Измеритель энергии искры Советский патент 1991 года по МПК G01R22/00 

. Фиг.1

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам измерения энергии быстро- протекающих импульсных процессов, и может быть использовано для измерения электрической энергии разрядных импульсов, возникающих в свечах зажигания, при включении или отключении

(например, в полупроводниковой свече зажигания). R момент появления сигнала на выходе измерительных преобразователей напряжения 1 (фиг.2а) и тока 2 (Лиг. 26) с появлением искрового разряда (кривая разрядного тока имеет форму затухающей синусоиды) компаратор 7 формирует серию пряв коммутационной аппаратуре и устрой- ю моугольных импульсов (фиг. 2в). Ком

ствах аналогичного значения.

Целью изобретения является повышение точности измерения устройства.

На фиг. 1 представлена структур- ная схема измерителя энергии нскры$ на фиг. 2s - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Измеритель энергии искры содержит измерительный преобразователь t напряжения, измерительный преобразователь 2 тока, перемножитель 3 сигналов лнтегратор 4, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, индикатор б, компаратор 7, одновибратор 8, RS-триг- гер 9, формирователь 10 импульса аналоговый ключ 11, причем выходы измерительных преобразователей напряжения 1 и тока 2 подключены к входам перемножителя 3 сигналов, выход которого соединен с входом интегратора

4,выходом соединенного с входом АЦП

5,к выходу которого подключен индикатор 6, вход компаратора 7 соединен с выходом измерительного преобразователя 2 тока, выход компаратора 7 соединен с входом одновибратора 8 и входом установки RS-триггера 9, выход одновибратора 8 соединен с входом формирователя 10 импульса, выход которого соединен с входом запуска АЦП

5, выход Конец измерения последнего соединен с входом сброса RS- триггера 9, выход RS-триггера 9 подсоединен к управляющему входу аналогового ключа 11, включенного в цепь сброса интегратора 4.

Измеритель работает следующим образом.

Измерительный преобразователь 1 напряжения, представляющий собой, например, делитель напряжения, своими входами подключен параллельно исследуемому искровому промежутку. Измерительный преобразователь тока, например измерительный трансформатор тока-, подключен последовательно с исследуемым искровым промежутком. В искровом промежутке с определенной частотой образуются искровые разряды

12224

(например, в полупроводниковой свече зажигания). R момент появления сигнала на выходе измерительных преобразователей напряжения 1 (фиг.2а) и тока 2 (Лиг. 26) с появлением искрового разряда (кривая разрядного тока имеет форму затухающей синусоиды) компаратор 7 формирует серию пря5

0

0

5

5

0

5

0

5

паратор 7 включен таким образом, что первый прямоугольный импульс на его выходе соответствует первой полуволне разрядного тока. Величина опорного напряжения компаратора 7 выбирается соответствующей току перехода подготовительной стадии разряда в искровую в полупроводниковой свече зажигания (фиг. 26). Одновременно по фронту первого импульса на выходе компаратора 7 RS-триггер 9 формирует на своем выходе сигнал логической 1 (фиг. 2г), который размыкает аналоговый ключ 11, включенный в цепь сброса интегратора 4. Сигнал с выхода перемножителя 3, про.порциональный мгновенной мощности искры, поступает на вход интегратора 4. В последнем осуществляется инте- ч грирование сигнала, пропорционального мгновенной мощности искры, в течение длительности искры. Одновременно с RS-триггером 9 по фронту первого прямоугольного импульса с выхода компаратора 7 запускается одновибратор 8 и формирует

I на своем выходе сигнал логического О (фиг. 2д). Одновибратор 8 перезапускается по фронту каждого импульса на выходе компаратора 7, следовательно, для обеспечения непрерывности сигнала на выходе одно- вибратора 8, время/ задаваемое его времязадающими цепями, должно быть больше периода колебаний разрядного тока. По окончании импульса одновибратора 8 формирователь 10 импульса выдает сигнал на запуск АЦП 5 (фиг. 2е), АЦП запускается и измеряет сигнал на выходе интегратора.

По окончании измерения А1Щ 5 выдает сигнал Конец измерения, который поступает на вход сброса RS- триггера 9 и устанавливает на его выходе сигнал логического О. Сигнал логического 0й на выходе RS-триггера 9 замыкает аналоговый ключ 11, обнуляющий интегратор 4. Время измерения А1Щ 5 (например, для АЦП

К572ПВ1 время измерения равно 110 икс) значительно меньше периода следования разрядных импульсов. Информация на выходе АЦП 5 после измерения сохраняется до прихода следующего разрядного импульса и в цифровом коде поступает в индикатор 6, где преобразуется в код цифровых индикаторов. На этом цикл измерения энергии искрового разряда заканчивается, и измеритель готов к приему информации об энергии следующего разрядного импульса. Цикл измерения энергия искрового разряда повторяется.

Таким образом, по сравнению с известным изобретение позволяет повысить точность измерения энергии, выделяющейся в искровом промежутке, за счет исключения из основной измерительной цепи одного аналогового ключа, устройства выборки-хранения и введения соответствующего соединения формирователя импульса и RS-триг гера, позволяющих осуществить синхронизацию моментов включения интегратора и АЦП с частотой следования измеряемых разрядных импульсов и их длительностью, а также синхронизацию сброса интегратора с моментом окончания измерения АЦП. Кроме того, информация на выходе А1Щ остается неизменной до прихода следующемго измеряемого разряднрго импульса и не зависит от частоты его следования. Функцию первого аналогового ключа в предлагаемом устройстве выполняет второй аналоговый ключ, так как его размыкание происходит в момент начала искрового разряда (в полупроводниковой свече зажигания - в момент

10

15

20

- 25 перехода подготовительной стадии разряда в искровую). Следовательно, интегратор интегрирует сигнал только в течение искровой стадии разряда. Формула изобретения

Измеритель энергии искры, содержащий измерительные преобразователи напряжения и тока, перемножитель сигналов, интегратор, аналого- цифровой преобразователь, индикатор, компаратор, одновибратор и аналоговый ключ, причем выходы измерительных преобразователей напряжения и тока подключены к входам перемножителя сигнала, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом индикатора, вход компаратора соединен с выходом измерительного преобразователя тока, а выход компаратора - с входом одновибратора, аналоговый ключ включен в цепь сброса интегратора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, дополнительно введены RS-триггер и формирователь импульса, причем выход перемножителя сигналов соединен с входом интегратора, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход компаратора соединен с входом установки RS- триггера, выход одновибратора соеди- 35 нен с входом формирователя импульса, выход которого соединен с входом запуска аналого-цифрового преобразователя, выход Конец измерения которого соединен с входом сброса RS-триггера, выход последнего соединен с управляющим входом аналогового ключа.

30

40

t,

J

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам измерения энергии быст- ропротекающих процессов, и может быть использовано, например, для измерения электрической энергии искрового разряда, возникающего в свечах зажигания. Целью изобретения является повышение точности измерения. Поставленная цель достигается путем введения и соответствующего соединения формирователя 10 импульса и RS-триггера 9 позволяющих синхронизировать моменты включения интегратора и А1Щ с частотой измеряемых разрядных импульсов, а также осуществить синхронизацию сброса интегратора с моментом окончания измерения А1Щ. Информация на выходе А1Щ остается неизменной в интервалах между измеряемыми разрядными импульсами. 2 ил. i

t,

е

t.

Фиг. Z

Опорное напряжение компаратора

t

LJ

Л