Устройство для контроля напряжения Советский патент 1991 года по МПК G05B23/02 G01R31/28 

Устройство относится к измерительной и вычислительной технике, может быть использовано в автоматизированных системах контроля параметров с применением ЭВМ и является дополнительным в авт.св. 1183943.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.

На чертеже представлена структурная схема устройства для контроля напряжений.

Устройство содержит генератор 1 линейно изменяющегося напряжения, компаратор 2, схемы 3 и 4 сравнения, D-триггеры 5-7, триггер 8 управления записью, элемент 9 задержки, коммутатор 10, формирователь 11 импульса записи, элемент ИЛИ 12, элемент

НЕ 13, группы элементов ИЛИ 14, группы элементов И 15 и 16, формирователи 17 и 18 одиночного импульса.

Генератор 1 линейно изменяющегося напряжения содержит формирователь 19 импульсов, реверсивный счетчик 20, цифроаналоговый преобразователь 21 (ЦАП).

На чертеже указаны вход 22 измеряемого напряжения, входы 23 и 24 кодов нижнего и верхнего уровней соответственно, информационные выходы 25 и 26.

Устройство работает следующим образом.

По включению питания триггеры и счетчик устанавливаются в произвольное состояние. Импульсы с формирователя 19 импульсов поступают на вход

О

СЛ СО 4 ND

14)

реверсивного счетчика 20 импульсов, в результате чего цифровой код на выходных разрядах последовательно увеличивается или уменьшается.

Цифровой код реверсивного счетчика 20 импульсов управляет разряда цифр о аналогового преобразователя 21, вследствие чего на его выходе формируется напряжение, которое ступенчато увеличивается или уменьшается по амплитуде. Оно подается на второй вход компаратора 2 в качестве эталонного. На первый вход компаратора 2 подается контролируемое напряжение с первого входа 22 устройства. На выходе компаратора 2 сигнал изменяет свой логический уровень в момент прохождения равенства напряжений. Значение цифрового кода в момент равенства напряжений соответствует измеряемому напряжению Ux и определяется формулой

Uv

У

N

х

где U - величина опорного напряжения цифроаналогового преобразователя 21;

п - количество разрядов реверсивного счетчика 20 импульсов;

2 - емкость реверсивного счетчика 20 импульсов;

NJ - код счетчика, соответствующий количеству поступивших к моменту равенства напряжений импульсов на его вход Если измеряемое напряжение находится в пределах допустимого напряжении (код нижнего уровня которого подается на второй вход 23 устройства, а код верхнего уровня - на третий вход 24 устройства), а реверсивный счетчик 20 импульсов по включению считает в прямом направлении, то в момент, когда напряжение на выходе генератора 1 линейно нарастающего напряжения, увеличиваясь, сравняется с контролируемым, на выходе компаратора 2 появится уровень логической Г1.

По спаду счетного импульса, поступающего через элемент НЕ 13 на С-вход записи триггера 7, в него будет записана логическая 1. В результате этого формирователь 17 одиночного импульса сформирует им

5

0

5

0

5

0

5

0

5

пульс, который через элемент ИЛИ 12 поступит на вход записи реверсивного счетчика 20 импульсов. По этому импульсу в реверсивный счетчик 20 импульсов будет занесен код верхнего допустимого уровня с третьих входов через вторую группу элементов И 15 и через группу элементов ИЛИ 14, Этот код, поступая с выхода реверсивного счетчика 20 импульсов на ЦАИ 21, увеличит эталонное напряжение до верхнего допустимого уровня, но логический уровень сигнала на выходе компаратора 2 не изменится. На выходе второго элемента совпадений появится уровень логической 1 вследствие равенства поступающих на его входа кодов. По появлению импульса на выходе элемента 9 задержки сигнал с выхода схемы 4 сравнения установит триггер 8 в соответствие логической 1. Реверсивный счетчик 20 импульсов перейдет в режим реверса, а на установочные входа реверсивного счетчика 20 импульсов будет подан код нижнего допустимого уровня напряжения. По сигналу с выхода схемы 4 сравнения одновременно запишется с выхода компаратора 2 сигнал уровня логической 1 в триггер 6, в результате чего на втором выходе устройства появится сигнал Норма по верхнему допустимому уровню напряжения.

Следующие счетные импульсы будут последовательно уменьшать цифровой код реверсивного счетчика 20 импульсов и соответственно эталонное напряжение на входе компаратора 2. В момент равенства эталонного и контролируемого напряжений на выходе компаратора 2 появится сигнал логического О, По спаду счетного импульса, поступающего через элемент НЕ 13 на С-вход записи триггера 7, в него будет записан логический О, По появлению на его прямом, выходе логического О на инверсном выходе появится сигнал логической 1 и формирователь 1 8 одиночных выходов импульсов сформирует импульс, который через элемент ИЛИ 12 поступит на вход записи реверсивного счетчика 20 импульсов. По этому импульсу в реверсивный счетчик 20 импульсов будет занесен код нижнего допустимого уровня с вторых входов устройства, через первую группу элементов И 15 и группу элементов ИЛИ 14. Этот код, поступая с выхода реверсивного счетчика 20 импульсов на ЦАП 2), уменьшит эталонное напряжение до нижнего допустимого уровня. Логический уровеш сигнала на выходе компаратора 2 не изменится. На выходе первой схемы 3 сравнения появится уровень логической 1 вследствие равенства поступающих на его вход кодов. По появлению импульса на выходе элемента 9 задержки сигнал с выхода схемы 3 сра нения установит триггер 8 в состояние логического О, по которому реверсивный счетчик 20 импульсов перейдет в режим прямого счета, а на установочные входа реверсивного счетчика 20 импульсов будет подан код верхнего допустимого уровня. Этот же сигнал запишется в первый 1 -триг- гер 5, в результате чего на первом выходе устройства появится сигнал Норма по нижнему допустимому уровню. Далее повторяется ранее описанная работа при прямом счете реверсивного счетчика 20 импульсов. В случае, если контролируемое напряжение превышает верхний допустимый уровень напряжений, то в режиме прямого счета код на выходе реверсивного счетчика 20 импульсов, последовательно возрастая, увеличится до равенства с кодом, поступающим с третьих входов 24 устройства. При этом равенства напряжений на входе компаратора 2 не будет. Сигнал с выхода схемы 4 сравнения переключит реверсивный счетчик 20 импульсов в режим Реверс, переключив триггер 8, но так как на выходе компаратора будет оставаться сигнал логического О, то в триггер 6 будет записан логический О, что будет соответствовать сигналу Не норма по верхнему уровню на втором выходе 26 устройства.

В случае, если контролируемое напряжение ниже нижнего допустимого уровня, то в режиме обратного счета код на выходе реверсивного счетчика 20 импульсов, последовательно уменьшаясь, уменьшится до равенства с кодом, поступающим с вторых входов

5

устройства. При этом равенства напряжений на входе компаратора не будет. Сигнал схемы 3 сравнения переключит реверсивный счетчик 20 импульсов в режим Реверс, переключив триггер 8, но так как на выходе компаратора 2 будет оставаться сигнал логической I, то в триггер 5 будет записан сигнал логическая 1, что будет соответствовать сигналу Не

норма по рррхнему VDOBHIO на первом выходе 25 устройства.

В следующем цикле после получения сигнала Не норма работа устройства продолжается и результат измерения в каждом цикле будет зависеть от текущего уровня контролируемого напряжения. 0

Формула изобретения

Устройство для контроля напряжения по авт. св. № 1183943, о т л и 5 чающее ся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены формирователь импульса записи, коммутатор, элемент та- держки и элемент НЕ, вход которого

0 соединен с импульсным выходом генератора линейно изменяющегося напряжения, а выход подключен к синхро- входу формирователя импульса записи и входу элемента задержки, выход ко,. торого соединен со стробирующим входом триггера управления записью, пря- мой выход которого подключен к первому управляющему входу коммутатора, второй управляющий вход которого

0 соединен с инверсным выходом триггера управления записью, первый информационный вход - с входом кода нижнего уровня устройства, второй информационный вход - с выходом ко5 да верхнего уровня устройства, а выход - с установочным входом генератора линейно изменяющегося напряжения, вход управления записью которого подключен к выходу формировате- 0 ля импульса записи, информационный вход которого соединен с выходом компаратора.

U

Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике, макет быть использовано в автоматизированных системах контроля параметров с применением ЭВМ и является усовершенствованием устройства по авт. св. 1183943. Цель изобретения - повьаение быстродействия устройства. Устройство содержит генератор линейно изменяющегося напряжения „ компаратор, схемы сравнения, D-триг- геры, триггер управления записью, элемент задержки коммутатор, формирователь импульса записи и элемент НЕ. йястродействяе устройства повышается за счет снижения времени переключения от нижнего к верхнему допустимому уровню напряжения и наоборот. 1 ил. №