Устройство для контроля параметров электрических сигналов Советский патент 1986 года по МПК G01R19/165 

устройство введены второй коммутатор 6, п-1 компараторов 4, кодоуп- равляемый делитель 13 напряжения, генератор 14 образцового напряжения и регистратор 8 неисправного канала. Устройство также содержит первичные измерительные преобразователи 1, пер- эьй коммутатор 2,.функциональные

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для построения многоканальных систем контроля и измерения параметров различных объектов с помощью первичных преобразователей (датчиков) электрических и неэлектрических величин, например вибропараметров, параметров электромагнитного поля энергоагрегатов, машин и механизмов.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля.

На фиг. 1 изображена схема предложенного устройства; на фиг. 2 - схема регистратора неисправного канала; на фиг. 3 - схема блока управления; на фиг. 4 - временные диаграммы работы устройства.

Первичные измерительные преобразователи 1 подключены через первьй коммутатор 2 и функциональные преобразователи 3 к компараторам 4. Вторые входы компараторов 4 соединены одновременно с выходами блока 5 за- ,Дания уставок и входами второго коммутатора 6. Выходы компараторов 4 подключены к регистру 7 памяти результатов контроля и к сигнальным входам регистратора 8 неисправного канала. Выходы регистра 7 памяти результатов контроля соединены с входа I ffit блока 9 световой индикации и бло- jca 10 звуковой сигнализации. Вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 11 подключен к выходу второго коммутатора 6, а выход - к входу индикатора 12 уставок и к управляющему входу кодоуправляемого делителя 13 напряжения, сигнальный вход которого соединен с выходом генератора 14 образцового напряжения. Выход кодоуппреобразователи 3, блок 5 задания уставок, регистр 7 памяти, блок 9 световой индикации, блок 10 звуковой сигнализации, АЦП II, индикатор 12 уставок, блок 15 управления. Функциональная схема регистратора 8 неисправного канала приводится в описании / изобретения. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

эавляемого делителя 13 напряжения подключен к калибровочной шине первого коммутатора 2. Управляющие входы первого и второго коммутаторов 2 и 6

и регистратора 8 неисправного канала подключены к первому выходу блока 15 управления. Второй и третий выходы блока 15 управления подключены соответственно к входам записи и считьюания регистратора 8 неисправного канала (фиг. 1).

Регистратор 8 неисправного канала содержит последовательно включенные первый мультиплексер 16, сигнальные

входы которого соединены с сигнальными входами регистратора 8, а управляющий вход - с управляющим входом регистратора 8, регистр 17 памяти результатов калибровки, ждущий

мультивибратор 18, элемент И 19. Выход ждущего мультивибратора 18 подключен одновременно к управляющему входу второго индикатора 20. Вход записи регистратора 8 подключен к

второму входу элемента И 19 к через формирователь записи 21 - к входу записи регистра 17. Вход считьтания регистратора 8 подключен к третьему входу элемента И 19, выход которого

одновременно соединен через формирователь 22 считьюания с входом считывания регистра 17 и с входом первого счетчика 23. Выход счетчика 23 соединен с сигнальными входами второго индикатора 20 и второго мультиплексора 24 (фиг. 2). Управляющий вход и вход записи второго мультиплексора 24 соединены соответственно с . управляющим входом и входом записи

регистратора 8, а выход - с адресным входом регистра I7 памяти результатов калибровки. Блок 15 управления

содержит последовательно включенные задающий генераТбр 25, делитель 26 частоты, втарой счетчик 27 импульсдв, вьпсодьг которых соединены соответственно с третьим, вторым и первым выходами блока 15 управления (фиг. 3)

Устройство работает следующим об- раэом,

Контролируемые Сигналы от объекта контроля возбуждают первичные измерительные преобразователи 1 и через первый коммутатор 2 и функциональные преобразователи 3 поступают на компараторы 4, где сравниваются с уставками, эквивалентными заданным уровням контрол1фуемого параметра, и формируемыми блоком 5 задания уставок. При превьпиении сигнала над . уровнем уставки компаратор 4 сраба- тьшает, результат срабатывания записывается в регистр 7 памяти результатов контроля и шдаодйтся на блок 9 световой индикащяс числе пр въшекий. В случае, если в канапе произошло несколько (определяется пользователем) превышений уровня контролируемого сигнала над уставкой, то срабатывает блок 10 звуковой сигнализации.

Второй комкд татор 6 уставок подключает поочередно зыкорц блока 5 задания уставок к А1Ш 1 с последующим первым индикатором 12 уставок. Причем в предлагаемом устройстве ; возможен циклический контроль уровней уставок, что обеспечивается наличием в блоке 15 угфавпения второго счетчика 27 номера канала (фиг.З) который управляет коммутатором 6.

Дпя увеличения достоверности контроля в устройстве предусмотрена возможность автоматического осуществления калибровки измерительных каналов. Причем калибровка производится в рабочей точке номинальным уровнем сигнала, что позволяет гарантировать достоверность onepai Bi калибровки во всем динамическом диапазоне уровней уставок независимо от нелинейности измерительного тракта, влияния шумев, нечувствительности и других факторов, оказываняцих влияние на коэффициент передачи тракта, а следовательно, и на зону фиксации превышения контролируемого параметра на уставкой.

Проверка исправности тракта конт- роля по каждому каналу в любой точ

to

ке рабочего диапазона уставок и контролируемых параметров происходит сле- дуюидам образом.

Блок 15 управления последовательно формирует коды каналов. Допустим, сформирован код 1-го канала. Тогда напряжение уставки i-го канала через второй коммутатор 6 подключается к АЦП 11, который формирует цифровой эквивалент уставки. Генератор 14 образцового напряжения служит для формирования сигнала, адекватного по форме сигналам с первичных преобразователей 1. Кодоуправляемый дели- 15 тель 13 напряжения преобразует сигнал с генератора 14 в величину, тождественную величине уставки i-ro канала. Сигнал с делителя 13 поступает на калибровочную шину коммутатора 2, управляемого блоком 15. Коммутатор 2, таким образом, подключает калибровоч- ньй сигнал, адекватный по форме контролируемому параметру и тождественный ПО величине уставке i-ro канала контроля, к функциональному преобразователю 3 1-го канала. При подаче такого сигнала в исправном канале обязан сработать компаратор 4, зафиксировав превышение. Регистратор 8 неисправного канала, подключенный к выходам компараторов 4 и управляе 1« 1й блоком 15 управления, осуществляет идентификацию неисправного канала, в котором сработал компаратор 4 тфи подаче калибровочного сигнала. Этс происходит следунщим образом.

20

2S

30

35

Выходы компараторов 4 через первый мультиплексер 16 (фиг. 2), управляемый вторым счетчиком 27 (фиг. 3),

подключены к информационному входу регистра 17 памяти результатов калибровки. Структура памяти регистра 17 должна быть пх1 бит, где п - число измерительных каналов. Генератор 25

формирует тактовые импульсы U

(фиг. 4а), служащие для формирования .сигналов записи и считывания и управляющего сигнала при циклическом опросе каналов. Сигнал U (фиг. 4i )

на выходе делителя 26 частоты служит для формирования импульсов записи Uj в память регистра 17 (фиг. 4Ь) через формирователь 21 записи. Одновременно сигнал и является управляющим для второго мультиплексера 24 и обеспечивает разделение во времени- процессов записи и считьгоания в память регистра 17.

Таким образом, если U высокого уровня, импульсы и, через элемент И 19 проходят на формирователь 22 считывания и первый счетчик 23 (импульсы U4., фиг, 42.), на выходах которого формируется код, который чере второй мультиплексор 24 поступает на адресную шину регистра 7 памяти результатов калибровки. Если U низкого уровня, то регистр 17 работает в режиме записи и на его адресную шину через второй мультиштексер 24-поступает код номера канала от второго счетчика 27.

В случае исправного канала в ячейку, адресуемую номером канала, будет записан высокий логический уровень, в противном случае - низкий После совершения полного цикла калибровки в регистр 17 памяти результатов калибровки будет записана полная информация об исправности всех каналов.

Считывание происходит в то время когда и имеет высокий логический уровень, причем для обеспечения опроса всех каналов частота считывания должна быть в 2п раз больше тактовой частоты импульсов V, , отсюда требование к коэффициенту деления делителя 26 частоты, т.е. коэффициент деления должен быть равен 2п, где п - число каналов в устройстве.

Если имеет место неисправность (не срабатывание компаратора 4 на калибровочный сигнал), то из ячейки регистра 17, определяемой номером канала, в котором это имеет место, считьгеается низкий логический уровень (импульсы Uj- , фиг. 4а). При этом импульс и запускает мультивибратор 18 (импульсы Ug , фиг.4е), низкий уровень на выходе которого связью с входом элемента И 19 останавливает процессы считьшания и счета в данном такте, а связью с вторым индикатором 20 дает разрешение на индикацию неисправного канала, код которого сформирован на выходе первого счетчика 23. Длительность сигнала низкого уровня на выходе мультивибратора 18 не должна выходить за пределы текущего такта калибровки.

Если имеются несколько неисправных каналов, то их идентификация осуществляется в последующих тактах работы устройства.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Таким образом, возможность автоматического осуществления калибровки измерительных каналов в рабочей точке номинальным уровнем сигнала позволяет гарантировать достоверность информации о исправности измерительного канала, следовательно исключает неправильный результат контроля параметра по данному каналу и тем самым повьш1ает достоверность - контроля во всем динамическом диапазоне уровней уставки независимо от нелинейности измерительного тракта, влияния шумов, нечувствительности и других факторов.

Время подключения канала на калибровку может быть сведено до допустимого минимума, поскольку нет необходимости повторять калибровку через короткие промежутки времени, за которые изменение характеристики канала маловероятно. Поэтому в устройстве, находящемся в любой момент времени в откалиброванном состоянии в рабочих точках диапазона, поддерживается высокая достоверность контроля непрерывно, так как каналы калибруются не одновременно, а поочередно и отключаются при этом на относительно малые промежутки времени, с большим интервалом времени между ними.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля параметров электрических сигналов, содержащее п первичных измерительных преобразователей, п функциональных преобразователей-, первьй коммутатор, компаратор, регистр памяти результатов контроля, блок задания уставок, аналого-цифровой преобразователь, блок световой индикации, блок звуковой сигнализации, первьй индикатор, блок управления, первый из выходов которого соединен с управляющим входом первого коммутатора, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в него введены второй коммутатор, п-1 компараторов, кодоуправляемый делитель напряжения, генератор образцового напряжения и регистратор неисправного канала, причем выходы первичных измерительных преобразователей и ко- доуправляемого делителя напряжения через первый коммутатор соединены с входами функциональных преобразователей, одни входы компараторов подключены к выходам функциональных преобразователей, другие входы - к выходам блока задания уставок, а выхо- ды - к входам регистра памяти результатов контроля, входы блоков световой индикации и звуковой сигнализации соединены с выходами регистра памяти результатов контроля, сигналь ныв входы регистратора неисправного канала подключены к выходам компараторов, а управляющий вход, входы записи и считьшания - соответственно к первому, второму и третьему выходам блока управления, сигнальные входы второго коммутатора соединены с выходами блока задания уставок, а управляющий вход - с первым входом блока управления, вход анапого-дифрово- го преобразователя подключен к выходу второго коммутатора, а выход - к входу первого индикатора и управляющему входу кодоуправляемого делителя напряжения, сигнальный вход которого соединен с выходом генератора образцового напряжения, а выход - с калибровочной шиной первого коммутатора.

2. Устройство по п. 1,отли- чающееся тем, что регистратор неисправного канала содержит последовательно включенные первьй мультиплексор, сигнальные входы которого соединены с сигнальными входа

ми, а управляющий вход - с управляю 15 20 25

о

5

ющим входом регистратора, регистр памяти результатов калибровки, жду- пщй мультивибратор, элемент И, второй и третий входы которого подключены соответствено к входам записи и считывания регистратора, и первый счетчик импульсов, второй индикатор, сигнальный вход которого соединен с выходом первого счетчика импульсов, а управляющий вход - с выходом ждущего мультивибратора, второй мультиплексор, сигнальньй вход которого подключен к выходу счетчика импульсов, управляющий вход и вход записи - соответственно к управляющему входу и входу записи регистратора, а выход - к адресному входу регистра памяти результатов калибровки, формирователь сигналов записи, вход которого соединен с входом записи регистратора, а выход - с входом записи регистра памяти результатов калибровки, формирователь сигналов считывания, вход которого подключен к выходу элемента И, а выход - к входу считывания регистра памяти ре-- зультатов калибровки.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления содержит последовательно включенные задающий генератор, делитель частоты, второй счетчик импульсов, выходы которых соединены соответственно с третьим, вторым и первым входами данного блока.

Изобретение может быть использовано для построения многоканальных систем контроля и измерения параметров различных объектов с помощью датчиков электрических и неэлектрических величин, например вибро- параметров, параметров электромагнитного поля энергоагрегатов, машин и механизмов. Целью изобретения является повышение достоверности контроля. Для достижения этой цели в т / М

ffiffxo Выход

ct/t/fTf t effff/ft 3afrt/ctf

Составитель Л. Морозов Редактор М. Келемеш Техред М.ХоданичКорректор И.

-ef. ---------- -

з1 аГ4404МО Тираж 728Подписное

ВПИИПИ 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

фие.З

epve.