Многоканальный измерительный стрелочный прибор Советский патент 1989 года по МПК G01R19/00 

31504619

.{гель 10 входного сигнала, блок 12 оп- ределения направления вращения двигателя, электрическая схема которого да- дана в описании изобретения, ключи , 15-1, 15-2 переменного тока, вьшол- ненные в виде диодного моста, управляющий транзистор 16, Соотнощение между иочностью отслеживания и устойл

чивостью системы регулируется длитель-ю

ностью импульса задержки на выходе ждущего мультивибратора 27. При уменьшении длительности импульса точность отслеживания возрастает за счет уменьшения зоны нечувствительности, но при достижении определенной длительности система теряет устойчивость и переходит в.автоколебательный режим. 1 3.п. ф-лы, 2 ил. I

Изобретение предназначено для измерения величины постоянных токов и напряжений. Цель - повышение точности измерений за счет использования высокоточного преобразователя угла поворота стрелки, а также двигателя, схема управления которым имеет режим торможения. Для достижения цели в многоканальный измерительный стрелочный прибор введены счетчик 2, формирователь 3 тактовых импульсов, цифроаналоговый преобразователь 4 и формирователь 5 трехфазного синусоидального сигнала, в каждый измерительный канал введены компаратор 8, резисторы 14-1, 14-2 и оптопары 13-1 13-2. Кроме того, имеются генератор 1 в каждом из N каналов, датчик положения стрелки в виде сельсина 6, реверсивный двигатель 7, преобразователь выходного сигнала датчика положения стрелки, преобразователь 10 входного сигнала, блок 12 определения направления вращения двигателя, электрическая схема которого дана в описании изобретения, ключи 15-1, 15-2 переменного тока, выполненные в виде диодного моста, управляющий транзистор 16. Соотношение между точностью отслеживания и устойчивостью системы регулируется длительностью импульса задержки на выходе ждущего мультивибратора 27. При уменьшении длительности импульса точность отслеживания возрастает за счет уменьшения зоны нечувствительности, но при достижении определенной длительности система теряет устойчивость и переходит в автоколебательный режим. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения величины постоянных токов и напряжений.

Целью изобретения является повыше- ние точности измерений за счет использования высокоточного преобразогг вателя угла поворота стрелки, а так же двигателя, схема управления которым имеет режим торможения.

На представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы его работы.

Многоканальный измерительный стрелочный прибор содер дсит генератор 1 соединенный через счетчик 2 с входом формирователя 3 тактовых импуль сов, Выходы счетчика подключены также к входам цифроаналогового преобразователя А и к входам формирователя 5 трехфазного синусоидального сигнала, В каждом канале устройство содержит датчик положения стрелки, выполненный в виде сельсина 6,, на ось которого насажена стрелка, реверсив- ного двигателя 7,.входы трехлучевой обмотки сельсина соединены с выходами формирователя 5 трехфазного синусоидального сигнала, а выход однолу- чевой обмотки соединен с входом пре- образователя выходного сигнала датчика положения стрелки, выполненного в виде последовательно соединенных первого компаратора 8 и В триггера 9, S-вход которого соединен с выходом формирователя 3 тактовых импульсов, Входные клеммы устройства через преобразователь 10 входного сигнала соединены с первым входом второго компаратора 11, второй вход которого подключен к выходу цифроаналогового п{)еобразователя 4, а выход - к первому входу блока 12 определения направления вращения. Второй вход блока 12

соединен с выходом преобразователя выходного сигнала датчика положения стрелки, а его выходы соединены с диодами двухтранзисторных оптопар 13-1 и 13-2. Транзистор каждой оптопары подключен к базозмиттерному переходу, а резисторы 14-1 и 14-2 - к ба- зоколлекторным переходам управляющих транзисторов соответствующих.ключей 15-1 и 15-2 переменного тока, каждый из которых выполнен в виде диодного моста, э диагональ Kotoporo включен управляющий транзистор 16. Выходы ключей 15-1 и переменного тока соединены с обмотками 17 реверсивного двигателя 7 переменного тока, между которыми включен фазоедвигающий конденсатор18, при этом обмотки 17 соединены между собой и подключены к первой входной клемме 19 переменного тока, при этом вторая клемма 19 переменного тока соединена с входами ключей 15-1 и 15-2 переменного тока,

Блок 12 определения направления вращения двигателя содержит элемент ИЛИ 20, элементы И 2J-24, триггер 25 направления, триггер 26 торможения и ждущий мультивибратор 27, вход которого соединен с D-входом триггера 26 торможения, с выходом элемента ИЛИ 20 и с первыми входами элементов И 21, 22. Второй вход элемента И 21 соединен с первым входом элемента ИЛИ 20 и с выходом второго компаратора 11, второй вход элемента И 22 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 20 и-с выходом преобразователя выходного сигнала датчика положения стрелки. Выход элемента И 21 подключен к S-входу, а выход элемента И 22 - к R-входу триггера 25 направления, выход которого соединен с первым и вторым входами элементов И 23 и 24, вторые входы которых подклю-

5150

чены к прямому выходу триггера 26 тормо: сения, а выходы - к входам первой,,и второй оптопар 13-1 и 13-2, При этом С-вход триггера 26 тормо- жения соединен с выходом ждущего мультивибратора 27.

Устройство работает следующим образом.

Генератором I вырабатываются высокочастотные импульсы, которые поступают на счетный вход счетчика 2 и далее на входы формирователя 5 трехфазного синусоидального сигнала, со- держащего три элемента ПЗУ,.в кото- рых записаны коды синусоиды, сдвинутые друг относительно друга на I20, и три цифроаналоговых преобразователя, преобразующие коды соответствуг ющих ПЗУ в синусоидальные сигналы. Питание трехлучевых обмоток сельсинов 6 всех каналов осуществляется от формирователя 5, Сельсин 6 работает в режиме фазовращателя, в связи с чем фаза выходного сигнала однолучевой г: обмотки первого компаратора 8 пропорциональна углу поворота ротора с ель- сина б.

Тактовым импульсом, (фиг.2а) форми- рователя 3 тактовых импульсов триггер 9 устанавливается в единичное состояние, а по фронту нарастания с выхода первого компаратора 8 -г в нулевое состояние. Следовательно, длительность единичного импульса (фиг.2г) на прямом выходе триггера 9 пропорциональна углу поворота ротора сельсина 6,

Выходные сигналы счетчика 2 посту- пают также на цифровые входы цифро- аналогового преобразователя 4, на выходе которого вырабатьюается линейно нарастающее напрях ение (фиг,26) в диапазоне от -1 до 11 В, Входной сигнал преобразуется преобразователем 10 входного сигнала в сигнал напряжения в диапазоне 0-10 В. Вторым компаратором 11 осуществляется сравнение линейно нарастающего напряжения, пропорционального входному сигналу. Длительное Tij единичного сигнала (фиг.2в) на вБйссде второго компаратора 11 пропорциональна сумме напряжений Ug+Ug, где и - минималь- ное значение напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 4}

Н

вх.

- напряжение на выходе преобразователя 10 входного сигнала.

96

Управление реверсивным двигателем 7 осуществляется следующим образом.

В исходном состоянии управляющие транзисторы диодных ключей 15-1 и 15-2 переменного тока открыты за счет протекания базового тока через резисторы 14-1 и 14-2, за счет чего оба диодных ключа переменного тока открыты. Через каждую обмотку i 7 реверсивного двигателя 7 протекают ток в фазе с входным напряжением и ток, сдвинутый на 90 относительно входного напряжения Такое питание двигателя обеспечивает надежный режим торможения. При открытии одного из транзисторав: оптопар закрывается соответствующий диодный ключ и дви- гатель вращается в заданн то сторону, В случае открытия другого транзистора оптопар закрываемся другой диодный ключ переменного тока, а двигатель 7 переменного тока вращается в противоположную сторону.

Выбор режимов работы электродвигателя (в ращение влево, врапгение вправо или торможение) осуществляется блоком 12 определения направления вращения двигателя. На выход блока 12 с частотой измерения угла поворота поступают импyJ ьcы с второго компаратора II и триггера 9 (фиг,2в, г), начало которых совпадает, а длительность в одном случае пропорциональна уровню входного сигнала, в другом случае пропорциональна углу поворота стрелки. Длительности импульсов сравниваются элементом ИЛИ 20, и выраба- тьгоается импульс длительностью ut (фиг.2д), которым через один из открытых элементов И 21 и 22 триггер 25 направления устанавливаетт ся Б нулевое или единичное состояние, тем самым через открытые элементы И , 23 и 24 подается управляющий сигнал на светодиоды оптопар 13-1 и 13-2 для включения режима вращения ревер : сивного двигателя 7 влево или вправо. При этом триггер 26 торможения находится в единичном состоянии и своим единичньм сигналом (фиг.2з) не препятствуют управлению реверсивным дви- .ателем 7 в режиме вращения. Если же длительность ut импульса с выхода элемента ИЛИ 20 (фиг. 2в) меньше длительнбс ти импульса задержки (фиг.ж), батываемого на выходе ждущего муль- .тйвибратора 27, то фронтом спада

импульса задержки триггер 26 торможения устанавливается в О (фиг,2з) так как в данный момент на D-входе триггера присутствует нулевой сигнал (фиг52в). Нулевым потенциалом с :выхода триггера 26- торможения запре- ;щается прохождение через элементы И ; 23 и 24 управляющих сигналов, на све тодиоды оптопор 13 и 13-2, Реверсив ный- двигатель 7 переходит в режим торможения

Соотношение между точностью отслеживания и устойчивостью системы урегулируется длительностью импульса задержтги на выходе ждущего мультивибратора 27„ При уменьшении длительности импульса точность отслеживания возрастает за счет уменьшения зоны нечувствительности, но при до- ,стижении определенной длительности система теряет устойчивость и переходит в автоколебательный режим. Формулам зобре тени я

резистора и две оптопары, при этом вход c4;j гчика-подключен к выходу генератора, а его выходы соединены с входами цифроаналогового преобразователя и с входами формирователя трех- - фазного синусоидального сигнала первый вход первого компаратора подклю-Г| чей к выходу преобразователя входно- го сигналаS второй вход - к выходу цифроаналог ового преобразователя,.

Q

з 0

5 Q Q

5

50

5

а выход .- к второму входу блока определения направления вращения, транзистор каждой оптопары подключен к базоэмиттерному переходу, а резистор - к базоколлекторному переходу управляющего транзистора соответствующего ключа переменного тока, выходы ключей переменного тока, соединены С обмотками реверсивного двигателя переменного тока, между которыми включен фазосдвигающий конденсатор, при этом вышеупомянутые обмотки реверсивного двигателя соединены между собой и подк.гаочены к первой входной клемме переменного тока, вторая клемма переменного тока соединена с входами ключей переменного тока, датчик положения стрелки выполнен в виде сельсина, на оси которого установлена стрелка, причем входы трехлучевой обмотки сельсина подключены к выходам формирователя трехфазного сигнала, а выход однолучевой обмотки сельсина подключен к входу преобразователя выходного сигнала датчика положения стрелки, вьшолненного в виде последовательно соединенных второго компаратора и D-триггера, S-вход которого соединен с выходом формирователя тактовых импульсов.

z .

LJ

фиг. 2

L