Устройство для контроля допускового датчика параметра Советский патент 1991 года по МПК G06F11/14 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано в устройствах самодиагностики измерительных систем и средств автоматизированного контроля, содержащих пороговые допусковые датчики параметров

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем периодического прогнозирования момента выхода погрешности допускового датчика параметра за пределы допустимых значений.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для контроля допускового датчика параметра.

Устройство содержит таймер 1, генератор 2 калиброванного сигнала, входящие в состав устройства, а также контролируемый допусковый датчик 3 параметра. Кроме того, устройство содержит первый переключатель, состоящий из триггера 5 и ключей 6 и 7, генератор 8 импульсов, второй переключатель, состоящий из ключей 9 и 10 и триггера 11, счетчики 12 и 13 (реверсивные), первый 14 и второй 15 блоки передачи кода, ключи 16 и 17, элемент ИЛИ 18, счетчик 19, дешифратор 20, выполненный, например на элементе И, счетчик 21, третий блок 22 передачи кода, индикатор 23, третий переключатель, состоящий из триггера 24 и ключей 25 и 26. счетчик 27 (реверсивный), дешифратор, состоящий, например из элементов И 28 и И-НЕ 29. На чертеже обозначены с первого по третий переключатели 30- 32 и дешифратор 33 (в состав которого входят упомянутые элементы И 28 и И-НЕ 29), а устройство также содержит группу элементов развязки 34, элемент развязки 35 и ключ 36.

Устройство работает следующим образом.

Прогнозирование оставшегося времени правильного функционирования датчика 3 осуществляется строго по циклам. Начало цикла прогнозирования синхронизируется таймером 1, который строго периодически, например, 1 раз в неделю, включает устройство в работу. При этом устройство позволяСО

С

Vat. i

О

о

VJ о

-I

.

ет оценить, сколько ориентировочно подобных временных циклов будет функционировать датчик 3 до момента, когда порог его срабатывания выйдет за пределы допустимого значения.

Запускающий импульс таймера 1 осуществляет обнуление счетчиков 19 и 21, сброс триггера 24 и обнуление реверсивного счетчика 27, производит запуск генератора 2 калиброванного сигнала, осуществляет переключение в противоположное состояние триггера 11, который в соответствии со своим новым состоянием открывает либо ключ 9, либо ключ 10 и обнуляет (реверсивный) счетчик 12 или 13 соответственно, производит установку триггера 5, который в этом случае открывает ключ 10 и кроме того, импульс таймера 1 запускает генератор 8 импульсов. При этом генератор 8 импульсов через открытый триггером 5 ключ 7 начинает заполнять обнуленный ранее счетчик 12 или 13, в соответствии с состоянием ключей 9 и 10, и в то же время вычитать информацию из реверсивного счетчика 13 или 12, в соответствии с состоянием ключей 9 и 10, заполненного в предыдущем цикле диагностики информацией о величине порога срабатывания датчика 3, в то же время теми же импульсами генератора 8 через элемент развязки 35, введенный в силу временного разделения сигналов,будет заполняться реверсивный счетчик 27, который совместно с подключенным к соответствующим его выходом дешифратором 33, реализованном на двух многовходовых, соответствующим образом подключенных элементах И 28 и И- НЕ 29, хранит информацию о допустимых значениях порогов срабатывания датчика 3.

Генератор калиброванного сигнала 2 вырабатывает пилообразный импульс. Генератор 2 и генератор импульсов 8 являются основными метрологическими элементами устройства. Наклон пилообразного импульса и частота генератора импульсов 8 выбраны такими, что при достижении напряжения на входе датчика 3 величины, равной верхнему и нижнему допустимым значениям его порогов срабатывания, на прямом выходе дешифратора, иными словами, на выходе элемента И 28 будут возникать сигналы.

Элемент И-НЕ 29 дешифратора 33 подключен к тем выходам реверсивного счетчика 27, на которых потенциалы присутствуют в течение цикла подсчета импульсов генератора 8, пока значения кода на его выходе будут соответствовать зоне работоспособности допускового датчика параметра 3.

В том случае, когда порог датчика 3 выходит за границу нижнего (верхнего) допуска, то датчик 3 сработает раньше (позже), чем на соответствующих выходах реверсивного счетчика 27 появятся сигналы. В этом случае на инверсном выходе дешифратора

33 или, что то же самое, элемента И-НЕ 29 будет присутствовать потенциал, который откроет ключ 4, через который сигнал с датчика 3 поступит на дешифратор 33 и тем самым сообщит об отказе.

0 В переключателе 32 триггер 24 служит для переключения ключей 25 и 26, которые коммутируют выход генератора импульсов 8 и прямой или обратный входы реверсивного счетчика 27, что зависит от того, в какую

5 сторону меняется величина порога срабатывания датчика 3 по сравнению со значением этого порога, измеренного в предыдущем цикле.

На первом такте работы устройства

0 триггер 24 сбрасывается, импульсом от таймера 1, обеспечивая переключение узла 32 и подключая выход генератора импульсов 8 к вычитающему входу (реверсивного) счетчика 27. В результате (реверсивный) счетчик

5 27 подготавливается к вычитанию в следующем цикле работы накопленной информации. Эта ситуация справедлива для случая уменьшения порога срабатывания допускового датчика параметра 3 по сравнению с

0 предыдущим циклом. При этом оставшееся время правильного функционирования до- пускового датчика параметра 3 характеризуется разностью между кодом момента срабатывания датчика 3 и кодом нижнего

5 допустимого значения порога его срабатывания. При уменьшении порога подобная ситуация возникает, если количество импульсов, поступивших на вычитающий вход реверсивных счетчиков 12 и 13, меньше ко0 личества импульсов, поступивших на вход сложения.

Сигнал таймера 1 одновременно с сигналом с выхода триггера 11 переключателя 31 открывает соответствующий ключ 16 или

5 17, подготавливая к прохождению на соответствующий блок передачи кода 14 или 15 сигнала о срабатывании датчика 3. В итоге информация из того реверсивного счетчика 12 или 13, который осуществляет вычи0 тание в текущем такте, будет записана в счетчик 19.

Когда пилообразный импульс, поступающий на вход датчика 3, вызывает его срабатывание, начинается второй такт работы

5 устройства. При этом на выходе датчика 3 появляется сигнал, который обеспечивает срабатывание переключателя 30 за счет переключения триггера бив соответствии с этим - ключей 6 и 7, в результате генератор импульсов 8 отключается от входов ключей

9 и 10 переключателя 31 и подключается к информационному входу переключателя 32, т.е. входам ключей 25 и 26 и ко входу счетчика 19. Кроме того, тот же сигнал с выхода датчика 3, проходя через один из открытых ключей 16 или 17 на управляющий вход соответствующего блока передачи кода 14 или 15. Этим обеспечивается перезапись в счетчик 19 кода из соответствующего реверсивного счетчика 12 или 13. осуществляющего в предыдущем такте вычитание.

Передача кода от блока передачи такта 14 или 15 к счетчику 19 в силу временного разделения осуществляется через группу элементов развязки 34.

Если в процессе вычитания в реверсивных счетчиках 12 или 13 количество импульсов, поступивших на вычитающий вход, превысит количество импульсов, поступивших на вход сложения при предыдущем включении устройства (что произойдет, если значение порога срабатывания датчика 3 смещается в сторону увеличения), то в по следнем разряде реверсивного счетчика 12 или 13 появится сигнал, который через элемент ИЛИ 18 вызовет открытие ключа 30. Через открытый ключ 30 сигнал срабатывания датчика 3 обеспечит установку триггера 24 переключателя 32. При этом ключ 26 этого переключателя 32 закроется, а ключ 25 откроется, и импульсы с генератора 8 начнут поступать через элемент развязки 35 на вход сложения реверсивного счетчика 27 Таким образом, обеспечивается сравнение скорости изменения порога срабатывания датчика 3 со значением его верхнего допуска. При этом оставшееся время правильного функционирования датчика 3 будет характеризоваться количеством импульсов, которое необходимо подать на вход реверсивного счетчика 27 до того момента, когда его код станет равным коду верхнего допустимого значения порога срабатывания датчика 3.

Сигналы с выхода генератора импульсов 8 через открытый ключ 6 переключателя 30. начинают поступать одновременно на счетчик 19, код которого характериг.ует скорость изменения порога срабатывания датчика 3 и через ключ 25 или 26 (в зависимости от направления изменения порога срабатывания датчика 3) на прямой или обратный вход реверсивного счетчика 27.

На вход вычитания реверсивного счетчика 27 сигналы генератора импульсов 8 будут поступать в случае, если количество импульсов, пришедших на вход вычитания реверсивного счетчика 12 (13) меньше количества импульсов, пришедших на вход ело жения этого счетчика при предыдущем

включении данного устройства в работу. При этом в последнем разряде реверсивного счетчика 12 (13) сигнал не появляется и триггер 24 переключателя 32 остается в нулевом состоянии, в которое его перевел сигнал устройства управления 1, В этом случае импульсы генератора 8 будут вычитать информацию из реверсивного счетчика 27 до момента, пока его код не станет равным

0 коду нижнего допустимого значения порога срабатывания датчика 3.

На прямой вход(реверсивного)счетчика 27 сигналы с генератора импульсов 8 будут поступать в том случае, если триггер 24 пе5 реключателя 32 из нулевого состояния будет переведен в единичное сигналом с выхода ключа 30. В этом случае импульсы генератора 8 будут дополнять информацию реверсивного счетчика 27, накопленную на

0 предыдущем такте, до момента, пока его код не сравняется с кодом верхнего допустимого значения порога срабатывания блок, 4,

Параллельно с реверсивным счетчиком 27 импульсы генератора 8 поступают на вы5 читающий вход реверсивного счетчика 19, в который по окончании первого такта работы устройства была записана информация о скорости изменения порога срабатывания датчика 3 за время, прошедшее с момента

0 предыдущего включения устройства в работу.

На всех выходах счетчика 19 одновременно появляются сигналы, когда количество импульсов, пришедших на его

5 вычитающий вход будет соответствовать коду записанной скорости изменения порога срабатывания датчика 3 (обнуление счетчика 19). При этом на выходе элемента И 20 появляется сигнал, который фиксиру0 ется счетчиком 21 и проходит через открытый ключ 16 (17) на блок передачи кода 14 (15). осуществляя перезапись кода единицы скорости перемещения порога датчика 3 в счетчик 19. Далее этот процесс продолжает5 ся до тех пор, пока код реверсивного счетчика 27 не станет равным коду верхнего или нижнего допустимого порога срабатывания блока 3.

При этом на прямом выходе дешифрато0 ра 33 - выходе элемента И 28 появляется сигнал, который обеспечит открытие блока передачи кода 22 и, обеспечив тем самым перезапись из счетчика 21 в индикатор 23 информации о количестве единиц

5 времени, через которое ориентировочно наступит выход порога срабатывания датчика 3 за пределы допуска и кроме того, проходя на вход останова генератора 8. прекратит генерацию импульсов, чем и обеспечит останов устройства.

Следующее включение устройства в работу произойдет при возникновении следующего импульса на выходе таймера 1.

Формула изобретения Устройство для контроля допускового датчика параметра, содержащее три счетчика и элемент ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем периодического прогнозирования момента выхода погрешности допускового датчика параметра за пределы допустимых значений, в него введены четвертый и пятый счетчики, генератор импульсов, генератор калиброванного сигнала, индикатор, элемент развязки, группа элементов развязки, с первого по третий переключатели, три блока передачи кода, с первого по четвертый ключи, два дешифратора, таймер, выход которого соединен с входами запуска генератора калиброванного сигнала и генератора импульсов, а также с первыми управляющими входами1 первого, третьего и управляющим входом второго переключателей и входами сброса первого, второго и третьего счетчиков, первый выход первого переключателя соединен с информационным входом второго переключателя и через элемент развязки с суммирующим входом первого счетчика, второй выход первого переключателя соединен с суммирующим входом второго счетчика и информационным входом третьего переключателя, первый выход которого через элемент развязки соединен с суммирующим входом первого счетчика, а второй выход- с вычитающим входом первого счетчика, выходы разрядов которого соединены с входами второго дешифратора, прямой выход которого связан с входом останова генератора импульсов и управляющим входом третьего блока передачи кода, а инверсный выход - с управляющим входом четвертого ключа, выход которого подсоединен к входу индикатора, первый выход второго переключателя соединен с вычитающим входом четвертого и суммирующим входом пятого счетчиков, второй выход второго переключателя подсоединен к входу сброса четвертого счетчика и управляющему входу второго ключа, третий выход второго переключателя соединен с входом сброса пятого счетчика и управляющим входом первого ключа, выход которого соединен с управляющим входом первого блока передачи кода, группа выходов которого и группа выходов второго блока передачи кода через группу элементов развязки соединены с группой установочных входов второго счетчика, выходы разрядов которого связаны с входами первого дешифратора, выходом соединенного с информационными входами первого и второго ключей и с

суммирующим входом третьего счетчика, группа выходов разрядов которого соединена с группой информационных входов третьего блока передачи кода, подключенного группой выходов к группе установочных входов индикатора, группы выходов младших разрядов четвертого и пятого счетчиков соединены с группами входов соответственно первого и второго блоков передачи кода, а выходы старших разрядов - с входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу третьего ключа, выходом связанного с вторым управляющим входом третьего переключателя, выход второго ключа связан с

управляющим входом второго блока передачи кода, выход генератора калиброванного сигнала является выходом устройства для подключения к входу допускового датчика параметра, информационные входы второго

и четвертого ключей и второй управляющий вход первого переключателя подсоединены к входу устройства, служащему для подключения к выходу допускового датчика параметра.

tdrJa

№3

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в устройствах самодиагностики измерительных систем и средств автоматизированного контроля. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет самодиагностики неисправностей. Сущность изобретения заключается в возможности самодиагностики и прогнозирования оставшегося времени правильного функционирования измерительных систем и средств автоматизированного контроля, содержащих пороговые допусковые датчики параметра. 1 ил.