Автоматический регистрирующий прибор Советский патент 1989 года по МПК G05B11/16 

(21) 42А1177/24-10 (22) 08.05.87 (46) 15.10.89. Бюл. № 38

(71)Тбилисский научно-исследовательский институт приборостроения и средств автоматизации Научно-производственного объединения.Эльва

(72)А.Г.Азмайпарашвили и З.А.Азмай- парашвили

,(53) 681.846.72(088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР № 970316, кл. .G 05 В 11/16, 1 982. (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГИСТРИРУЮЩИЙ ПРИБОР

157) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического регулирования и регистрации как электрических, так и незлектрических параметров. Цель - расширение функциональных возможностей. В регистрирующем приборе применяется Следящая система, основанная на использовании стрелочного измерительного прибора. Вал системы кинематически связан с ходовым винтом, на гайке которого установлено пишущее устройство, опирающееся пером на диа граммнур бумагу. 2 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического регулирования и регистрации как электрических, так и неэлектрических параметров. Цель - расширение функциональных возможностей. В регистрирующем приборе применяется следящая система, основанная на использовании стрелочного измерительного прибора. Вал системы кинематически связан с ходовым винтом, на гайке которого установлено пишущее устройство, опирающееся пером на диаграммную бумагу. 2 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического регулирования и регистрации как электрических, так и неэлектрических параметров, а именно тех параметров, которые можно измерить стрелочным измерительным прибором любого типа.

Цель - расширение функциональных возможностей.

На фиг.1 приведена функциональная сх1ема прибора; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.I.

Автоматический регистрирующий прибор состоит из реверсивного электродвигателя 1 с малой редукцией, на валу 2 которого установлен тормозящий электромаг нит 3, состоящий; например, из зубчатого ферромагнитного диска 4, жестко установленного на валу указанного двигателя. Вблизи

зубцов 4 диска установлены аналогичные зубцы 5 магнитопровода, охваты- обмотку 6 управления, при этом указанный магнитопровод с обмоткой установлен неподвижно на корпусе 7 устройства. Вал двигателя через глухую муфту 8 связан с ходовым винтом 9, установленным на подшипниках 10, 11. На ходовом винте установлена гайка 12, которая своим вырезом рас- по: а гается в направляющей 13. На гайке установлено пишущее устройство 14, которое прижимает ninnyntee перо 13 к диаграммной бумаге 16, связанной с лентопротяжным устройством (не показано). На гайке 12 установлена также показывающая стрелка 17, а напротив нее - шкапа 1Н. Ходовой винт 9 через редуктор, напр .мпр, червячной передачи (червяка 19, который установлен на конце XO/IOLOI-O пинта 9, связан червячным колесом )) связан

ел

сл

315

с валом 21, на котором установлена планка 22 с тремя фотоприемниками: 23 с правой стороны, 24 в середине, 25 с левой стороны, а- напротив них - осветитель 26, между ними установлена стрелка 27 измерительного прибора 28, Планка 22 снабжена выступом 29 и при вращении между фотоприемником 30 и

осветителем 31, установленными не- подвижно на корпусе, левее на 1-3 от места расположения линии нулевой отметки шкалы стрелочного измерительного прибора 28. Фотоприемник 23 через ключевой усилитель 32 соединен с единичным входом первйго триггера 33 прямой выход которого подключен к одному входу первого элемента И 34, выход которого через первый элемент ИЛИ 35 плчключен к управляющему вхо- ду первого аналогового ключа 36, Все ключевые усилители 32, 37, 49, 50 собраны на одном полевом транзисторе Аналогичным образом фотоприемник 25 через второй ключевой усилитель 37 соединен с единичным входом второго триггера 38, прямой выход которого подключен к одному входу второго элемента И 39, вьрсод которого через второй элемент ИЛИ 40 подключен к управляющему входу второго аналогового ключа 41. Второ.. вход первого элемента И 34 подключен к разде;1Ь11Ым входам первого 33, второго 38, третьего 42 триггеров, к раздельно у единичному входу четвертого триггера 43 и к инверсному выходу пятого триггера 44, который через первую линию задержки 45 подключен к второму входу второго элемента ИЛИ 39. Прямой выход триггера 44 подключен к второму входу элемента ИЛИ 35, а прямой выход триггера 42 через втору линию задержки 46 - к второму входу элемента ИЛИ 40 и одновременно через первую дифференциальную цепочку 47 и первьй инвертор 48 - к нулевому входу пятого триггера 44.

Фотоприемник 30 через четвертый усилитель 49 подключен к единичному входу триггера 42. Другие раздельные нулевые входы триггеров 33, 38, 42, 43 объединены и подключены к выходу третьего усилителя 50. Инверсные выходы 33, 38 подключены к раз- дельным единичным входам триггера 43, инверсный выход которого подключен к управляющему входу третьего аналогового ключа 51, выход которо5

5 0 0 5 0 5

o

го соединен с тормозным электромагнитом 3. Источник положительного напряжения 52 (по.отношению к земляной шине нулевого потенциала) через вторую дифференцирующую цепочку 53 и второй инвертор 54 подключен к еди- iui4HOMy входу пятого триггера 44. Аналоговые входы ключей 36 и 41 объединены и подключены к источнику напряжения 55. Аналоговый вход ключа

51подключен-к положительному полюсу источника питания 52.

Провода, идущие от фотоприемников 23-25, намотаны в спираль, спущены к центру вала 21 и через жгут соединены с соответствующим ключевым усилителем 32, 37, 50. Одновременно вал

21,имеющий достаточно большой крутящий момент, может для подсоединения исполнительного органа (механизма), HanpiiMep, с целью регулирования измеряемого параметра. Максимальный угол поворота вала 2 (поворот планки 22) соответствует максимальному перемещению гайки 12, следовательно, и пишущего устройства 14 по ширине диаграммной бумаги 16.

При перекрытии стрелкой 27 или выступом 29 светрвого потока от осветителя к фотоприемнику на выходе соответствующего ключевого усилителя возникает низкий уровень напряжения - логический О. Отпирающим сигналом для.аналоговых Ключей 36, 31, 51 является высокий уровень напряжения - логическая 1.

Так как система автоматически вступает в работу и после перебоя питания, когда вновь возникает напря- же1шя, описание работы начнем с этого момента.

При снятии напряжения питания и появления вновь стрелка измерительного прибора 28 может находиться в любом месте по отношению к планке

22,допустим, левее, как показано на фиг.1.

В течение нескольких секунд триггеры могут находиться в хаотическом состоянии, но от источника питания

52через дифференцирующую цепочку 53 и инвертор 54 триггер 44 перебрасывается в единичное состояние с инверсного выхода Q, последний установит триггеры 33, 38, 42 в нулевое состояние, а триггер 43 - в единичное. При этом элементы И 34 и 39 запрещают сигналы от триггеров 33 и 38 /если

515

от прямых выходов пос-тедних будут поступать 1). Для переброса триггера 44 обратно в нулевое состояние (при включении питания через триггер 42) постоянная времени дифференцирующей цепочки 53 выбрана больше постоянной времени дифференцирующей цепочки 47.

На управляющий вход ключа 5I с прямого выхода RS-триггера 43 посту- пает О - ТОРМОЗЯ1ЦИЙ электромагнит 3 отпущен, с прямого выхода КЗ-триггера 44 - 1, через элемент ИЛИ 35 подается опираюнщй сигнал на аналоговый ключ 36, и двигате-ль начинает вращать против часовой стрелки, пишущее устройство перемещается влево через чсфвячную передачу вала 21, следовательно, планка 22 также поворачивается в левую сторону. Далее при пробегании сперва фотоприемником 25 местонахождения стрелки 27 им- пульсно перекидывается триггер 33 в единичное состояние, но сразу же при пробегании фотоприемником 24 указанный триггер возвращается в нулевое состояние, далее при пробегании фотоприемником 23 местонахождения стрелки триггер 38 перекидывается в единичное состояние. .ак как на од- них входах элементов И 34 и 39 дается запрет (подается О), то состояние триггеров 33, 38 не отражается на работе схемы, только триггер 43 получает подтверждение сигнала (О) на своем единичном входе.

. Далее при установке выступа 29 планки 22 напротив фотоприемника 30 перо 15 пишущего устройства переходит за нулевую координату на 1-3 мм, что на диаграммной бумаге будет обозначать, что произошел перебой питаюде- го напряжения. Выходной сигнал от фотоприемника 30 чгрез ключевой усили- тель 49 перекидывает триггер 42 в единичное состояние, через дифференцирующую цепочку 47 и инвертор 48 перекидывается триггер 44 в нулевое состояние, прямой выход которого че- рез схему ИЛИ 35 запирает аналоговый ключ 36 и выклFoчaeт двигатель 1 . Через интервал времени, обусловленный линией задержки 46, через схему ИЛИ 40 подается отпираю1щ-1Й сигнал (I) на управляющий вход аналопво- го ключа 41, которьш включает двигатель I п направлении по часовой стрелке, при котором планка 22 вращается в

0

1

5 0 5

д с Q ,

Д46

правую сторону (фиг.1). Одновременно единицей с инверсного выхода RS- триггера 44, через интервал времени, обусловленный линией за держки 45, происходит совпадение на схеме И 39, которое подтверждает с: гна:п на аналоговом ключе 41. Пишущее устройство также перемещается вправо,

i

При установке планки 22 в такое положение, когда фотоприемник 23 установится напротив стрелки 27, на триггере 38 происходит только под- твеГрждение сигнала. При установке фо- топриемника 24 напротив стрелки ходной сигнал от ключевого усилителя 50 подается на нулевые входы триггеров 33, 38, 43, 42 и устанавливает последние в нулевое состояние, аналоговый ключ 41 закрывается, двигатель включается через инверсный выход Q триггера 43, ключ 51 отпирается, включается тормозящий электромагнит 3 и вал двигателя 2, и система фиксируется. При этом перо 15 пишущего устройства и указательная стрелка 17 на шкале 18 устанавливаются в строго пропорциональной зависимости от линейного перемещения 1 от угла с от- .клонения стрелки 27 измерительного ;прибора 28.

При отклонении стрелки 27 прибора 28 от положения равновесия стрелка 27 перекрывает фотоприемник 25 или 23 (в зависимости от того, в какую сторону она отклонится). Выходной нулевой сигнал соответствующего усилителя 32 или 37, поступая на единичный вход триггера 33 или 38, перекидывает последний.

Логический О от инверсного выхода триггера 33 или 38 перекидывает триггер 43 в единичное состояние, запирается ключ 51 и тормозящий электромагнит 3 обесточивается. Одновременно открывается аналоговый ключ 36 или 41, и напряжение от источника 55 поступает на один или другой вход реверсивного двигателя 1, который поворачивает ходовой винт, перемещая пишущее устройство в ту или другую сторону, одновременно поворачивая через червячнун передачу планку 22 с фотоприемниками 23-25 и осветителем 26 в сторону уменьшения рассогласования до тех пор, пока стрелка 27 не перекроет фотоприемник 24. При этом триггеры 33, 38 устанавлнваются в нулевое состояние, аналоговые ключи 36, 41 закрываются, двигатель 1 останавливается, триггер 43 устанавливается в единичное состоя-г иие, ключ 51 отпирается, тормозящий электромагнит 3 включается, и система фиксируется.

Ф о

рмула изобретения 10

Автоматический регистрируюпщй прибор, содержащий привод, кинематически связанный с валом, на котором закреплен диск с осветителем и тремя }5 фотоэлементами, стрелка измерительного прибора установлена соосно с валом и расположена между осветителем и фотоэлементами, неподвижные осветитель и фотоэлемент, оптически связанные 20 меяоду собой, и три триггера, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в нем вал кинематически связан с ходовым винтом, на гайке которого , 25 установлено пишущее устройдтво, опирающееся пером на диаграммную бумагу, прямой выход первого триггера подключен к одному входу первого элемента И, выход которого через первый элемент ИЛИ подключен к управляющему входу первого аналогового ключа, аналогично подключен выход второго триггера к входу второго аналогового ключа, другие входы первого и второго элементов И объединены через первую линию задержки и подключены к раздельным входам первого, второго, третьего триггеров, к раздельному единичному входу четвертого триггера и к инверсному выходу пятого триггера, прямой выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, а прямой выход.третьего триггера через вторую линию задержки подключен к второму входу второго элемента ИЛИ и одновременно через первую дифференцирующую цепочку и первый инвертор - к нулевому входу пятого триггера, другие раздельные нулевые входы первого, второго, третьего и четвертого триггеров объединены и подключены к выходу ключевого усилителя, источник питания через вторую дифференцирующую цепочку и второй инвертор подключен к единичному входу пятого триггера.

Фиг.

21

Фиг. 2