Устройство контроля превышения уставок Советский патент 1986 года по МПК G01R19/165 

ции, ключи 19-21. Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены второй и третий компараторы 6 и 7, дешифратор 8 масштабов и коммутатор 9 масштабов. При этом усилитель 2, блок 3 и ключи 19 и 20 образуют масштабньй усилитель. Устройство обеспечивает автоматичесИзобретение, относится к электроизмерительной технике.

Цель изобретения - цовышение точности контроля в широком динамическом диапазоне контролируемых сигналов. ,-;

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит первичный .преобразователь 1, первый усилитель 2, первый блок 3 резисторов, функциональный преобразователь 4, вход которого подключен к выходу усилителя 2, а вькод - к первому входу первого компаратора 5, второ и третий компараторы 6 и 7, выходы которых соединены с первым и вторьм входами дешифратора 8 масштабов, коммутатор 9 масштабов, второй усилитель 10, выход которого подключен к второму входу компаратора 5, второй блок 11 резисторов

блок 12 задания уставок, выход которого подключен к первым входам ком- параторов 6 и 7, источник 13 опорного напряжения, первый и второй выходы которого подключены к вторым входам компараторов 6 и 7 соответственно и блок 14 индикации, вход которого соединен с выходом компаратора 5, причем блок 3 резисторов состоит из первого 15, второго 16, третьего 17, и четвертого 18 резисторов, коммутатор 9 масштабов состоит из первого 19, второго 20 третьего 21 и четвертого 22 ключей, блок 11 резисторов состоит из пятого 23, шестого 24, седьмого 25 и восьмого 26 резисторов, выход преобразователя 1 соединен с входом усилителя 2 через резистор 15, резистор 16 включен между входом и выходом усилителя 2, параллельно резистору

кое адаптирование масштаба масштабного усилителя к контролируемому сигналу. Повьшение точности устройства обеспечивается тем, что функциональный преобразователь 4 работает всегда в своем рабочем диапазоне входных напряжений независимо от уровня: контролируемого сигнала. 1 ил.

16 включены последовательно соединенные резистор 17 и ключ .19, а также последовательно соединенные резистор 18 и ключ 20, выход блока 12 соединен с входом усилителя 10 через резистор 23, резистор 24 включен между входом и выходом усилителя 10, параллельно резистору 24 включены последовательно соединенные резистор 25 и ключ 21, а также последовательно соединенные резистор 26 и ключ 22, управляющие входы ключей 19 и 21 соединены с первым выходом дешифратора 8, управляющие входы ключей 20 и 22 соединены с вторым выходом дешифратора 8.

Устройство работает следующим образом.

Контролируемый сигнал от первично-. гр преобразователя 1 проходит через масштабный усилитель, образованньй усилителем 2, блоком 3 и ключами 19 и 20, на вход функционального преобразователя 4, ас его выхода - на вход компаратора 5 для сравнения с; уровнем уставки U. При превьш ении сигналом Uj, уровня уставки U компаратор 5 срабатывает, а блок 14 индикации фиксирует это превьш1ение

Динамический диапазон сигналов (Сф), в котором функциональный преобразователь 4 обеспечивает требуемую точность преобразования, как правило., значительно меньше, чем диапазон изменения контролируемых: сигналов. Обьмно значение DQ, не превьш1ает 5-10, тогда как уровень контролируемого (и, значит,, уставок) может меняться в 1000 и более раз. Это обстоятельство требует использования масштабного усилителя с изменяющимся коэффициентом усиления, чтобы вне зависимости от уровня контролируемого сигнала приводить его к рабочему диапазону на входе функционального преобразователя.

Устройство осуществляет автомати- ческое адаптирование масштаба К масштабного усилителя к контролируемому сигналу Ug, т.е. для любого значения напряжения и,,„ преобразователя 1 ьх

выполняется равенство

и, (1)

где и - опорное напряжения на входе компаратора 5 (здесь масштабный коэффициент функционального преобразова- теля 4 принят равным 1).

Рассмотрим работу устройства для случая, когда преобразователь 4 работает в диапазоне входных напряжений

от иф«ии ДО Utp. , причем

/Urn. тин D™ 10, а диапазон значений Ugu, а значит, и диапазон значений Uyf, (,Ma«/V-««и) Р Кроме того, для удобства рассмотрения

„ ,- примем, что для всех значении Ugj.

справедливо условие Uj , которое чаще всего и практически выполняется .

Если пороговое значение контроли- руемого сигнала лежит в области малых значений, то и для уставки на выходе блока 12 справедливо неравенство

UIJCT. мин Uycr Up где и lOUycj д,„ - напряжение срабатывания компаратора 6.

При этом на выходах компараторов 6 и 7 устанавливается сигнал О, все ключи компаратора 9 находятся , в разомкнутом состоянии, что соответ ствует максимальному усилению масштабных усилителей на основе усилителей 2 и 10

(

и

V V

%oiifc и

If. waitc

- максимальное значение

где и

опорного напряжения П на входе компаратора 5.

Поскольку в .данном случае U д,o., / 50 .мим принято равным IQOO, то К к.1какс о .100. В этом пбдциапат

зоне контролируемьш сигнал самого низкого уровня, будучи усилен в К 100 раз, достигает по уровню значе-55 ВИЙ напряжений, соответствующих диапазону рабочих сигналов функционального преобразователя 4. Результат

срабатывания компаратора 5 фиксируется блоком 14 индикации.

Если значение контролируемого сигнала больше UQ tOUy 1,, то для уставки выполняется неравенство

и

сг

и

о )

где и; 10и; lOOUy,, ,, . В этом случае срабатывает компаратор 6 и на его выходе устанавливается сигнал 1. На выходе дешифратора 8 устанавливается комбинация сигналов, при которой.замыкаются ключи 20 и 22 ком- ; мутатора 9 масштабов, чем устанавливаются коэффициенты усиления масштабных усилителей,- равные К K,Qfp/10 10 (второй поддиапазон). Аналогично первому поддиапазону (К ) контролируемый сигнал во втором поддиапазоне усиливается до значений, соответ- . ствующих рабочему диапазону функционального преобразователя 4.

Если пороговое значение контролируемого сигнала больше чем , то для уставок выполняется неравенство

и.

П 1

jcr tjcr. макс

30

40

45

50

55

В ЭТОМ случае срабатывают оба компаратора 6 и 7, н.а выходе дешифратора 8 устанавливается комбинация сигналов, замыкающая обе пары ключей коммутатора 9. Этим устанавливается ми- нимальное значение коэффициента условия масштабных усилителей, равное 3-5 к К„д./100 1 (третий поддиапазон) . Пороговые значения напряжений Up и Ug формируются источником 13 опорных напряжений.

Таким образом, при изменении пороговых уровней контролируемых сигналов (равно как и значений уставок) в 1000 раз при динамическом диапазоне функционального преобразователя, равном 10, масштабные коэффициенты усилителей сигнала и уставки принимают (в зависимости от поддиапазона) три различных значения (К 100; К 10; к 1). Благодаря этому функциональный преобразователь 4 работает всегда в своем рабочем диапазоне входных напряжений вне зависимости от уровня контролируемого сигнала, а ком парируемые напряжения на входе компаратора 5 изменяются только в

пределах диапазона Da,, что обеспечивает повьш1ение точности устройства при контроле сигналов широкого динамического диапазона.

Формула изобрет-ения

Устройство контроля превышения уставок, содержащее первичный преобразователь, первый и второй усилители, первый и второй блоки резисторов, функциональный преобразователь, выход которого подключен к первому входу первого компаратора, блок индикации , подключенный к выходу первого компаратора, блок задания уставок и источник опорного напряжения, отличающееся тем, что, с целью ловышения точности контроля, в него введены второй и третий компара- торы, дешифратор масштабов и коммутатор масштабов, причем первьй блок резисторов состоит из первого, второго, третьего и четвертого резисторов, второй блок резисторов - из пя- того, шестого, седьмого и восьмого резисторов, коммутатор масштабов из первого, в торого, третьего и четвертого ключей, выход первичного преобразователя соединен с входом первого усилителя через первый резистор, второй резистор включен между входом и выходом первого усилителя, параллельно второму резистору включены после-

Редактор А, Козориз Заказ 3698/42

Составитель С. Рыбин

Техред О.Сопко Корректор В. Бутяга

Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

0

5

0

довательно соединенные третий резистор и первый ключ, а также последовательно соединенные четвертый резистор и второй ключ,, выход первого усилителя подключен к входу функционального преобразователя,выход блока задания уставок соединен с входом второго усилителя через пятый резистор, щес- той резистор включен между входом и выходом второго усилителя, параллельно шестому резистору включены последовательно соединенные седьмой резистор и третий ключ, а также последовательно соединенные восьмой резистор и четвертый ключ, выход второго усилителя соединен с вторым входом первого компаратора, первые входы второго и третьего компараторов подключены к выходу блока задания уставок, вто-. рые входы - к первому и второму выходам источника опорного напряжения соответственно, а выходы - к первому и второму входам дешифратора масштабов, первый выход которого соединен с управляющими входами первого и третьего ключей, второй выход которого соединен с управляющими входами второго и четвертого ключей.

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повьшение трчности контроля в широком динамическом диапазоне контролируемых сигналов. Устройство содержит первичный преобразователь 1, усилители 2 и 10, блоки 3 и 11 резисторов, содержащие резисторы 15-18 и 23-26 соответственно, функциональный преобразователь 4,. компаратор 5, блок 12 задания уставок, источник 13 опорного напряжения, блок 14 индика(Л