Электроизмерительный прибор с трехпозиционным регулированием Советский патент 1984 года по МПК G01R19/165 

Изобретение относится к Электроизмерительной технике, в частности к электроизмерительным показывающим и регулирующим приборам, содержащим аналоговое оптоэлектронное отсчетное устройство. Известен электроизмерительный прибор с двухпозиционным регулированием, содержащий двухстолбцовую газоразрядную индикаторную панель, связанную выводами катодов с .выходами блока управления катодами, два формирователя,анодного напряжения, соединенных с анодами газоразрядной панели и преобразователь сигналов во временной интервал, который содержит два компаратора, к входу одного из которых присоединен источник опорного напряжения, другие входы соединены с выходом генератора пилообразного напряжения, генератор тактовых импульсов, выходом соединенный с входом генератора пилообразного напряжения с входом счетчика, а также с входом схемы управления катодами, второй вход схемы управления свя зан с выходами генератора пилообразного напряжения и счетчика, выход од ного компаратора связан с входом одного формирователя анодного напряжения, выход второго компаратора соединен с .триггером задержки, выход которого соединен с входом второго формирователя анодного напряжения L1 Недостатками этого прибора являютсй ограничение его функциональных возможностей двухпозиционным регулированием (наиболее часто требуется трехпозиционное регулирование), а также необходимость использования сложного конструктивного элемента двухстолбцовую газоразрядную индикаторную панель. Наиболее близким к изобретению явля.ется электроизмерительный прибор с трехпозиционным регулированием и сигнализацией, содержащий двухстолбцовую газоразрядную индикаторную панель, катоды которой соединены с блока управления катодами, два формирователя анодного напряжения, выходами связанными с анодами газоразрядной панели, два регулируемь1х опорных источника, логический блок, содержащий два триггера задерж ки, делитель на два, три элемента И, делитель частоты, преобразователь сигналов во временной интервал, который содержит два компаратора, каждый одним из входов соединенный с источником опорного напряжения и входами элемента ИЛИ, вторые входы компараторов объединены, являются входом устройства и соединены с третьим входом элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ связан с входами двух элементов И, выходы которых соединены с входами формирователей анодного напряжения, выходы компараторов соединены с входами триггеров задержки, а выходы которых связаны с входами двух элементов И, два других входа которых соединены с шиной питания, а третьи входы делителя частоты на два, выходы элементов И соединены с входами других двух элементов И, генератор тактовых импульсов соединен с входами генератора пилообразного напряжения и источника импульсов, выход которого соединен с входом делителя частоты на два и с входом блока управления , выход генератора пилообразного напряжения связан с входом третьего компаратора, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЖ, авыход - с входами двух элементов И 21 Heдocтaтк) этого прибора является его Сложность. Цель изобретения - упрощение прибора. Поставленная цель достигается тем, что в электроизмерительном приборе с трехпозиционным регулированием, содержащем логический блок для выбора режима индикации, газоразрядную индикаторную панель, катоды которой связаны с выходами блока управления,, а входы блока управления соединены с выходами преобразователя сигналов во временной интервал, формирователь анодного напряжения, выход которого соединен с анодом газоразрядной индикаторйой панели, делитель частоты, два элемента И, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ, вьпсод которого соединен с входом формирователя анодного напряжения, два компаратора, первые входы которых соединены с вькодами соответствующих регулируемьйс опорных источников, ВЫХОД первого компаратора соединен с первым входом первого элемента И, логический блок для выбора режима индикации выполнен в виде четырех ключей и дополнительного элемента ИЛИ, первые выводы первого и второго ключей соединены

с первыми входами первого и второго компараторов соответственно, вторые входы компараторов соединены .с вхоом прибора и первым вьгоодом третьего ключа, вторые выводы этих ключей соединены с входом преобразователя сигналов во временной интервал, первый выход которого соединен с входом второго элемента И, а третий выход этого преобразователя - с вхо- Q дом делителя частоты, выход которого соединен с первым входом дополнительного элемента ИЛИ и вторым входом первого элемента И, выход второго компаратора соединен с вторым входом дополнительного элемента ИЛИ, выход которого соединен, с входом второго элемента И, один вывод четвертого ключа соединен с вторым входом дополнительного элемента ИЛИ, а вы- jg ход первого элемента И-с другим выводом четвертого ключа, причем первый его вывод соединен с шиной питания .

На чертеже представлена сх.ема j описываемого прибора.

Последний прибор содержит газоразрядную индикаторную панель 1, блок управления 2 катодами, формирователь 3 анодного напряжения, преобразователь 4 сигналов во временной интервал, состоящий из компаратора 5, генератора 6 тактовых импульсов, соединенного с входами генератора 7 пилообразного напряжения и счетчика 8 35 импульсов. Выход компаратора 5 образует первый 9 выход преобразователя 4,- выходы генератора 6 тактовых импульсов и счетчика 8 образуют соответственно тактовый выход 10 и вы- 40 ход Сброс 11 преобразователя 4, .

соединенные с соответствующими входами блока 2. Прибор также содержит два компаратора 12 и 13, входы которых соединены с выходами регулиру- 5 емых опорных источников 15 и 14 и выводами первого 16 и второго 17 ключей. Другие входы компараторов 12 и 13 соединены с выводом третьего

ключи 18 и входом всего прибора 19. 50

Вторые выводы ключей 16-18 соединены с входом преобразователя 4 сигналов во временной интервал. Вьшод четвертого ключа 20 соединен с шиной питания 21, один вывод этого ключа 55 соединей с входом элемента И 22, а другой вывод - с входом элемента ИЛИ 23 Вторые входы элемента И 22 н элемена ИЛИ 23 соединены с выходом делитея частоты 24, вход которого соедиен с выходом Сброс 11. Свободный ход элемента И 22 соединен с выхоом 25 компаратора 12, а свободный ход элемента ИЛИ 23 соединен с инверсным выходом 26 компаратора 13. Один вход элемента И 27 соединен с выходом элемента ИЛИ 23, а другой вход - с выходом 9 преобразователя 4. Выходы элементов И 22 и 27 через элемент ИЛИ 28 соединены с входом формирователя 3 анодного напряжения. Компаратор 13 имеет прямой выход 29.

Работа прибора осуществляется следующим образом.

Регулируемые опорные источники 14 и 15 задают некоторые фиксированные уровни напряжения, соответствующие сигналам нижнего и верхнего уровней зоны регулирования (верхний уровень всегда больше рижнего уровня) , которые поступают на соответствующие входы компараторов 12 и 13. На другие входы компараторов через вход 19 прибора поступает измеряемый сигнал.

Режим работы компараторов 12 и 13выбирается таким образом, чтобы при нахождении измеряемого сигнала в пределах установленной зоны регулирования на вых.одах 23 и 29 имелся бы низ кий уровень напряжения (низкий уровень напряжения обозначен О, а высокий 1).

В результате, если измеряемый сигнал становится меньше сигнала нижнего уровня регулирования, то срабатывает компаратор 12, и на его выходе 25 устанавливается 1, Если же изМет ряемый сигнал становится больше сиг-, нала верхнего уровня регулирования, то срабатывает компаратор 13, и на его выходе 29 устанавливается 1. Таким образом осуществляется функция трехпозиционного регулирования.

Устройство может работать втрех : режимах индикации.

В первом режиме при помощи светоизлучающего столбца индицируется нижний уровень регулирования. Этот режим позволяет оператору, обслуживащему прибор, установить требуемое значение нижнего уровня регулирования или проверить его значение. Таким же образом во втором режиме индицируется верхний уровень регулирования. , Назначение этого режима работы аналогично первому. Таким образом, в первом и втором режимах благодаря соответствующей индикации устанавливается необходимая зона, в которой должен находиться измеряемый сигнал. В третьем режтдае при помощи того же самого светоизлучающего столбца индицируется измеряемый сигнал и осуществляется сигнализация при выходе измеряемого сигнала за пределы зоны, установленной в первом и втором режимах , В первом режиме- замкнут ключ 16, ключи 17 и 18 разомкнуты, а ключ 20 замыкает вход элемента ИЛИ .23 на шину питания 21. В этом режиме на вы ходе элемента И 22 постоянно сохраняется О, так как на один из входов этого элемента подается О от контакта ключа 20, а на выходе эле- мента ИЛИ 23 постоянно сохраняется 1, поскольку на один из входов этого элемента подается 1 от.шины питания 21. В результате управления формирователем 3 анодного напряжения осзтцествляется только через в.ход элемента И 27. На вход преобразователя 4 через ключ 16 поступает напряжение от источника 14, соответствующее сигналу нижнего уровня регулирования Конпаратор 5 сравнивает это напряжение ( пилообразным, которое формирует генератор 7 пилообразного напряжения. В момент равенства этих напряжений компаратор 5 срабатывает, в результате чего на выходе 9 устанавливается 1, которая через элемент И 27, элемент ИЛИ 28 и формирователь 3 анодного напряжения выключает питание анода газоразрядной индикаторной панели 1. В результате длина светящегося столбца этой панели соответствует сигналу нижнего уровня регулирования. Во втором режиме замкнут ключ 17, ключи 16 и 18 разомкнуты, а ключ 20 замыкает вход элемента ИЛИ 23 на шину питания 21. В этом режиме работа устройства осуществляется аналогично первому. Разница заключается в том. что поскольку вход преобразователя 4 соединен через ключ 17 источником 15 то длина светящегося столбца соответствует сигналу верхнего уровня регули- хода

рования. ,

В третьем режиме ключа 16 и 17 разомкнуты, ключ 18 замкнут, а ключ 20 замыкает вход элемента И 22 на шину питания 21. 11

мент И 27,- что вызывает периодическое выключение питания анода газоразрядной индикаторной панели 1 только после переноса разряда вдоль всей длины столбца. Поэтому измеряемый 296 Пример 1. Измеряемый сигнал находится в зоне регулирования. Б этом случае на выходах 15 и 29 имеется О, следовательно на инверсном выходе 1, поэтому так же, как и в первом и втором режимах на выходе элемента И 22 постоянно сохраняется О, а на выходе элемента ИЛИ 23 постоянв результате чеНО сохраняется го управление формирователем 3 анодного напряжения осуществляется только от выхода 9 преобразователя 4, При этом поскольку вход преобразователя 4 соединен через ключ 18 с входом 19 прибора, длина светящегося столбца, соответствует измеряемому сигналу. П р и.м е р 2. Когда измеряемьй сигнал меньше сигнала нижнего уровня регули,ювания, на выходе 25 имеется 1, а на выходе 29 - О. Поэтому так же, дак и в примера 1 осуществляется управление от выхода 9 преобразователя 4. Кроме того, импульсы стоты (2-10 Гц) с выхода делителя частоты 24 проходят черезэлементы И 22, элемент ИЛИ 28 и формирователь 3 анодного на пряжения и периодически выключают-питание газо--разрядной индикаторной панели 1, вызывая тем самым мерцание светящегося столбца, длина которого соответствует измеряемому сигналу. Таким образом осуществляется сигнализация, . указывающая на то, что измеряемьй сигнал стал меньше нижнего уровня регулирования. Пример 3. Когда измеряемьй сигнал больше сигнала верхнего уровня регулирования,на выходе 27 имеется О (следювательно, на выходе И 22 постоянно сохраняется О), а на выходе 29 имеется 1 (следовательно. на вьгходе 26 имеется О). Поскольку периодически с выхода делителя частоты 24 на вход элемента ИЛИ 23 поступает О, то и на выходе элемента ИЛИ 23 также О (так как на остальных входах этого элемента постоянно сохраняется О). В результате периодически осуществляется запрет на прохождение импульсов гашения с вы9 преобразователя 4 через эле711сигнал индицируется постоянно, а на остальной части столбца возникает мерцание, которое и является сигналом о том, что измеряемый сигнал пре высил сигнал верхнего уровня регулирования. Благодаря тому, что сигнализация проявляется по-разному, оператору легко установить, в какую сторону из заданной зоны вышел измеряемый параметр. Работа остальных элементов устрой ства происходит независимо от режима индикации и осуществляется следукшщм образом. Управление катодами газоразрядной индикаторной панели 1 выполняет блок управления 2, на который поступают импульсы со счетчика 8, возбуждающие газовый разряд в начале столбца, и тактовые импульсы с генератора 6 так товых импульсов, вызывакяцие направленное перемещение газового разряда, вдоль столбца, причем это перемещение осуществляется вплоть до возникновения импульса гашения, который формирует формирователь 3 анодного натяжения. Счетчик 8 осуществляет, кроме того, синхронизацию работы генератора 7 пилообразного напряжения. Информация об уровнях регулирования является избыточной, так как она необходима только при установлении зон регулирования в процессе подготовки к работе. В процессе же работы оператор получает информацию о положеНИИ измеряемых параметров относительно соответствующих зон регулирования посредством сигнализации..6 подобных случаях использование описываемого прибора значительно снижает утомляемость оператора, позволяет, ему обслуживать значитеьно большее число приборов.

ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР С ТРЕХПОЗИЦИОННЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ, содержащий логический блок для выбора режима индикации, газоразрядную индикаторную панель, катоды которой связаны с выходами блока управления, а входы блока управления соединены с выходами преобразователя сигналов во временной интервал, формирователь анодного напряжения, выход которого соединен с анодом газоразрядной индикаторной панели, делитель частоты, два элемента И, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ, выход, которого соединен с входом формирователя анодного напряжения, два компаратора, первые входы которь1х соединены с выходами соответствующих регулируемых опорных источников, выход первого компаратора соединен с первым входом первого элемента И, о тл и ч а ю щ и и с я что, с целью упрощения прибора, логический блок для выбора режима индикации выполнен в виде четырех ключей и дополнительного элемента ИЛИ, первые выводы первого и второго ключей соединены с первыми входами первого и второго компараторов соответственно, вторые входы компараторов соединены с входом прибора и первым выводом третьего ключа, вторые выводы этих ключей соединены с входом преобразователя сигналов во временной интервал, пер- вьй выходкоторого соединен с входом второго элемента И, а третий выход j этого преобразователя - с входом де0) лителя частоты, выход которого соединен с первым входом дополнительного элемента ИЛИ и вторым входом первого элемента. И, выход второго компаратора соединен с вторым входом дополнительного элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом второго элемента И, один вьгаод четвертого ключа соединен с вторым входом дополнительного .элемента ИЛИ, а вход первого элемента И - с другим выводом четвертого ключа, причем первый его выцод соединен с шиной питания.