Устройство для допускового контроля напряжения Советский патент 1985 года по МПК G05B1/01 H03K5/24 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении устройств анализа.

Целью изобретения является повышение надежности за счет обеспечения режима самоконтроля.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы (а - пороговых элементов верхнего и нижнего уровней напряжения при изменении контролирующего напряжения Ujt, б - устройства при изменении контролируемого напряжения U во всем диапазоне).

Устройство для допускового контроля напряжения содержит входные шины 1 и 2, подключенные к информационным входам пороговых элементов 3 и 4 верхнего и нижнего уровней напряжения, выходы которых подключены соответственно к входам первого формирователя 5 и первого делителя 6, выходом подключенного через второй формирователь 7 к установочному входу второго делителя 8,входом соединенного с выходом третьего формирователя 9, а выходом - с входом четвертого формирователя 10, и к первому входу контролирующего триггера 11, второй вход которого соединен с выходом первого формирователя 5, а его выходы подключены к входам усилителей 12 и 13, выходами подключенных соответственно через накопительные конденсаторы 14 и 15 к входам элемента ИЛИ 16, выход которого подключен к обмотке контрольного реле 17, при этом входы элемента ИЛИ 16 соединены с шиной нулевого потенциала через вспомогательные диоды 18 и 19, а первый и второй выходы четвертого формирователя 10 подключены соответственно к первым входам пороговых элементов 3 и 4 верхнего и нижнего уровней напряжения через разделительные диоды 20 и 21, при этом в четвертом -формирователе 10 вход подключен к одной обкладке конденсатора 22, вторая обкладка которого подключена к щине нулевого потенциала через резистор 23 и непосредственно к базе транзистора 24, в коллекторную цепь которого подключен трансформатор 25, выводы вторичной обмотки которого подключены к выходам четвертого формирователя 10, а резистор 26, включенный между входами порогового элемента 3 верхнего уровня напряжения, обеспечивает установку порога включения порогового элемента 3, при этом пороговые элементы 3 и 4 могут быть выполнены на оптронах-инверторах 27 и 28.

Устройство для допускового контроля напряжения с самоконтролем работает следующим образом.

Контролируемое напряжение величиной Ujt с входных щин 1 и 2 поступает на пороговые элементы 3 и 4, где сравнивается с пороговыми напряжениями Ui нижнего и U2 верхнего допусков (фиг. 2а, эпюра а). При

значении контролируемого напряжения Ui на выходе пороговых элементов 4 и 3 присутствуют соответственно нулевой и единичный потенциалы, при достижении 5 величины контролируемого напряжения значения на выходе пороговых элементов 4 и 3 появляются нулевые потенциалы (фиг. 2а, эпюры а--б)

Предположим, что делители 6 и 8 в исходном состоянии находятся в нулевом состоянии, т. е. на их выходах присутствуют нулевые потенциалы, а величина контролируемого напряжения U находится в пределах , то на выходе порогового элемента 4, выполненного, например, на осноJ ве оптрона-инвертора 28, появляются нулевые импульсы (фиг. 26, эпюра б), заполняющие первый делитель 6, выполненный, например, на основе двоичного счетчика с коэффициентом пересчета, равным шестнадцати. При поступлении восьми импульсов

0 на выходе первого делителя 6 возникает положительный перепад (0/1) напряжения (фиг. 26, эпюра г), под действием которого на выходе второго формирователя 7 возникает кратковременно единичный потенциал (фиг. 26, эпюра д), устанавливающий триггер 11 в единичное состояние (фиг. 26, эпюра з), а делитель 8 в нулевое состояние (фиг. 26, эпюра е). При этом накопительный конденсатор 15 начинает заряжаться от усилителя 13, через вспомогательный диод 19, а

р накопительный конденсатор 14 начинает разряжаться через усилитель 12 и элемент ИЛИ 16 на контрольное реле 17 (фиг. 26, эпюра и) Второй делитель 8, выполненный, например, на основе счетчика с коэффициентом пересчета, равным десяти, заполняется тактирующими импульсами, например, с периодом следования 0,02 с, поступающим из формирователя 9, вход которого подключен к питающей сети. При поступлении десятого тактирующего импульса на выходе делителя 8 (через 0,2 с) появляется положительный перепад

напряжения (фиг. 26, эпюра е), воздействующий на вход четвертого формирователя 10, выполненного, например, в виде диф- енцирующей цепи из конденсатора 22 и резистора 23 и транзистора 24 с трансформатором 25 в выходной (коллекторной) цепи.

В результате этого на выходах формирователя 10 возникает импульс, воздействующий через разделительные диоды 20 и 21 на входы порогового элемента 3 (выполненного, например, на основе оптрона-инвертора 27 с шунтирующим вход последнего резистором 26, с помощью которого устанавливается порог включения порогового элемента 3), что приводит к кратковременному появлению нулевого импульса на выходе порогового элемента 3 (фиг. 26, эпюра в), единичного импульса на выходе первого формирователя 5 (фиг. 26, эпюра ж) и установке контролирующего триггера 11 в нулевое

состояние (фиг. 26, эпюра з), т. е. таким образом проверяется исправность канала верхнего допуска. При этом контрольное реле 17 начинает получать питание от накопительного конденсатора 15 (конденсатор 14 начинает подзаряжаться).

Через 0,32 с (период заполнения первого делителя 6) на выходе первого делителя 6 возникает положительный перепад напряжения, что, в конечном счете, приводит к опрокидыванию контролирующего триггера 11 в единичное состояние. Далее работа устройства повторяется.

Таким образом, в случае, когда контролируемое напряжение U не превышает напряжение U2 верхнего допуска, контролирующий триггер 11 периодически меняет свое состояние, чем обеспечивается контроль исправности канала верхнего допуска.

В случае, когда значение контролируемого напряжения превышает напряжение U2 верхнего допуска, работа устройства протекает, в основном, аналогично вышеописанному. Отличие заключается лишь в том, что от действия каждой положительной полуволны контролируемого напряжения на выходе порогового элемента 3 возникает нулевой импульс (фиг. 26, эпюра ж), воздействующий через первый формирователь 5 на вход

установки в нулевое состояние контролирующего триггера 11, т. е. данный триггер постоянно удерживается в нулевом состоян ии. Накопительный конденсатор 15 разрядится, и контрольное реле выключится. В моменты времени (через 0,32 с), когда заполняется первый делитель 6, на выходе второго формирователя 7 кратковременно появляется единичный импульс, устанавливающий контролирующий триггер И в единичное состояние, однако он через очень 0 малое время (практически мгновенно, которое определяется неодновременностью включения пороговых элементов из-за разности напряжений Ui и Ug (фиг. 2а, эпюра а-в) возвращается в нулевое состояние (фкг. 26, эпюра и). Следовательно, накопительный

5 конденсатор 15 зарядиться не успевает (в данном случае время заряда накопительных конденсаторов 15 и 14 примерно равно 0,1 с) и контрольное реле 17 остается в выключенном состоянии.

Таким образом, в случае, когда контроли0руемое напряжение U превышает напряжение Ug верхнего допуска, контролирующий триггер 11 практически остается в одном состоянии.

Таким образом, отказ любого элемента устройства приводит к обесточиванию контрольного реле, чем обеспечивается надежная работа устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОПУСКОВОГО КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее последовательно соединенные пороговые элементы верхнего и нижнего уровней напряжения, входы которых подключены к входным шинам, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности за счет обеспечения режима самоконтроля, в него введены два делителя частоты, четыре формирователя, два усилителя, два накопительных конденсатора, элемент ИЛИ, контрольное реле, два вспомогательных и два разделительных диода и триггер, выходы которого через соответствующие последовательно соединенные усилители и накопительные конденсаторы подключены к анодам вспомогательных диодов и к двум входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с обмоткой контрольного реле, при катоды вспомогательных диодов подключены к шине нулевого потенциала питания, а выходы пороговых элементов верхнего и нижнего уровней напряжения подключены к входам триггера соответственно через первый формирователь и последовательно соединенные первый делитель частоты и второй формирователь, выход которого соединен с установочным входом второго делителя частоты, входом соединенного с выходом третьего формирова(Л теля, а выходом - с входом четвертого формирователя, выходы которого через разделительные диоды подключены к входам порогового элемента верхнего уровня напряжения. ю ГС