Устройство для многоточечной сигнализации Советский патент 1992 года по МПК G08B23/00 

Изобретение относится к устройствам контроля за состоянием объектов, в частности к устройствам сигнализации, реагирующим на незаданные заранее нежелательные или ненормальные условия и предназначено для контроля состояния сложных объектов техники, например летательных аппаратов в процессе их испытаний, а также может быть использовано в различных областях техники при контроле параметров технологических процессов.

Контроль производят посредством установки необходимого количества датчиков, характеризующих состояние объекта. Питание контролирующих цепей датчиков и питание устройства контроля осуществляют от одного источника. При отработке программы испытаний в любой момент времени

каждая из контролируемых точек объекта характеризуется наличием в ней положительного или отрицательного потенциала источника питания, либо отсутствием потенциала. Устройство контроля должно сигнализировать о непредусмотренном программой работы объекта несанкционированном появлении или исчезновении потенциала как положительной, так и отрицательной полярности а любой из контролируемых точек.

Устройство для многоточечной сигнализации включает сигнальные ячейки (по числу точек контроля), каждая из которых имеет элементы сигнализации. Недостатком этих устройств является то, что сигнальная ячейка устройства не запоминает сигнал, посту- пивший на ее вход, что затрудняет

-Ч

Јь

О Ч

ai - ae et-ivii Очки контроля, изменившей свое состояние.

В известном устройстве для многоточечной сигнализации сигнал, поступивший нг вход ячейки, запоминается элементом приема и запоминания, выполненным в виде реле. Индикация вновь поступившего сигнала - появление потенциала шины питания на одном из входов устройства - про- изводится включением элемента сигнализации соответствующей сигнальной ячейки при одновременном выключении сработавших ранее элементов сигнализации других ячеек. Поэтому данное устройство не реагирует на снятие потенциала шины питания и не может быть использовано в случаях, когда существует возможность непредусмотренного исчезновения потенциала источника питания в контролируемых точках.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содеращее источник пи- тания, кнопку сброса, общий диод и сигнальные ячейки по чиспу контролируемых точек. Каждая сигнальная ячейка включает два транзистора разной проводимости, элемент памяти, элемент сигнализации, два конденсатора, зашунтированные каждый соответствующим резисторов, пять диодов и четыре резистора, сигнальную лампу и лампу индикации в элементе сигнализации ячейки, Устройство во время контроля состояния объекта сигнализирует как о несанкционированном появлении в любой из контролируемых точек сигнала отрицательной полярности, так и о пропадании такого сигнала. Сигнализация осуществляется с помощью светового табло.

Недостатком устройства является то, что несанкционированное появление или исчезновение сигнала положительной полярности устройством не фиксируется вследствие особенностей схемного решения, в том числе асимметрии схемы и одностороннего прохождения сигнала. Применение такого устройства целесообразно при небольшом (не более нескольких десятков) .числе контролируемых точек, так как предполагает визуальную регистрацию изменения состояния параметров объекта контроля путем фиксации световых сигналов соответствующих сигнальных ячеек. При проведении испытаний сложных объектов необходимо осуществлять контроль состояния одновременно в сотнях и даже в тысячах точек, причем в каждой из точек нужно контролировать несанкционированные изменения (появление или исчезновение) сигналов как положительной, так и отрицательной полярности, а устройство

реагирует на изменение входных сигналов только одной полярности.

Целью изобретения является повышение информативности устройства путем

контроля появления или исчезновения потенциала как положительной, так и отрицательной полярности в любой из контролируемых точек объекта контроля. Указанная цель достигается тем, что в

0 устройство для многоточечной сигнализации, содержащее двухтранзисторные сигнальные ячейки, с элементами сигнализации и источник питания, первая шина которого соединена с первым выво5 дом кнопки сброса, введены второй источник питания и блок регистрации, который выполнен из двух оптронных ключей и четырех резисторов, элемент сигнализации в каждой сигнальной ячейке выполнен из

0 двух оптронных ключей, резистора и элемента памяти, в каждой сигнальной ячейке базы первого и второго транзисторов объединены, коллектор первого транзистора соединен со вторым выводом первого

5 резистора, второй вывод второго резистора подключен ко второму выводу третьего резистора и к коллектору второго транзистора, эмиттер которого соединен с эмиттером первого транзистора, со вторым выводом

0 первого конденсатора и с первым выводом второго конденсатора, второй вывод второго конденсатора подключен ко второму выводу четвертого резистора, первый вывод первого конденсатора и второй вывод вто5 рого конденсатора подключены к первым выводам соответственно первого и второго оптронных ключей элемента сигнализации, вторые выводы которых объединены, а третьи подключены к первому выводу рези0 стора и к входу элемента памяти, в блоке регистрации первые выводы первого и второго оптронных ключей объединены, вторые подключены к первым выводам соответственно первого и второго резисто5 ров, а третьи - к первым выводам соответственно третьего и четвертого резисторов, вторые выводы которых объединены, второй вывод первого резистора одной из сигнальных ячеек соединен с первой шиной

0 второго источника питания и со вторым выводом второго резистора блока регистрации, вторые выводы вторых резисторов сигнальных ячеек подключены ко второй шине второго источника питания и ко второ5 му выводу первого резистора блока регистрации, четвертые выводы первых и вторых оптронных-ключей элементов сигнализации сигнальных ячеек подключены к четвертым выводам соответственно первого и второго оптрснных ключей блока регистрации, второй вывод первого источника питания соединен со вторыми выводами первых опт- ронных ключей элементов сигнализации сигнальных ячеек и с первым выводом первого оптронного ключа блока регистрации, второй вывод кнопки сброса подключен ко вторым выводам резисторов элементов сигнализации сигнальных ячеек и ко второму выводу четвертого резистора блока регистрации, первые выводы первых резисторов сигнальных ячеек являются входами устройства, а третьи выводы первого и второго оптронных ключей блока регистрации выходами устройства.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема устройства многоточечной сигнализации.

Устройство содержит сигнальные ячейки 1 по числу контролируемых точек, блок регистрации 2, кнопку сброса 3, первый 4 и второй 5 источники питания. Каждая сигнальная ячейка включает два транзистора 6 и 7 разной проводимости, элемент сигнализации 8, два конденсатора 9 и 10, два резистора 11 и 12 цепей перезаряда конденсаторов и два резистора 13 и 14 делителя напряжения со средней точкой, в которой соединены первые выводы резисторов указанного делителя, присоединенного вторыми выводами этих резисторов к шинам второго источника питания. Элемент сигнализации 8 в каждой сигнальной ячейке выполнен из двух оптронных ключей 15 и 16 резистора 17 и элемента памяти 18. Блок регистрации выполнен из двух оптронных ключей 19 и 20, двух нагрузочных 21 и двух токоограничивающих 22 резисторов. Входом 23 сигнальной ячейки, являющейся одновременно одним из входов устройства, служит средняя точка делителя напряжения, соединенная с базами транзисторов 6 и 7, коллекторы которых подключены каждый к соответствующей типу проводимости транзистора шине питания второго источника. С объединенными эмиттерами транзисторов соединены первые выводы конденсаторов 9 и 10. Второй вывод первого конденсатора 9 присоединен к первому выводу - аноду светодиода - первого оптронного ключа 15 элемента сигнализации 8 и через первый резистор 11 к положительной шине второго источника, а второй вывод второго конденсатора 10 - к первому выводу - катоду светодиода - второго оптронного ключа 16 элемента сигнализации и через второй резистор 12 к отрицательной шине указанного источника. Вторые выводы - эмиттеры транзисторов - первого и второго оптронных ключей элементов сигнализации всех сигнальных ячеек объединены с первыми выводами - эмиттерами транзисторов - оптронных ключей блока регистрации и присоединены ко второй шине первого источника питания, к первой шине

которого подключен первый вывод кнопки сброса 3. В элементе сигнализации ячейки третьи выводы - коллекторы транзисторов - первого и второго оптронных ключей соединены с элементом памяти и с первым выво0 дом резистора 17, второй вывод которого подключен к второму выводу кнопки сброса 3, к которой также присоединены вторые выводы нагрузочных резисторов 21 блока регистрации. Первый вывод первого из этих

5 резисторов соединен с третьим выводом - коллектором - первого оптронного ключа 19, а первый вывод второго резистора - с третьим выводом - коллектором - второго оптронного ключа 20, При этом третьи выво0 ды первого и второго оптронных ключей блока регистрации являются выходами устройства 24 и 25. Первый токоограничиваю- щий резистор 22 в этом блоке соединен одним выводом с вторым выводом - като5 дом светодиода - первого оптронного ключа 19, а другим выводом - с положительной шиной второго источника 5, второй токоог- раничивающий резистор - с вторым выводом - анодом светодиода - второго

0 оптронного ключа 20, а другим выводом - с отрицательной шиной этого источника. Четвертые выводы - катоды светодиодов - пер- вых оптронных ключей элементов сигнализации всех ячеек объединены и сое5 динены с четвертым выводом-анодом светодиода - первого оптронного ключа 19 блока регистрации, а четвертые выводы - аноды светодиодов - вторых оптронных ключей 16 элементов сигнализации объеди0 нены и соединены с четвертым выводом - катодом светодиода - второго оптронного ключа 20 указанного блока.

Устройство работает следующим образом.

5В исходном состоянии (фиг. 1) контакты

кнопки сброса 3 разомкнуты и транзисторы всех оптронных ключей 15, 16, 19 и 20 устройства, цепи которых соединены параллельно и подключены к питающему

0 источнику 4 через контакты кнопки, обесточены. Вход 23 любой сигнальной ячейки 1 либо отсоединен от шин второго источника 5, либо имеет потенциал одной из его шин. В первом случае вследствие симметрии схе5 мы потенциал баз и эмиттеров транзисторов 6 и 7 составляет U/2, где U - напряжение между шинами второго источника питания, и каждый издвух конденсаторов 9 и 10 заряжен до напряжения U/2. В тех сигнальных ячейках, где вход ячейки

имзет потенциал одной из шин источника питания,транзистор, присоединенный коллектором к этой шине, полностью открыт, конденсатор в цепи, параллельной открытому транзистору, разряжен, а другой транзи- стор закрыт и соответствующий ему чОнденсйгор заряжен до напряжения питания U. При разомкнутых контактах кнопки 3 сброса транзисторы оптронных ключей 15 и 16 в элементах сигнализации 8 ячеек и оптронных ключей 19 и 20 в блоке регистрации 2 обесточены, в результате чего на входы триггеров 18 элементов сигнализации 8 сигнальных ячеек 1 и на выходы 24 и 25 устройства сигналы не поступают. К моменту замыкания контактов кнопки 3 сброса конденсаторы 9 и 10 хранят информацию о предшествующем этому моменту состоянии контролируемых точек объекта. После замыкания контактов кнопки 3 любое изменение (появление или исчезновение) потенциала шин второго источника на входе 23 одной или нескольких сигнальных ячеек вызывает перезаряд конденсаторов этих ячеек, сопровождающийся протеканием импульсных токов через светодиоды оптронных ключей элементов сигнализаций ячеек и блока регистрации, которые приводят к срабатыванию триггеров 18 в соответствующих ячейках и появлению сигнала на одном или обоих выходах устройства. Так, например, при исчезновении потенциала положительной шины с входа 23 сигнальной ячейки транзистора 6, ранее открытый, закрывается, а транзистор 7, ранее закрытый, входит в режим насыщения. Конденсатор 10, заряженный до напряжения U, разряжается через переход эмиттер-коллектор открытого транзистора 7 и второй резистор 12 сигнальной ячейки, а также через параллельную ему цепь, состоящую из последовательно включенных второго токоограничивающёго резистора 22 и светодиодов вторых оптронных ключей 16 и 20 в элементе си гнализации ячейки и в блоке регистрации соответственно. Импульсный ток разряда конденсатора 10 вызывает открытие транзисторов указанных ключей на время прохождения импульса. Таким образом транзисторами формируются входные импульсы для элемента памяти (триггера) 8 ячейки и сигналы на выходе 24 устройства. Аналогично работает устройство при исчезновении с входа сигнальной ячейки потенциала отрицательной шины. При появлении на входе ячейки потенциала положительной шины второго источника транзистор 6, соединенный коллектором с этой шиной, открывается, первый конденсатор 9, заряженный до напряжения U/2, разряжается через первый резистор 11 и открытый транзистор 6, а также через первый токоограничивающий резистор 22 и светодиоды первых оптронно- го ключа ячейки 15 и оптронного ключа 19.

Импульс разряда конденсатора вызывает открытие соответствующих транзисторов указанных ключей и формирует импульс на входе триггера 18 данной ячейки и на выходе 25 устройства. Работа протекает анало0 гично при появлении на входе сигнальной ячейки потенциала отрицательной шины. В каждом из рассмотренных случаев срабатывают триггеры сигнальных ячеек, контролирующих точки объекта, изменившие свой

5 потенциал, и появляется сигнал на одном или обоих выходах устройства. Сигнал на первом выходе 24 появляется при скачкообразном повышении, а на втором выходе 25 при скачкообразном понижении потенциа0 ла хотя бы одной контролируемой точки объекта. При кратковременном изменении потенциала и возврате его за время контроля к прежнему уровню факт изменения также фиксируется триггером ячейки.

5 Фиксация сигнала на выходе устройства позволяет установить факт изменения состояния одной или нескольких контролируемых точек, а анализ состояния триггеров сигнальных ячеек - конкретные точки объекта.

0 потенциал которых изменился. Анализ результатов контроля и осуществление управляющих функций постановки объекта на контроль и приведения устройства в исходное состояние при большом числе контроли5 руемых точек целесообразно проводить с помощью ЭВМ, с которой предлагаемое устройство легко сопрягается.

Симметричное относительно шин источника питания включение элементов сиг0 нальной ячейки обеспечивает идентичность процессов перезаряда конденсаторов и появление сигнала на выходе устройства при появлении или пропадании сигнала разной полярности на входе ячейки. Применение и

5 соответствующее включение двух оптронных ключей в элементах сигнализации ячеек и в блоке регистрации обеспечивает фиксацию как переднего так и заднего фронта входного сигнала. Кроме того, это позволяет

0 осуществить гальваническую развязку выходов устройства и входов элементов пяти ячеек от шин источника питания сигнальных цепей. Включение кнопки сброса в цепь источника питания транзисторов оптронных

5 ключей обеспечивает возможность снятия контроля на время запланированных перекоммутаций, входных цепей.

Формула изобретения Устройство для многоточечной сигнализации содержащее сигнальные ячейки,

каждая из которых выполнена из четырех резисторов, двух транзисторов, двух конденсаторов и элемента сигнализации, в каждой сигнальной ячейке база первого транзистора соединена с первыми вывода- ми первого и второго резисторов, первые выводы первого конденсатора и третьего резистора объединены, второй вывод первого резистора соединен с первым выводом четвертого резистора, первые выводы чет- вертых резисторов сигнальных ячеек объединены, первый источник питания, первая шина которого соединена с первым выводом кнопки сброса, отличающееся тем, что, с целью повышения информативности устройства, в него введены второй источник питания и блок регистрации, который выполнен из двух оптронных ключей и четырех резисторов, а элемент сигнализации в каждой сигнальной ячейке выполнен из двух оптронных ключей, резистора и элемента памяти, в каждой сигнальной ячейке базы первого и второго транзисторов объединены, коллектор первого транзистора соединен с вторым выводом первого резистора второй вывод второго резистора подключен к второму выводу третьего резистора и к коллектору второго транзистора эмиттер которого соединен с эмиттером первого транзистора, с вторым выводом первого конденсатора и с первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого подключен к второму выводу четвертого резистора, первый вывод первого конденсатора и второй вывод второго конденсатора под- ключены к первым выводам соответственно первого и второго оптронных ключей элемента сигнализации, вторые выводы которых объединены, а третьи подключены к первому выводу резистора и к входу элемента памяти, в блоке регистрации первые выводы первого и второго оптронных ключей объединены, вторые подключены к первым выводам соответственно первого и второго резисторов, а третьи - к первым выводам соответственно третьего и четвертого резисторов, вторые выводы которых объединены, второй вывод первого резистора одной из сигнальных ячеек соединен с первой шиной второго источника питания и с вторым выводом второго резистора блока регистрации, вторые выводы вторых резисторов сигнальных ячеек подключены к второй шине второго источника питания и к второму выводу первого резистора блока регистрации, четвертые выводы первых и вторых оптронных ключей элементов сигнализации сигнальных ячеек подключены к четвертым выводам соответственно первого и второго оптронных ключей блока регистрации, второй вывод первого источника питания соединен с вторыми выводами первых оптронных ключей элементов сигнализации сигнальных ячеек и с первым выводом первого оптронного ключа блока регистрации, второй вывод кнопки сброса подключен к вторым выводам резисторов элементов сигнализации сигнальных ячеек и к вторым выводам четвертого резистора блока регистрации, первые выводы первых резисторов сигнальных ячеек являются входами устройства, третьи выводы первого и второго оптронных ключей блока регистрации являются выходами устройства.

$л°/у/77 #0#/яра/г0

Изобретение относится к устройствам контроля, в частности к устройствам многоточечной сигнализации. Целью изобретения является повышение информативности устройства. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее сигнальные ячейки, каждая из которых выполнена из четырех резисторов, двух транзисторов, двух конденсаторов и элемента сигнализации, первый источник питания и кнопку сброса, введены второй источник питания и блок регистрации, который выполнен из двух оп- тронных ключей и четырех резисторов, а элемент сигнализации в каждой сигнальной ячейке выполнен издвухоптронных ключей, резистора и элемента памяти. Устройство обеспечивает регистрацию сигналов как положительной, так и отрицательной полярности, при этом блоком регистрации обеспечивается фиксация как переднего, так и заднего фронтов входного сигнала. 1 ил. Ё