Двухпороговое устройство для контроля напряжения Советский патент 1987 года по МПК G01R19/00 

13 регулировки опорного напряжения, источник 16 опорного напряжения, содержащий источники 17 и 18 положительного и отрицательного напряжений, управляемые ключи 19 и 20, пыхолную шину 21, шины 22 и.23 управления, входную и выходную шины 24 и 25 уст1

Изобретение от осится к контрольно-измерительной технике и может бытг использовано в устройствах автоматического контроля и регистрации.

Целью изобретения является расти- рение области применения и повышение надежности за счет логического анализа результатов измерения и введения дополнительных функций контроля отсутствия сигнала и одновременного контроля по двум уровням })апряжений.

На фиг.1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема источника опорного напряжения; на фиг. 3 и 4 - эпюры напряжений в характерных точках схема при контроле гармонических колебаний и 1П (ПУЛЬСОВ.

Лвухпороговое устройство для контроля напряжений содержит нуль-орган 1, порогов ые элементы 2 и 3, блок 4 управления, элементы И-ИЛИ , триггеры 8 и 9, апемент И-ИЛИ 10, генератор 11 импульсов,, формирователь 12 импульсов, элемент 13 регулировки опорного напряжения, формирователи 14 и 15 импульсов, источник 16 опорного напряжения, включающий в себя источники 17 и 18 положительного и отрицател1,ного напряжения и управляемые ключи 19 и 20, выходную шину 21 и шины 22 и 23 управления, а также входную 24 и выходн ло 25 нины устройства .

Вход нуль-органа 1 и первые входы пороговых элементов 2 и 3 подключены к входной шине 24. устройства, причем нуль-орган 1 и пороговые элементы 2 и 3 охвачены не показанной на фиг.1 положительной обратной связью для образования петли гистерезиса. Первый выход блока 4 управления соединен с

ройства. 1)лок 4 управления формирует на своих выходах логические управляющие сигналы, программирующие режим работы устройства согласно таблицам, приведенным в описании изобретения. 1 3 . п. ф-лы,- 2 табл.

.

0

0

вторыми входами первых групп входов элементов И-11ЛИ 5-7, вторые входы BTopiiix групп входов элементов И-ИЛИ 5-7 подключены к второму выходу блока 4 управления. Инверсный и прямой выходы нуль-органа 1 соединены с первыми входами соответственно первой и второй групп входов элемента И-ИЛИ 5, первые входы nepBofi и второй групп входов элемента И-ИЛИ 6 подключены соответственно к прямому и инверсному выходам порогового элемента 2. Прямой и инверсный выходы порогового элемента 3 подключены к первым входам соответственно первой и второй групп входов элемента И-ИЛИ 7. Прямые выходы элементов И-ИЛИ 6 и 7 подключены к входам установки соответственно триггеров 8 и 9. Первый и второй нходы первой группы входов элемента И-ИЛИ К) соединены соответственно с прямым и инверсным выходами элементов И-ИЛИ 6 и 7. Выход генератора 11 импульсов и третий выход блока 4 управления подключены соответственно к третьему и четвертому входам первой группы входов элемента И-ИЛИ 10, второй, третий и четвертый входы второй группы входов которого соответственно соединены с инверсным выходом триггера 8, прямым выходом триггера 9 и четвертым выходом блока 4 управления. Выход элемента И-ИЛИ 10 через формировател1 12 импульсов соединен с выходной шиной 25 устройства. Вторые входы пороговых элементов 2 и 3 через элемент 13 регулировки опорного уровня, выполненный в виде потенциометров, подключены к выходу источника 16 опорного напряжения, первый и второй управляющие которого соединены с соответствующими

входами блока 4 управления. Инверсный выход элемента И-ИЛИ 5 через формирователь 14 имгГу льсов соединен с тактовыми входами триггеров 8 и 9, информационные входы которых подключены к общей шине. Прямой выход элемента И-ИЛИ 5 через формирователь 1Ь импульсов соединен с первым входом второй группы входов элемента И-ИЛИ 10. В источнике 16 опорного напряжения источники 17 и 18 положительного и отрицательного напряжений соответственно через управляемые ключи 19 и 20 подключены к его выходной Шине 21, управляющие входы ключей 19 и 20,

выполненных, например, в виде электромагнитного реле, соединены с шинами 22 и 23 управления.

В зависимости от соотношения на входе устройства между-контролируемым напряжением Ug (уровень постоянного или амплитуда переменного или импульсного сигнала) и опорными уровнями максимума U и минимума U KOHT- роль осуществляется по четырем критериям согласно табл. 1 .

Блок А управления формирует на своих выходах логические управляющие

сигналы, программирующие режим работы устройства, согласно табл. 2.

Таблица 1

lUjI lUgJ IUal

ex

IUc

U«J lUf

8X

0

0

0

+ пост.

- пост.

ю 15

35

40

45

50

55

Примечание, -(-) 2025

30

контроль в положительной(отрицательной полярности) ; пост.(пе- рем.) - контроль уровня постоянного (амплитуды пе- ) ременного, в

том числе импульсного) напряжения.

Устройство работает следуюищм образом.

Пусть устройство запрограммировано для контроля постоянного напряжения в положительной полярности (первая строка табл. 2). Контролируемое постоянное напряжение положительной

полярности и. поступает на первые вховхды пороговых элементов / и j, где

сравнивается с опорным уровнем максимума Ug и опорным уровнем минимума Ug соответственно, которые формируют элемент 13 регулировки опорного напряжения. Если состояние соответствует первой строке табл. информация с прямых выходов пороговых элементов 2 и 3 (соответственно 1 и О), поступая на элементы И-ШТИ 6 и 7, устанавливает их соответственно прямой и инверсный выходы в состояние 1, следовательно, в момент действия импульсов на выходе генератора 11 импульсов (Uf) на первой группе входов элемента И-ИЛИ 10 происходит совпадение l, т.е. импульсы проходят на выход Up, запуская формирователь 12 импульсов. Длительность формируемых импульсов такова, что запускающие импульсы удерживают выход устройства в состоянии 1. Для повышения помехоустойчивости выбирают - Т, где Т - период следования импульсов генератора 11 импульсов. При выборе Г учитыают также минимально необходимое яре- ремя нарушения критерия исправности, оторое необходимо зафиксировать устойством .

в определенный момент вреени критерий исправности нарушается, т.е. выполняется соотношение второй, третьей либо четвертой строки табл, 1, то О с прямого выхода элемента И-ИЛИ 6 или инверсного выхода элементов И-ИЛИ 6 и 7 соответственно запрещает поступление тмпуль- сов с выхода генератора 11 на формирователь 12 импульсов.

После истечения времени f, если длительность нарушения критерия исправности больше, на 1ыходс фор -шро- иателя 12 и fпyльcoв устанпг(липлет ся состояние О, в противном г.лучле на вход формирователя 12 им1 ульс1тп но

поступают 3anycKnioiiU e икптульсы и состояние его выхода не измеияится,

Кпнт11ол1 постоян)о1 о отриплтел)- ного напряжения U (вторая строка табл. 2) осу1цест ляется аналогично режиму работы при контроле положительного постоянного напряжения, однако в этом случае информация на ходы элементов И-ИЛИ 6 и 7 преступает соответственно с инверсного и прямого выходов пороговых элементов 2 и 3, а состояние логических управл тю- щих сигналов на .первом и втором выходах блока управления таково, что управляемый ключ 19 отключает от выхода источника 16 опорного напряжения источник 17 положительного напряжения, а к его выходу посредством управляемого 20 подключается источник 18 отрицательного напряжения.

Потенциометрами элемента 13 регулирования опорного напряжения устанавливают соответственно опорный уро- g элемента И-ИЛИ 10 на вход формирова()

и минимума

(и.)

вень максимума напряжения.

При контроле амплитуды гармонического сигнала в положительной полярности (третья строка табл. 2) после каждого перехода через нуль из отрицательной в положительную полярность на инверсном выходе нуль-органа 1 вырабатывается уровень О (фиг. 3, Ug), который, проходя через элемент И-ИЛИ 5, инвертируется на его инверсном выходе (фиг. 3, и). По фронту этого импульса формирователь 14 импульсов вырабатывает короткий имтеля 12 импульсов, выход которого по истечении времени С переходит в состояние О.

50

Формула

и

оР ретения

1. Двухпороговое устройство для контроля напряжения, содержащее четыре элемента И-ШИ, нуль-орган , пер- вый пороговый элемент, первый и второй триггеры, элемент регулировки опорного напряжения, блок управления и источник опорного напряжения, выход которого соединен с входом эле

5

0

0

5

0

пульс, записывающий в триггеры 8 и 9 О (фиг. 3, и , и, и). Эта ситу- адия Повторяется в каждом положительном полупериоде контролируемого сигнала.

Если амплитуда контролируемого сиг- сигнала удовлетворяет критерию исправности (г1ервая строка табл, 1), то в момент действия коротких импульсов на выходе формирователя 15 импульсов, сформированных по фронту на прямом выходе элемента И-ИЛИ 5 (фиг. 3, и, и), инверсный выход триггера 8 и прямой выход триггера 9 находятся в состоянии 1. Следовательно, короткие импульсы с выхода гтгфого формирователя 15 импульсов чореч вторую группу входов элементов Н-ИЛИ 10 проходят на вход формирова- 1 еля 12 11мг1ул1,сов, удерживая его вы- ;- о; п гостоянии 1.

Контроль амплитуды импульсной последовательности ничем Ь е отличается пт контроля aмпJп тyды синусоидального сигнала. На фиг. 4 показана пос- лед.ователттность логических переходов в устройстве, когда контроль осуществляется в отрицательной полярности. Разница зак-.шочается в том, что как в контроля постоянного напряжения в отрицательной полярности на выходы элементов И-ИЛИ 6 и 7 -информация поступает с инверсных выходов пороговых элементов 2 и 3, а на выходы элемента И-ИЛИ 5 - с прямого выхода нуль-органа 1.

Если критерий исправности нарушается, то О с инверсного выхода триггера 8 (|Ь | lU,, ) или прямо9 (1U,

го выхода IL , 1 0)

триггера

ал I

1и,

fj I - иу запрещают поступление импульсов с выхода формирователя 15 импульсов через вторую группу входов

теля 12 импульсов, выход которого по истечении времени С переходит в состояние О.

50

Формула

и

оР ретения

1. Двухпороговое устройство для контроля напряжения, содержащее четыре элемента И-ШИ, нуль-орган , пер- вый пороговый элемент, первый и второй триггеры, элемент регулировки опорного напряжения, блок управления и источник опорного напряжения, выход которого соединен с входом элемента рет улировки опорного напряжения, первый выход последнего подключен к первому входу первого порогового элемента, второй вход пороговог элемента соединен с входом нуль-органа и входной шиной устройства, инверсный и прямой выходы нуль-органа соединены соответственно с первыми входами первой и второй групп входов первого элемента И-ИЛИ, прямой и инверсный выходы первого порогового элемента подключены соответственно к первым входам первой и второй груп входов второго элемента И-ИЛИ, а вто рые в ходы первых и вторых групп входов первого и второго элементов И- ИЛИ, а также первые входы первой и второй групп входов третьего элемента И-НЕ соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к первым входам первой и второй групп входов четвертого элемента И-ИЛИ, прямой выход второго элемента И-ИЛИ подключен к установочному входу первого триггера, информационный вход последнего соединен с общий проводоМ а прямой выход второго триггера под- ключей ко второму входу второй группы входов четвертого элемента И-ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения

и повышения надежности, в него введе- |жений через соответствующие ключи соЕдинены с выходной пшной источника опорного напряжения, входы управления ключей - с соответствующими входами источника опорного напряжения, а вторые выходы источников положительного и отрицательного напряжений подключены к общему проводу.

ны три формирователя импульсов, генератор импульсов и второй пороговый элемент, первый вход которого соединен с входной шиной, второй вход - с . зторым выходом элемента регулировки опорного напряжения,а прямой и инверсный выходы подключены соответствен5 0

5

но к вторым входам первой и второй групп входов третьего элемента И-ИЛИ, прямой и инверснь р1 выходы которого соединены соответственно с установочным входом второго триггера и с вторым входом первой группы входов четвертого элемента И-ИЛИ, третий и четвертый входы упомянутой групЩ) подключены соответственно к йыходу генератора импульсов и к установочному входу первого триггера, а прямой и инверсный выход первого элемента И- ИЛИ через соответствующие формирова- тели импульсов соединены соответственно с третьим входом второй группы входов элемента И-Ш1И и с тактовыми входами первого и второго триггеров, при этом инверсный выход первого триггера подключен к четвертому входу второй группы входов элемента И- ИЛИ, выход последнего через третий формирователь импульсов соединен с выходной шиной устройства, а первый i, и второй выходы блока управления соединены с соответствующими входами источника опорного напряжения.

2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что источник опорного напряжения содержит два источника положительного и отрицательного напряжений и два управляемых ключа, при этом первые выходы источников положительного и отрицательного напря- 5 |жений через соответствующие ключи со40

Единены с выходной пшной источника опорного напряжения, входы управления ключей - с соответствующими входами источника опорного напряжения, а вторые выходы источников положительного и отрицательного напряжений подключены к общему проводу.

--14 |-il 11-|l l|-I I-I

4-iHi-t -it - - H- -- - -

U-r, U H

u.

JT|f fiT5L TIL.4TTl

44i if Jl4-puI In O I, n in 0 T-tl -ltnf -tr -Tl и

R{f l -fr

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в устройствах автоматического контроля и регистрации. Цель изобретения - расширение области применения и повышение надежности - достигается за счет логического анализа результатов измерения и введения дополнительных функций контроля отсутствия сигнала и одновременного контроля по двум уровням напряжений. Для этого в двухпороговое устройство дополнительно введены второй пороговый элемент 3, генератор 11 импульсов и три формирователя 12,14 и 15 импульсов. Устройство также содержит нуль-орган 1, пороговый элемент 2, блок 4 управления, элементы И-ИЛИ 5, 6,7 и 10, триггеры 8 и 9, элемент (Л (pufZ

Ll5

ttL

w

rnnnrni- rnrni-1

ППППППППП f

г

27Г

UjK

I-II-I rn I-I

JIL

П h П П

ii w

-TL.

-1 -f -t -f t

nа

ВНШ111И Заказ 4l25/ i2 Тираж 730

Подписное

Произв.-иолигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, А

Подписное