого элемента И - с входом обратного счета второго реверсивного-счетчика, выходы переполнения и переноса которого соединены с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ соответственно, вторы-входы которых соединены с выходами первого и второго элементов И соответственно, а выходы - с входами прямого и обратного счета первого реверсивного счетчика, выход регистрирующего триггера соединен с вторым входом блока управления, третий вход которого является входом опорного напряжения устройства.

На фиг. 1 представлена функционалная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - временные диаграммами его работы.

Устройство содержит блок 1 управления, первый вход которого является входом контролируемого напряжения, а первый выход соединен с первым входс 4 порогового блока 2, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 3, первый 4 и второй 5 элементы И,первый реверсивный счетчик 6, выходы которого соединены с входами первого 7 и второго 8 дешифраторов, выходы которых соединены с установочными входами регистрирующего триггера 9 и первыми входами первого -и второго элементов и соответственно, вторые входы которых соединены с вторым выходом схемы управления, а третьи входы - с первым и вторым выходами порогового блока соответственно, второй реверсивный счетчик 10, третий 11 и четвертый 12 элементы И и первый 13 и второй 14 элементы ИЛИ, причем первые входы третьего и четвертого элементов И .соединены с первым и вторым выходами порогового блока соответственно, вторые входы - с третьим выходом блока управления, а третьи - с выходами первого и второго дешифраторов соответственно, выход третьего элемента И соединен с входом прямого, а четвертого элемента И - с входом обратного счета второго реверсивного счетчика, выходы переполнения и переноса которого соединены с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ соответственно, вторые входы которых соединены с выходами первого и второго элементов И соответственно, а выходы - с входами прямого и обратного счета первого реверсивного счетчика, выход регистрирующего триг гера соединен с вторьв входом блока управления, третий вход которого является входом опорного напряжения устройства. Устройство работает следующим образом. На первый вход блока 1 поступает ,контролируемое переменное напряжение и синусоидальной формы, предварител , но выпрямленное по двухполупериодной схеме, где сравнивается с заданным опорным напряжением постоянного тока UQ; поступающим на второй вход блока 1 (фиг. 2а). В результате сравнения Uy и Ъо блок 1 вырабатывает управляющие импульсы (фиг. 265, которое через его первый выход поступают на первый вход порогового блока 2, на первом и втором выходах которого появляются соответственно пачки импульсов п1 (фиг. 2г)и .2п (фиг. 2д) с частотой задающего генератора f (фиг. 2в). Длительность пачек, а следователь но, и количество импульсов п и попределяются длительностью управляющих импульсов поступающих из блока управления, которые зависят от величины контролируемого напряжения U. Величина опорного напряжения U выбирается из такого расчета, чтобы при величине амплитуды контролируемо го напряжения и , равном амплитуде минимально допустимого значения -mtnAon каждом периоде измерения количество импульсов п было равно количеству импульсов п-. Это условие равновесия для синусоидального си.гна ла выполняется, если принять 0 г..пдо. - - .,оп На фиг, 2е приведены эпюры, иллюстрирующие данное соотношение. Работа устройства основана на том принципе, что во время каждого перио да сравнения величины контролируемого напряжения U с опорным напряжени ем IJQ в реверсивный счетчик записывается разность ,4 п между количеством импульсов, п и поступившим соответственно на суммирующий и вычитающий входы. При этом pa3HOCJb in может изменяться от периода к периоду как по модулю, так и по знаку в зависимости от изменения величины контролируемого напряжения ид. В этой связи время накопления в счетчиках :заданно суммы или списания ее имеет функциональную зависимость от величины кон-в ролируемого напряжения и д. В режиме контроля, когда величина Uj( становится больше минимально допустимого значения, в каждом i-m периоде измерения накопление суммы дп происходит в последовательно соедиг-. ненных первом и втором реверсивных счетчиках 6 и 10. Но в другом режиме контроля, когда и, становится меньше шп АОП списание происходит только из первого реверсивного счетчика б и сигнг1лизаиия срабатывает при его обнулении. Это позволяет значительно увеличить время анализа восстановления величины J в допустимых пределах и обеспечить срабатывание сигнализатора при надежном восстановлении 11 и быстродействующую сигнализацию при снижении U ниже допустимого предела. Происходит это следующим образом. Если относительно длительное время и UniinAon регистрирующий .триггер 9 фиксирует Uy U , то выходыблока 2 соединены с входами счетчика 10, последовательно соеди неннрго со счетчиком 6. Тогда после)каждого i-ro периода измерения в счетчиках 10 и 6 накапливается сумма дп до тех пор, пока не выполнится условие . .К, йп. . N где М - емкость счетчика 10; И - кодАвое число счетчика 6, на которое настроен дешифратор 7; k - количество периодов измерения. В момент выполнения условия (1) устройство сигнализирует о восстановлении Ll)( в допустимых пределах. При этом выходы блока 2 подключаются к входам счетчика 6. При снижении кон тролируемого напряжения до величины i-x АОП п лп 0 и после каждого i-ro периода измерения содержимое счетчика 6 уменьи-ается на величину Hj до тех пор, пока не выполнится условие К - 51 д nj iO. (2) )1 В момент выполнения .условия (2 ) устройство сигнализирует о снижении Ujj ниже допустимого предела. Как видно из вьлражений (1) и (2) К., ) К2 и, следовательно, времена срабатывания сигнализатора Т в первом случае и Т во втором случае при прочих равньх условиях значительно отличаются, так как tr.)) . где f., частота контролируемого напряжения. Рассмотрим подробно работу схемы сигнализирующего устройства в двух режимах. В 1-м режиме работы исходным условием будем считать положение, когд относительно длительное время имеет место соотношение DX win Aort Сумма в счетчике 6 достигает кодового числа N, на которое настроен дешифратор 7, и на его выходе появляет ся сигнал, устанавливаюший регистрирующий триггер 9 в положение, при котором с его прямого выхода поступа ет сигнал Логическая 1 в блок 1, информируююий, что ,ri Aon этом на втором управлякхдем выходе блока 1 появляется запрещающий потен циал, а на третьем управляющем выходе - разрешающий. Тогда элементы 11 и 12 закрыты, а элементы 4 и 5 подготовлены к открытию,, т.е. выходы блока 2 подключены к входам реверсив ного счетчика 6. Одновременно с выхода дешифратора 7 запрещающий потенциал поступает на третий вход элемента 4, не давая воз можности импульсам, поступающим с первого выхода блока 2, переполнить счетчик 6. Теперь задача сигнализатора состоит в том, чтобы определять когда и до какой степени контролируемое напряжение и станет меньше Urtiin AonПроцесс считывания происходит по следующему алгоритму. Так как элемен И 4 закрыт, то сначала проходят толь ко импульсы с второго выхода блока 2 через элементы И 4 и ИЛИ 14 на вычитающий вход реверсивного счетчика 6 и уменьшают его содержимое на величину п 2. При этом на выходе дешифратора 7 восстанавливается разрешающий потенциал, который подготавливает элемент И 4, через который с первого выхода блока 2 проходит на суммируююий вход счетчика 6 импульсная последовательность п. Так как п п 2 то счетчик 6 опять заполняется до ве личины N и дешифратор 7 запрещающим .потенциалом закрывает вход элемент §. И 4, не давая оставшимся от импульсной последовательности п импульсам переполнить счетчик 6. . Данный процесс продолжается до тех пор, пока не наступит момент, при котором р др„ , при этом п . П2 и дп принимает отрицательное значё,ние. Следовательно, с каждым периодом измерения содержимое счетчика 6 уменьшается на величину лп, модуль которой становится тем больше, чем меньше величина контролируемого напряжения Uy . Как только содержимое счетчика 6 станет равным нулю, которое наступит при условии KZ N-51 лп. 0 , i 1 на выходе дешифратора 8 появляется запрещающий потенциал, который устанавливает регистрирующий триггер 9 в состояние, при котором на его прямом выходе появляется сигнал Логический О. Одновременно запрещающий потенциал с выхода дешифратора 8 поступает на входы элементов И 5 и 15. Информация об изменении состояния регистрирующего триггера 9 поступает на второй вход блока 1, на втором и третьем §ыходах которого появляются соответственно разрешающий и запрещгиощий потенциалы, которые поступают на входы соответственно элементов И 11, 12 и 4, 5. Выходал блока 2 через элементы И 11 и 12 подключаются к входам реверсивного счетчика 10,последовательно соединенного через элементы Или 13 и 14 со счетчиком 6. Теперь регистрирукадий триггер 9 сохраняет свое состояние, пока не произойдет восстановление до величины больше UnriHAon котором , и в счетчиках 10 и б не накопится сумма, удовлетворяющая условию .К- . . , Щ 4п. , M.N ill Тогда на выходе дешифратора 7 появляется сигнал, который устанавливает регистрирующий триггер 9 в противоположное состояние. Предлагаемое устройство по сравнению с известными обладает более высокой надежностью контроля, так как оно анализирует действующее значение контролируемого напряжения переменного тока синусоидальной Формы и обеспечивает время Срабатывания сигнализации, имеющее функциональную зависимость от величины контролируемого напряягения, как при снижении напряжения ниже минимально допустимого значения, так и при восстановлении его в допустимых пределах.

СИГНАЛИЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее блок управления, первый вход которого является входом контро лируемого напряжения, а первый выход соединен с первым входом порогового блока, второй вход которого Соединен с выходом задающего генератора, первый и второй элементы И, первый реверсивный счетчик, выходы которого соединены с входами первого и второго дешифраторов, выходы коториах соединены с установочными входами регистрирующего триггера и первыми входа ми первого и второго элементов И соответственно, вторые входы которых соединены с вторым выходом блока управления, а третьи входы - с первьм и вторым выходами порогового блока соответственно, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности,в него введены второй реверсивный счетчик, третий и четвертый элементы И и первый и второй элементы ИЛИ, причем первые входы третьего и четвертого элементов И соединены с первыгл и вторым выходами порогового блока соответственно, вторые входы - с третьим выходом блока управления г а третьи - с выходами первого и второго дешифраторов соответственно, выход третьего элемента И соединен с входом прямого, а четвер- § того элемента И - с входом обратного счета второго реверсивного счетчика, выходы переполнения и переноса которого соединешл с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ соответственно, вторые входы которых соединены с выходами первого и второго элементов И соответственно, а выходы - с входами прямого и обратного счета первого реверсивного счетчика, выход регистрирующего триггера соединен с вторым входом блока управления, третий вход которого является ВХОДО1И опорного напряжения устройства.

Л - minSon