Устройство для контроля параметров Советский патент 1984 года по МПК G05B23/02 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах автоматического управления, в частности в системах управления авиационных, судойых и других двигателей при их испытаниях и эксплуатации.

Известно устройство для контроля параметров, содержащее датчик контролируемого параметра и источник эталонного напряжения, подключенные к йнформационньм входам первого коммутатор а, выход которого через преобразователь подключен к первому входу блока сравнения( второй взСод которого соединен с выходом второго коммутатора, к информационным входам которого подключены источник рабочего и контрольного опорных напряжений, индикаторы предельного отклонения параметров и блокировки управления, логический блок, исполнительный орган я коммутирующий блок Cl Т.

Недостатком известного устройства является сложность схемного решения и малая помехоустойчивость из-за возможности ложного срабатывания исполнительного органа при проведении контроля.

Наиболее близким к предлагаемому «является устройство для контроля параметров, содержащее источник эталонного напряжения,датчик контролируемого параметра, соединенный выходом с первым входом первого коммутатора, соединенного вторым входом с выходом первого элемента И, соединенного первым входом с выходом коммутирующего блока, вторым входом через элемент задержки - с выходом коммутирующего блока, непосредственно - с входом ин-дикатора, выходом - с первым входом второго коммутатора, соединенного вторым и третьим вводами с выходами соответственно источников рабочего и опорного контрольных напряжений, выходом - с первым входом блока срав/нения, соединенного вторым входом через преобразователь с выходом первого коммутатора, выходом - с входом индикатора предельных отклонений параметра и с первым входом элемента запрета, соединенного выходом через логический блок с входом исполнитель ного органа С2 .

Недостатком является то, что указанное устройство не обеспечивает достаточной достоверности результатов контроля. Об исправности устройства

при самоконтроле оператор судит, по показаниям индикатора предельных отклонений, а точность работы линий связи и преобразователя определяется оператором с помощью показывающего прибора. процессе проверки на первый вход блока сравнения через коммутатор, линии связи и преобразователь

Q подается сигнал с источника эталонноТо напряжения (Ug), а на второй вход через второй коммутатор и линию связи подается сигнал источника контрольного опорного напряжения (), по

e напряжению равньй сигналу первого входа. Если блок сравнения срабатывает (это индицируется индикатором предельных отклонений), то считается, что блок сравнения, линии связи и

- преобразователь исправны.

Очевидно, что блок сравнения срабатывает, а индикатор индицирует исправность работы не только при равенстве сигналов на входах,но и в

5 том случае, если блок сравнения неисправен или напряжение на -первом вхрде будет больще, чем напряжение на втором входе блока сравнения. Такие соотношения- сигналов возможны

при : отсутствии сигнала U..,. или его

0

занижении в тракте; источник контрольного опорного напряжения, второй коммутатор, линии связи; завышении сигнала U, в тракте: источник эталонного напряжения, первый коммутатор,

преобразователь,, линии связи. Причем неисправную работу устройства при неисправности блока сравнения и при неисправностях, указанных выше нельзя выявить с помощью индикатора. В перечисленных случаях неисправное устройство признается исправным. По этим причинам достоверность контроля параметров недостаточна. Кроме того, выполнение операций по проверке исп равности устройства вручную вносит субъективный фактор в оценку работоспосЬбности устройства, что также снижает достоверность кoнтpoJ;Iя.

0 Цель изобретения - повьш1ение достоверности контроля.

Поставленная цель достигается I тем, что в устройство для контроля параметров, содержащее источник эта. лонного напряжения, датчик контролируемого параметра, соединенный выходом с первым входом первого коммутатора, соединенного вторым входом с выходом первого элемента И, соедйиенного первым входом с выходом коммутирующего блока, вторым входом через элемент задержки - с выходом коммутирующего блока, непосредственно - с входом индикатора, выходом с первым входом второго коммутатора, соединенного вторым и третьим входами соответственно с выходами источников рабочего и опорного контрольных напряжений, выходом - с первым входом блока сравнения, соединенного .вторым входом через преобразователь с выходом первого коммутатора, выходом - с входом индикатора предельных отклонений параметра и с первым входом элемента запрета, соединенного выходом через логический блок с входом исполнительного органа, введены формирователь импульсов, элемент НЕ, второй и третий элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, сигнализатор, первый и второй триггеры, делитель напряжения и ключ, входы которых соединены с выходом источника эталонного напряжения, а выходы - с . третьим входом первого коммутатора, вход формирователя импульсов соединен с выходам коммутирующего блока, а выход - с управляющим входом ключа первый информационньш вход первого триггера соединен с выходом формирователя импульсов, второй информационньш вход - с выходом блока сравнения, а установочный вход - с входной клеммой устройства, первый вход второго элемента И соединен с выходом первого триггера, в-Ьорой вход через элемент НЕ - с выходом коммутирующего блока, третий вход - с выходом элемента задержки, первый вход третьего элемента И соединен с выходом формирователя импульсов, второйс выходом блока сравнения, выходы второго и третьего элементов И через первый элемент ИЛИ соединены с первым установочным входом второго триггера, второй установочный вход которого соединен с входной клеммой, устройства, выход - с входом сигнализатора, а через второй элемент ИЛИ с вторым входом элемента запрета второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом элемента задержки

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 диаграмма, поясняющая.принцип дёйст, ВИЯ устройства.

Устройство содержит датчик 1 контролируемого параметра, первый коммутатор 2, преобразователь 3, блок 4 сравнения, элемент 5 зап15ета, логический блок 6, исполнительньй орган 7, коммутирующий блок 8, первый элемент И 9, элементно задержки, второй коммутатор 11, источники 12 и 13 ра- . бочего и контрольного опорных напрЯ ений, индикатор 14 предельного отклонения, индикатор 15, источник 16

эталонного напряжения, делитель 17 напряжения, ключ 18, формирователь 19 импульсов, первый триггер 20, второй элемент И 21, элемент НЕ 22, третий элемент И 23, первый элемент

ИЛИ 24, второй триггер 25, сигнализатор 26, второй элемент ИЛИ 27.

.Устройство работает следукяцим образом..

Устройство работает в режиме контроля параметров и, в режиме самоконтроля. Управление устройством в этих режимах обеспечивается коммутирующим блоком 8. В режиме контроля параметров коммутирзпощий блок 8 вьвдает на

выходе нулевой сигнал. Первый элемент И 9, закрытый по входу 28, вьщает нулевой сигнал на управлянмцие входы коммутаторов 2 и 11. В этом случае коммутатор 2 на вход преобразователя 3 подключает датчик 1

контролируемого параметра, коммутатор 11 на вход блока 4 сравнения источник 12 рабочего опорного напряжения. В этом режиме триггеры 20 и

25 находятся в состоянии с нулевым сигналом на выходе, на выходе элемента 10 задержки также нулевой сигнал. На управляющем входе элемента 5 запрета, соединенном через элемент

ИЛИ 27 с выходами триггера 25 и элемента 10 задержки - нулевой сигнал, Лоэтому элемент 5 запрета открыт. При достижении преобразованным контролируемым параметром на входе преобразователя 3 значения больше рабо чего опорного напряжения (UpQ) блок 4 сравнения срабатывает и через зле- мент 5 запрета и логический блок 6 включает исполнительный орган 7. Од

новременно включается индикатор 14 предельного отклонения параметра, сигнализируя о выходе контролируемого параметра за пределы нормы. Сигналы с блока 4 сравнения при работе

устройства в режиме контроля параметров не меняют исходного состояния триггера 20.

Проверка испрагвности устройства заключается в проверке и анализе ре.510 акции блока 4 сравнения на изменение входного эталонного сигнала (U), вы зьшающего на входе блока 4 сравнения изменение преобразованного сигнала, равное по величине зоне абсолютной погрешности тракта (.+&U), т.е. 2аО, при постоянном контрольном опорном напряжении (). С учетом коэффицие та передачи тракта преобразования и контр1шя (К) эталонное напряжение должно на входе тракта (выходах блоков 17 и 18) изменяться на 2ди/К. Причем на первом этапе проверки на вход тракта подается минимальный сиг 2dU. нал Uj, ( Оэ, ), имитирующий нижнюю границу зоны допустимых .значений преобразованного сигнала Uu, определяемую вьфажением ,-2AU/K) , а затем (на втором этапе проверки) К, имитирующий верх сигнал нюю границу допустимых значений преобразованного сигнала Ug , определяе мую вьфажением Ug 0- К . Опорное контрольное напряжение на входе блока 4 сравнения задается равным среднеарифметическому значению иg и U , т.е. / KofiHV eF WP С учетом коэффициента передачи К тракта прохождения опорного контрольного напряжения его величина и ,0 определяется вьфаЕжением KO(3N-) . Так как подобные тракты легко реа лизуются с коэффициентом передачи, очень близким к единице, К можно принять равным единице, а к Соотношение Ug , U и зона допустимых значений (заштрихованная) приведены на фигуре 2. Пример. Если коэффициент пе редачи тракта лреобразования и контроля KT 1, эталонный сигнал Uj lOO мВ,, погрешность тракта Г + 1%, то абсолютная погрешность тракта dU УЗ К сЛ/100 (100 х )/100 1 мВ. 7 На первом этапе проверки на вход тракта подается сигнал U , равный Uj и - 2ли/К too - 2«1/1 98 мВ, а на втором этапе проверки - U,- 100 мВ. Использовав приведенные ранее выражения, определяем UH Uj К 98-1 98 мВ; UB УЗ KT 100 мВ; и - К 100 .- 1 99 мВ; Если коэффициент передачи тракта преобразования и контроля увеличить до 10, то при нв:изменных остальных параметрах получаем аи 100--10-1/100 10 мВ; - 100 - 2v10/10 98 мВ; Uj 100 мВ; и„ 98 «10 980 мВ; Ug 100-10 1000 мВ; 1000 - 10 990 мВ. Если устройство исправно, то при подаче на вход тракта минимального сигнала Uj,, при К 1 и К 10 и при других (с соответствующим выбором ) значениях К-, блок 4 сравнения не должен сработать, а при подаче полного эталонного сигнала блок 4 сравнения должен сработать. При невыполнении хотя бы одного из этих условий устройстйо признается неисправньм.Включается сигнализатор 26. Очевидно, что при такой методйке производится проверка не только общей работоспособности устройства, но и производится допусковый контроль зоны общей погрешности трастов преобразования и контроля, вк1почающих коммутаторы, преобразователь, блок сравнения, индикатор предельных отклонений, линии связи, т.е. проверяется точность устройства. Изменение напряжения эталонного сигнала на 2 Л осуществляется с помощью делителя 17 напряжения и параллельно подключенного к нему ключа 18. По команде оператора или автоматически (через заданный интервал времени) коммутирующий блок 8 вьщает единичный сигнал, переводящий устройство из режима контроля параметров в режим самоконтроля. Длительность единичного сигнала устанавливается исходя из времени, необходимого для проведения проверки устройства. Этот сигнал подается на вход 28 элемента И 9, на входы формирователя 19, элемента НЕ 22, элемента 10 задержки. Элемент 10 задержки (например, реле времени с вьщержкой на отпускание) срабатывает и подает сиг нал на индикатор 15, на вход 29 элемента И 9, на вход 30 элемента И 21 и через элемент ШШ 27 на управляющий вход элемента 5 запрета. Последний по этому сигналу блокирует исполнительный орган 7 на все время проверки устройства. По этой же ко1 манде включается индикатор 15, сигн,а лизируя о работе устройства в режиме самоконтроля. Одновременно с запуском элемента 10 задержки запускается формирователь 19,выходным сигналом которого закрывается нормально откры тый ключ 18 и по входу 31 подготавли вается элемент И 23. Выходной сигнал элемента 10 задержки, пройдя через элемент И 9, переключает коммутаторы в режим проверки устройства. С этого момента на чинается первый этап самоконтроля (фиг. 2, время t). Коммутатор 11 подключает на вход блока сравнения сигнал контрольного опорного напряжения и но . Коммутатор 2 на информа- даонный вход блока 4 сравнения через делитель 17 (ключ 18 закрыт),. преобразователь 3 и линии связи подключают .эталонный сигнал Ug , ослабленный на 2ди/К, т.е. Uj Uj 2ЛО/К ;. По окончании переходных процессов в тракте, напряжение преобразованного эталонного сигнала U на входе блока 4 сравнения при исправной ра- д боте трактов преобразования и контро ля должно установиться в зоне между UKO и 0„ Ug К - 24U (фиг. 2, время 2 ) . Блок, 4 сравнения, если он исправен, в этом случае не должен сработать. В противном случае (при завыше нии сигнала Uj в тракте преобразования более, чем на ЛУ , при занижеНИИ в источнике 13 контрольного опорного напряжения или в цепи его подключения к блоку 4 сравнения более допустимого значения, при неисправной работе блока 4 сравнения, заключающийся в преждевременном.его срабатывании) блок 4 сравнения ерабатывает. Единичный сигнал блока сравнения включает индикатор 14 предельного отклонения. Перепад 0/1 этого же сигнала через вход 32 элемента И 23, открытого ранее по входу 31, через элемент ИЛИ 24 переводит триггер 25 в единичное состояние. Единичный сигнал триггера 25 включает сигнализатор 26, а через элемент ИЛИ 27 Дублирует включение элемента 5 запрета. Выключение элемента 5 запрета (а значит и снятие блокировки испойнитепьного органа 7) осуществляется оператором установкой триггеров 20 и 25 в исходное нулевое состояние по шине 28.. Первый этап самоконтроля устройства заканчивается с окончанием импульса формирователя 19 (фиг. 2, время tg.) . Длительность первого этапа npo-j верки выбирается, исходя из длительности переходных процессов трактов преобразования и контроля и инерционности преобразователя 3. Пропадание сигнала на выходе формирователя 19 вызьгоает закрытие элемента И 23 и открытие ключа 18, через который эталонный сигнал Uj , минуя делитель 17 через коммутатор 2, преобразователь 3 и соответствующие линии связи, происходит на информационный вход блока 4 сравнения (фиг. 2, время t ). С открытия ключа 18 начинается второй этап самоконтроля. Кроме тог,о, перепадом 1/0 сигнал с формирователя 19 устанавливает в единичное состояние триггер 20. Триггер 20, в свою очередь, единичным сигналом подготавливает элемент И 21 по входу 33. .Так как изменение (увеличение) на входе тракта напряжения эталонного игнала в данном случае определяется фактически погрешностью- тракта преобразования и контроля (24U/K) и измеряются десяты 1и долями или единицами процента от U , то переходные процессы от этого изменения на порядок меньше, .чем в первом этапе проверки. Поэтому время второго этапа самоконтроля на порядок меньше времери первого этапа. Время полного самоконтроля устройства, в основном, определяется временем первого этапа. По окончании переходных процессов в тракте, напряжение преобразованного эталонного сигнала Щ (ау з на входе блока 4 сравнения при исправной работе трактов преобразования и контроля должно установиться в зоне ежду )3K и и оДфиг. 2, время ). Если блок 4 сравнения тоже исправен, то в этом случае он должен сработать и своим перепадом 0/1 установить триггер 20 в исходное соетоя;ние, снимая тем самым разрешение на открытие элемента И 21 по входу 33. В противном случае (при занижении сигнала U в тракте преобра;зования более, чем на лО , при завышении и,дВ источнике 13 контрольного опорн го напряжения или в цепи его подключения к блоку 4 сравнения более допустимого значения при неисправной работе блока 4 сравнения, (заключающейся в понижении его чувствительнос ти или полного его несрабатывания) блок 4 сравнения не срабатьгаает. В этом случае триггер 20 остается в единичном состоянии до окончания вто рого этапа проверки. По окончании единичного сигнала ,(фиг. 2, время t5) на выходе коммутирующего блока 8, -на выходе элемент НЕ 22 появляется единичный.сигнал, который через вход 35 элемента И 21 (по 33 и 30 входам И 21 подготовлен ранее триггером 20 и элементом 10 задержки), через элемент ИЛИ 24 уста навливает триггер 25 в единичное со .тояние. Единичный сигнал триггера включает сигнализатор 26 и через эле мент ИЛИ 27 дублирует включение эле мента 5 запрета, запрещая работу устройства в режиме контроля. Независимо от результатов проверки устройства, по окончании единично го сигнала с коммутируннцего блока 8 элемент И 9 закрывается по входу 28, что влечет переключение коммутаторов 2 и 11 на работу в режиме контроля параметров (фиг. 2, время 5 ) На этом заканчивается второй этап самоконтроля устройства. После этого единичный сигнал на выходе элемента 10 задержки (с задержкой, устанавливаемой в зависимости от длительности процессов в тракте преобразования и контроля при пере- ключениях коммутаторов) снимается (фиг. 2, время tg ). За счет этого вьпслючается индикатор 15, указывая на окончание проверки исправности устрЬйства, и снимается блокировка с элемента 5 запрета по цепи: элемент 10 задержки, элемент ИЛИ 27. Этой операцией завершается режим проверки и подготовки к работе в режиме контроля параметров, если устройство исправно. В ПРОТИВНОМ элемент 5 запрета остается заблокированным по цепи; триггер 25 и элемент ИЛИ 27. Снятие этой блокировки и ныключенйе сигнализатора 2 осуществляет оператор командой по шине Сброс. Проверка исправности и точности устройства возможна и при различных значениях плюсовой и минусовой погрешности тракта контроля. В этом случае выбирается с учетом различных значений ди: +ЛЦц -А(3 . Двухэтапная проверка тракта преобразования и контроля, реализуемая делителем 17 и ключом 18 и соответствующей логической схемой управления, значительно сокращает вероятность неверной оценки исправности . устройства. Кроме того, такой метод проверки обеспечивает допусковый контроль точности устройства. Эти факторы значительно повьш1ают досто- верность результатов контроля. Автоматизация процессов проверки исправности предлагаемого устройства ЛЯ контроля параметров, обеспечиваеая введенной и него логикой, исклюает субъективный фактор в оценке его аботоспособиостя, что также повьппат достоверность контроля.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ, содержащее источник эталонного напряжения, датчик контролируемого параметра, соединенный выходом с первым входом первого коммутатора, соединенного вторым входом с выходом первого элемента И, соединенного первым входом с выходом коммутирii eго блока, вторым входом через элемент задержки - с выходом коммутирующего блока, непосредственно - с входом индикатора, выходом - с первым входом второго коммутатора, соединенного вторым и третьим входами соответственно с выходами источников рабочего и опорного контрольных напряжений, выходом - с первым входом блока сравнения, соединенного вторым входом через преобразователь с выходом первого коммутатора, выходом - с входом индикатора предельных отклонений параметра и с первым входом элемента запрета, соединенного выходом через логический блок с входом исполнительного органа, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в устройство введены формирователь импульсов, элемент НЕ, второй и третий элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, сигнализатор, первый и второй триггеры, делитель напряжения и ключ, входы которых соединены с выходом источника эталонного напряжения, а выходы - третьим входом первого коммутаторе, вход формирователя импульсов соединен flf выходом коммутирующего блока, а выход - с управляющим входом ключа, первьй информационный вход первого триггера соединен с выходом формирователя импульсов, второй/информационньй вход - с выходом блока сравнения, (Л а установочный вход - с входной клеммой устройства, первый вход второго элемента И соединен с выходом первого триггера, второй вход через элемент НЕ - с выходом коммутирующего блбка, третий вход - с выходом элемента задержки, первый вход третьего элeмeнтa И соединен с выходом форми:о рователя импульсов, второй - с выходом блока сравнения, выходы второго и третьего элементов И через первый ю 41 элемент ШШ соединены с первым установочным входом второго триггера, второй установочный вход которого соединен с входной клеммой устройства, выход с входом сигнализатора, а через второй элемент ШШ - с вторым входом элемента запрета, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом элемента задержки.