Электронный анализатор устройства автоматического контроля работоспособности сейсмометрических каналов Советский патент 1989 года по МПК G01N1/16 

Изобретение относится к сейсмометрии и может быть использовано в устройствах калибровки сейсмометрических каналов.

Цель изобретения - упрощение анализатора и повышение достоверности результатов анализа.

На фиГо показана структурная схема предлагаемого электронного анализатора; на фиг о 2 - временные диаграммы его работы

Электронный анализатор содержит блок I компараторов, первый вход которого подключен к сигнальному входу 2, второй, третий, четвертьй и пятый входы - к опорным входам 3, А, 5 и 6, а шестой и седьмой входы - к управляющим входам 7 и 8 анализатора соответственно, первьш логический элемент ИСЮВОЧАКЩЕЕ ИЛИ 9, входы которого соединены с первым и вторым выходами блока компараторов, а выход - с С-входом первого D-трнгге- ра 10, D-ВХОД которого подключен к шине потенциала 1, а единичный выход - к D-ВХОДУ второго Ц-триггера П, и второй логический элемент ИС- ЮГОЧАКХЦЕЕ ИЛИ 12, входа которого соединены с третьим и четвертым выходами блока компараторов, а выход - с С-входом второго D-триггера, R-вхо которого объединен с одноименным входом первого D-триггера и подключен к установочному входу 13 Сброс анализатора, а единичный выход является выходом 14 анализатора. В состав блока 1 входят компараторы I5 - 18, первые входы которых объединены и подключены к первому входу блока I вторые входы соединены соответственно с вторым, третьим, четвертым и пятым входами блока К Стробирующие входы компараторов 15 и 16, 17 и 18, которые объединены и подключены соответственно к шестому 7 и седьмому 8 входам блока 1, и выходы компараторов являются выходами блока 1, графики временных диаграмм работы устройства 19 - 28,

Электронный анализатор работает следующим образом

В исходном состоянии устройства D-триггеры 10 и 11 находятся в положении О, при котором на их единичных выходах (в том числе на выходе 14 анализатора, связанном с единичным выходом D-триггера 11 ) - потенциал низкого уровня, соответствующего уровню логического О (далее - потенциал О) графики 23 - 27.

Компараторы блока 1 (в отсутствии сигнала отклика сейсмометра контролируемого канала на входе 2 и стробирующих сигналов на входах 7 и 8) находятся в исходном положении при котором на их выходах - потенциал О графики 20, 21, 24 и 25.

Логические элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 и 12, подключенные к соответствующей паре компараторов блока 1, находятся в исходном положении, при котором на их выходах - потенциал О, графики 22 и 26.

На опорные входы 3, 4 и 5, 6 анализатора поданы (от прецизионного стабилизатора напряжения, не показанного на фиг о 1) соответственно напряжения V,, Vj и V,, , ограничивающие допуст -смую область dV(4V ) аплитуд см. на:,а отклика сейсмометра на TecTOBbib сигнал - ступеньку тока соответствуюп1его знака.

Тестовый сигнал (в виде ступеньки тока) подается на сейсмометр контролируемого канала и через интервал времени, достаточный для успокоения подвижной системы сейсмометра, снимается с него (отключается), при этом на входе 2 анализатора появляется сигнал отклика (график 19 на фиг.2). Анализ мгновенного значения

VP этого сигнала относительно пороговых уровней, соответствующих уровням напряжения V, , Vj первой допустимой области /3V амплитуд осуществляется в момент времени t,, соответствующий

0

5

0

5

0

5

0

5

подаче на управляющий вход 7 строби- рующего сигнала Строб 1 длительностью /It (фиго2, график 19), включающего компараторы 15 и 16 блока 1 в рабочий режим, т.е„ разрешающего выполнение ими операции сравнения напряжений. Если V находится в допустимой области (чему соответствует выполнение условия: V V,, V -V), то срабатывает компаратор 13, фиксирующий превышение уровня V, сигналом отклика сейсмометра (Vj, V ) и на его выходе появляется потенциал высокого уровня, соответствующего уровню логической 1 (далее - потенциал 1, график 20, фиГо2), компаратор 16 остается в исходном положении (так как VP Vj) и уровень потенциала О на его выходе не меняется, график 21, Элемент ИСКЛЮЧАНЩЕЕ ИЛИ 9, реализующий логическую функцию сложения по модулю два (,х ,, v 5с ,х , где х,, х и у - сигналы на входах и выходе указанного элемента, в данном случае, учитывая положение компараторов 15 и 16 блока 1, получаем ), срабатывает и перепадом потенциала от О к 1 На его выходе график 22. D-триг- гер 10 устанавливается в положение, соответствующее уровню потенциала на его О-входе (т.е. положение 1, так как на D-входе присутствует потенциал ) при этом потенциал 1 с единичного выхода D-триггера 10, график 23, подается на D-вход D-триггера 11 и подготавливает его. С окончанием стробирующего сигнала Строб 1 компаратор 15 и логический элемент ИС- ЮПОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 возвращаются в исход-, ное состояние, графики 20 и 22, пер51

вьи такт анализа на этом заканчивается .

Тестовьй сигнал (теперь в виде ступеньки тока противоположного знака) вновь подается на сейсмометр контролируемого канала и как и прежде через некоторый интервал времени снимается с него, при этом на входе 2 анализатора появляется сигнал отклика (график 19), и начинается второй такт анализа - анализ мгновенного значения V сигнала отклика относительно пороговых уровней, соответствующих уровням напряжений V, V второй (верхней) допустимой области V амплитуд, В момент времени t2 на управляющий вход 9 подается стробиру- ющий сигнал Строб 2 длительностью ut (график 19), включающий компараторы 17 и 18 блока 1 в рабочий режим т.е„ разрешающий выполнение ими операции сравнения напряжений. Если V находится в допустимой области (чему соответствует выполнение условия: Vo V|, УО Vj), то срабатывает компаратор 17, фиксирующий превьпле- ние уровня vj, сигналом отклика сейсмометра (VP V,) и на его выходе появляется потенциал 1 (график 24) компаратор 18 остается в исходном положении (так как V V,) и уровень потенциала О на его выходе не меняется (график 25), При такой комбинации выходных сигналов компараторов 17 и 18 срабатывает элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12, перепадом потенциала от о к 1 на его выходе (график 26) D-триггер 1 1 (н а D-входе которого - потенциал I с единичного выхода D-триггера 10, (график 23) устанавливается в положение 1 и потенциал 1 с его выхода (график 27) появляется на выходе 14 анализатора, свидетельствуя об исправности контролируемого канала С окончанием стробирующего сигнала Строб 2 компаратор 17 и логический элемент ИСКПЮЧАЮИдаЕ ИЛИ 12 возвращаются в исходное состояние (графики 24 и 26), а с подачей импульса Сброс на установочный вход 13 (график 28) в исходное состояние устанавливаются оба D-триггера (графики 23 и 27), при этом анализатор готов к следующему циклу анализа.

Если сигнал отклика сейсмометра в соответствующий момент времени выходит за пределы нижней (верхней)

6

допустимой области й () амплитуд хотя бы в одном из тактов (чему соответствует; V,, V,; V,, Vj или v; v;; v; V или V V,; У„ V, или У„ - VI; V p V), TO компа. раторы какой-то пары 15, 16 (17,18) оказываются в одинаковом положении (О О или сигнал отклика не дотягивает до допустимой области,или ||||| если данный сигнал превышает ее верхнюю границу), логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 (12) не срабатывает, D-триггер 11 остается

в исходном положении О и потенциал О с его единичного выхода ука- зьшает на неисправность соответствующего канала Например, при V,, V,; V, Vj или v; v;; v; v; ни один

из компараторов блока 1 и соответственно логических элементов ИСКЛЮ- ЧАЮиЩЕ ИЛИ 9 и 12 не срабатывает, в результате чего D-триггеры 10 и 11 остаются в исходном положении О,

V,; V, -; V и v; v;; v; наоборот, срабатывают все компараторы блока 1, но несмотря на это, положение логических элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 и 12 и D-триггеров 10 и

11 не изменяется. Пусть Vj, V, ;

VQ V г (сигнал отклика в первом такте попал в допустимую область 4V), но v; V, ; или V V ; Vp V (сигнал отклика во ятором

такте вышел за пределы допустимой

области )о Тогда как было рассмотрено выше, срабатывает логический элемент ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ 9 и установит D-триггер 10 в положение 1,но

0 не сработает другой логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12, в результате чего D-триггер 11 останется в положении О, Аналогично, если V f. ;V,; V, V2 или Vo V,; Ve V

5 (сигнал отклика в первом такте вышел за пределы допустимой области 4V), а Vg : V ,; vj, -iV, (сигнал отклика во втором такте попал в Допустимую область 4V ), положение логического

0 элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9, и следовательно, D-триггера 10 ие изменится , а логический элемент ИСКПЮЧАКЯЦЕЕ ИЛИ 12, хотя и сработает, но ие сможет перебросить D-триггер 11, на D5 входе которого - потенциал О с единичного выхода D-триггера 10,

Упрощение предлагаемого устройства создает предпосылки для повышеиия его надежности, уменьшения себестоимости и потребляемой мощности, сокращения трудозатрат на изготовление и наладку„ Кроме того, использование устройства обеспечивает повышение достоверности получаемой информации, так как здесь состояние каждой пары компараторов блока 1 анализирует логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 (12), который воздействует на соответствующий ЕНтриггер 10 (11) только по С-ВХОДУ, чем исключается вероятность появления на входах триггеров запрещенной комбинации сигналов и возможность их неустойчивой работы о

Формула изобретения Электронный анализатор устройства автоматического контроля работоспособности сейсмометрических каналов, содержаощй блок компараторов, первый вход Которого подключен к сигнальному, второй, третий, четвертый и пятый входы - к опорным, а шестой и седьмой входы - к управляющим входам анализатора соответственно, первый О-триггер и второй D-триггер, R-вход и единичный выход которого подключены к установочному входу Сброс и выходу анализатора соответственно, отличающий- с я тем, что, с целью упрощения анализатора и повышения достоверности

результатов анализа, в него введены два логических элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем первьй и второй выходы блока компараторов соединены с входами первого логического элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с С-входом первого D-трнггера, D-вход которого подключен к шине потенциала 1, R-вход - к установочному входу Сброс анализатора, а

единичный выход - к D-входу второго D-триггера, третий и четвертый выходы блока компараторов соединены с входами второго логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого

подключен к С-входу второго D-триггера о

Изобретение относится к сейсмометрии и может быть использовано в устройствах калибровки сейсмометрических каналов. Цель изобретения - упрощение анализатора и повышение достоверности результатов анализа. Электронный анализатор состоит из блока компараторов, двух логических элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и двух D-триггеров. Электронный анализатор позволяет определять работоспособность сейсмометрического канала путем анализа отклика канала на электрический калибровочный сигнал в виде ступеньки тока. Блок компараторов проверяет попадание (непопадание) отклика канала в заданную область ΔТ и ΔV, ГДЕ ΔТ-время анализа, а ΔV-ОБЛАСТЬ ДОПУСТИМЫХ ЗНАЧЕНИЙ НАПРЯЖЕНИЙ ОТКЛИКА. ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и D-триггеры обрабатывают информацию компараторов и индицируют работоспособность канала. Упрощение устройства создает предпосылки для повышения его надежности, уменьшения себестоимости и потребляемой мощности. Кроме того, изобретение обеспечивает повышение достоверности получаемой информации, так как состояние каждой пары компараторов анализирует логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и исключает появление на выходах триггеров запрещенной комбинации сигналов и возможность их неустойчивой работы. 2 ил.

Фи1 1

f.

Л tf

п м н а п я

Ф(/|. 2