Устройство для регистрации сигналов Советский патент 1992 года по МПК G01R13/02 

х4

&ь

hO Ч SD

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к многоканальным измерительным приборам, предназначенным Для регистрации непрерывных электрических сигналов и представления их в цифровом виде, и может быть использовано для диагностики технического состояния агрегатов и машин.

Известно устройство для регистрации сигналов при работе машин в пусковом режиме (авт.св. СССР Мг 1051555, кл. G 07 С 3/00), содержащее датчики аналоговых сигналов по числу точек контроля, селектор им- пульсов максимальной амплитуды, пороговые элементы, дешифратор, счетчики, элемент ИЛИ и элемент задержки.

Указанное устройство обладает существенными недостатками, заключающимися в том, что регистрируется только один сигнал, равный или превышающий заданное пороговое значение, регистрация ведется только после завершения переходного процесса после пуска машины, время переходного процесса не фиксируется. Отмеченные недостатки не позволяют применить известное устройство для регистрации значений сигналов от датчиков в переходных режимах для раннего выявления неисправностей.

Известен многоканальный, цифровой регистратор (авт. се. СССР N 1246736, кл. G 01 Р 13/02). являющийся наиболее близким к предлагаемому устройству техническим решением подобной задачи, предназначенный для регистрации непрерывных электрических сигналов и представления их в цифровом коде, который может быть использован для записи пространственно-временных характеристик быстро- протекающих процессов.

Известное устройство для регистрации сигналов (многоканальный цифровой регистратор) содержит в каждом канале сигнала от датчика усилитель, коммутатор, выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, информационный выход которого соединен с первым информационным входом первого блока памяти, информационный выход которого соединен с информационным входом мультиплексора, счетчик адресов, выход которого соединен с входом счетчика страниц, генератор импульсов, дешифратор, три инвертора, два элемента ИЛИ, три элемента И, триггер и второй блок памяти.

Устройство обладает следующими недостатками. Оно не позволяет во время регистрации сигналов фиксировать начало и окончание переходного режима, а также

оценивать однотипность (повторяемость) переходных режимов, например, при пусках агрегатов и машин.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства и обеспечение ранней диагностики состояния контролируемых агрегатов и устройств путем регистрации пространственно-временных параметров переходных

0 режимов их работы.

Цель достигается тем, что в устройство для регистрации сигналов введены задатчик режима работы, датчики частоты вращения, измеритель времени переходного процесса

5 и блок индикации, причем выходы каждого из датчиков аналоговых сигналов соединены с соответствующими входами коммутатора, адресный выход счетчика адресов соединен с адресным входом коммутатора,

0 адресный выход счетчика адресов соединен с адресным входом коммутатора, с входом дешифратора и вторым информационным входом первого блока памяти, третий информационный вход которого соединен с

5 адресным выходом счетчика страниц, выход датчика частоты вращения соединен с входом измерителя времени переходного процесса, первый информационный выход которого объединен с информационным

0 выходом аналого-цифрового преобразователя, первый и второй выходы измерителя времени переходного процесса соединены соответственно с входами установки и сброса триггера, выход которого соединен с

5 первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами счетчика страниц и счетчика адресов, выход генератора импульсов соединен с выходом первого инвертора и вторыми входа0 ми счетчика адресов, первого и второго элементов И, выход первого инвертора соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя,

5 выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход дешифратора соединен с вторым входом третьего элемента И и входом второго инвертора, выход которого соединен с первым входом

0 второго элемента ИЛИ, второй информационный выход измерителя времени переходного процесса соединен с первым информационным входом блока индикации и информационным входом второго блока

5 памяти, информационный выход которого соединен с вторым информационным входом блока индикации, первый и второй выходы задатчика режима работы соединены соответственно с первым и вторым входами второго блока памяти, третий выход задатчика режима работы соединен с третьим входом первого элемента И и входом третьего инвертора, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и первым входом второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого блока памяти, первый вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, второй выход которого соединен с выходом первого элемента И.

В отличие от прототипа в предлагаемое устройство введены задатчик режима работы, датчик частоты вращения, измеритель времени переходного процесса и блок индикации, из чего следует вывод со соответствии заявляемого устройства критерию изобретения новизна.

Сопоставительный анализ отличительных признаков не только с прототипом, но и с другими техническими решениями показал, что указанные в качестве отличительных признаков блоки широко известны. Однако с появлением новых связей перечисленных блоков с другими блоками устройства это дало новые свойства и расширило функции устройства для регистрации сигналов, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого устройства критерию изобретения существенные отличия.

Предложенное устройство позволяет реализовать известный способ образного диагностирования неисправностей вращающихся агрегатов на ранних стадиях их проявления во время эксплуатации.

На чертеже представлена блок-схема предложенного устройства для регистрации сигналов.

Устройство содержит датчики 1 аналоговых сигналов, выходы которых подключены к соответствующим входам коммутатора 2. Выход последнего соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя 3, информационный выход которого соединен с первым информационным входом первого блока 4 памяти. Информационный выход блока 4 соединен с информационным входом мультиплексора 5. Устройство содержит также счетчик 6 адресов, выход которого соединен с вторым входом счетчика 7 страниц. Адресный выход счетчика 6 адресов соединен с адресным входом коммутатора 2, с входом дешифратора 8 и вторым информационным входом первого блока 4 памяти, адресный выход счетчика 7 страниц соединен с третьим информационным входом первого блока 4 памяти. Устройство содержит датчик 9 частоты вращения, выход которого соединен с входом измерителя 10 времени переходного

процесса. Первый информационный выход его обьединен с информационным выходом аналого-цифрового преобразователя 3, а его второй информационный выход соединен с первым информационным входом блока 11 индикации и информационным входом второго блока 12 памяти, информационный выход которого соединен с вторым информационным входом блока 11 индикации.

0 Первый и второй выходы измерителя 10 мени переходного процесса соединены соответственно с входами установки и сброса триггера 13, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 14, вы5 ход которого соединен с первыми входами счетчика 7 страниц и счетчика 6 адресов. Устройство содержит также задатчик 15 режима работы, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и

0 вторым входами второго блока 12 памяти, а третий его выход соединен с третьим входом первого элемента И 16 и входом третьего инвертора 17, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ 14

5 и первым входом второго .элемента И 18. Устройство содержит генератор 19 импульсов, выход которого соединен с вторыми входами счетчика адресов 6, первого и второго элементов И 16 и 18 и входом первого

0 инвертора 20. Выход инвертора 20 соединен с первым входом третьего элемента И 21, второй вход которого и вход второго инвертора 22 соединены с выходом дешифратора 8. Выход третьего элемента И 21

5 соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя 3, выход которого соединен с первым входом первого элемента И 16. Выход второго инвертора 22 соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 23,

0 второй вход которого соединен с выходом первого элемента И 16, а его выход соединен с первым входом первого блока 4 памяти, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И 18.

5Устройство работает следующим образом.

Устройство позволяет реализовать два режима работы: регистрацию параметров датчиков аналоговых сигналов во время пе0 реходного процесса работы диагностируемого оборудования, измерения времени переходного процесса и считывание зарегистрированной информации.

Необходимый режим работы выбирают

5 при помощи зэдатчика 15 режима работы. При режиме регистрации на выходе задат- чика 15 пр /сутствует сигнал единичного уровня, пс-тулающий на вход первого элемента И 16. В режиме регистрации сигналы с датчиков 1 аналоговых сигналов поступают на входы коммутатора 2. Сигналы с выхода датчика 9 частоты вращения поступают на вход измерителя 10 времени переходного процесса. Измеритель 10 времени переходного процесса выполняет две функции: сравнение значения частоты вращения с выхода датчика 9 с уставками и измерение времени переходного процесса.

При совпадении значения частоты вращения с выхода датчика 9 с выбранными уставками в измерителе 10 вырабатывается сигнал, устанавливающий триггер 13 в единичное состояние. При совпадении значения частоты вращения с уставкой, соответствующей концу переходного процесса, измеритель 10 вырабатывает сигнал, устанавливающий триггер 13 в нулевое состояние. Таким образом, единичный сигнал на выходе триггера 13 соответствует по длительности времени переходного процесса и в течение этого времени счетчики 6 и 7 считают импульсы с генератора 19.

Измеритель 10 измеряет время переходного процесса, значение которого поступает в блок 11 индикации. Во второй блок 12 памяти поступает информация о длительности переходного процесса при регистрации диагностической измерительной информации и при формировании эталонного класса состояния. Запись во второй блок 12 памяти производится по разрешающему сигналу с первого выхода задатчика 15 режима работы. Блок 11 индикации индицирует время переходных процессов, что позволяет визуально сравнивать их и оценивать повторяемость переходных процессов. Сигнал с выхода триггера 13 (единичный уровень) через первый элемент ИЛИ 14 разрешает счетчикам 6 и 7 считать импульсы с выхода генератора 19.

Разрядность счетчика 6 адресов определяется количеством датчиков 1, а счетчика 7 страниц - максимально необходимым числом циклов регистрации за время переходного режима.

Сигналы с выхода датчика 6 управляют коммутатором 2, который поочередно подключает определенные датчики 1 в соответствии с управляющими сигналами со счетчика 6 к входу аналого-цифрового преобразователя 3.

Сигналы с выхода счегчика 6 одновременно поступают на информационные входы первого блока 4 памяти, определяя адреса ячеек памяти, в которые заносится регистрируемая информация. Запуск измерения в аналого-цифровом преобразователе 3 производится сигналом с выхода первого инвертора 20 через третий элемент И 21. При регистрации частоты вращения

датчика 9 в первом блоке 4 памяти дешифратор 8 запрещает прохождение запускающего сигнала через третий элемент И 21. Первый элемент И 16 служит для формирования сигналов регистрации в первом блоке 4 памяти. На его входы поступают сигналы Готовность данных с выхода аналого-цифрового преобразователя 3, импульсы с генератора 19 и разрешающий сигнал

0 единичного уровня с выхода задатчика 15 режима работы.

При регистрации в первый блок 4 памяти заносится также информация с измерителя 10 времени переходного процесса о

5 частоте вращения при появлении сигнала единичного уровня на выходе второго инвертора 22.

В режиме считывания на третьем выходе задатчика 15 появляется сигнал нулевого

0 уровня, блокирующий прохождение сигналов записи через первый элемент И 16. На выходе третьего инвертора 17 в это время появляется сигнал единичного уровня, разрешающий прохождение через второй эле5 мент И 18 сигналов считывания с генератора 19 на второй вход первого блока 4 памяти. Одновременно сигнал с выхода третьего инвертора 17 через первый элемент ИЛИ 14 разрешает работу метчиков 6

0 и 7, т.е. происходит последовательный просмотр ячеек первого блока 4 памяти. На выход устройства через мультиплексор 5 поступает записанная ранее информация. Данное устройство можно реализовать

5 следующим образом.

Коммутатор 2 может быть выполнен на интегральных микросхемах КР590КН6.

Аналого-цифровой преобразователь 3 может быть выполнен на интегральной мик0 росхеме К1113ПВ1.

Первый и второй блоки памяти могут быть выполнены на интегральных микросхемах КР537РУ10.

Мультиплексор 5 представляет собой

5 интерфейс связи с персональной ЭВМ и пожет быть выполнен по типовой схеме, например по схеме модуля интерфейса универсального ДЛИЗ.043.195 ПЭВМ НЕИ- РОН-И9.66.

0Счетчики адресов 6 и страниц 7 могут

быть выполнены на интегральных микросхемах К555ИЕ5.

Дешифратор 8 может быть выполнен на интегральной микросхеме К555ЛА2.

5Измеритель времени 10 переходного

процесса может быть реализован согласно авт. св. № 1015410, кл. G 07 С 3/00. Информация о частоте вращения снимается с дешифраторов, о времени переходного процесса - со счетчика времени, а управляющие сигналы на триггер 13 - с демодуляторов.

Блок 11 индикации в простейшем случае может быть реализован на светодиодных матрицах.

Триггер 13 может быть выполнен на интегральной микросхеме К555ТМ2.

Первый и второй элементы ИЛИ могут быть выполнены на интегральной микросхеме К555ЛЛ1.

Первый, второй и третий инверторы могут быть выполнены на интегральной микросхеме К555ЛН1.

Первый, второй и третий элементы И могут быть выполнены на интегральной микросхеме К555ЛА4.

Генератор 19 может быть выполнен на ТТЛ-микросхемах.

Формулаизобретения

Устройство для регистрации сигналов, содержащее датчики сигналов, коммутатор, выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, информационный выход которого соединен с первым информационным входом первого блока памяти, информационный выход которого соединен с информационным входом мультиплексора, счетчик адресов, выход которого соединен с входом счетчика страниц, генератор импульсов, дешифратор, три инвертора, два элемента ИЛИ, три элемента И, триггер и второй блок памяти, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможно- стей, в него введены задатчик режима работы, датчик частоты вращения, измеритель времени переходного процесса и блок индикации, причем выходы каждого из датчиков сигналов соединены с соответст- вующими входами коммутатора, адресный выход счетчика адресов соединен с адресным входом коммутатора, с входом дешифратора и вторым информационным входом первого блока памяти, третий информаци-

онный вход которого соединен с адресным выходом счетчика страниц, выход датчика частоты вращения соединен с входом измерителя времени переходного процесса, первый информационный выход которого объединен с информационным выходом аналого-цифрового преобразователя, первый и второй выходы измерителя времени переходного процесса соединены соответственно с вхсдами установки и сброса триггера, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами счетчика страниц и счетчика адресов, выход генератора импульсов соединен с выходом первого инвертора и вторыми входами инвертора соединен, с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход дешифратора соединен с вторым входом третьего элемента И и входом второго инвертора, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй информационный выход измерителя времени переходного процесса соединен с первым информационным входом блока индикации и информационным входом второго блока памяти, информационный выход которого соединен с вторым информационным входом блока индикации, первый и второй выходы задатчика режима работы соединены соответственно с первым и вторым входами второго блока памяти, третий выход задатчика режима работы соединен с третьим входом первого элемента И и входом третьего инвертора, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и первым входом второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого блока памяти, первый вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, второй выход которого соединен с выходом первого элемента И.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Сущность изобретения: устройство содержит датчики 1 аналоговых сигналов, коммутатор 2, аналого- цифровой преобразователь 3, два блока 4, 12 памяти, мультиплексор 5, генератор 19 импульсов, дешифратор 8, три инвертора 17, 20, 22. три элемента И 16, 18, 21, два элемента ИЛИ 14. 23, триггер 13, счетчик 6 адресов, счетчик 7 страниц, датчик 9 частоты вращения, задатчик 15 режима работы, измеритель 10 времени переходного процесса и блок 11 индикации. Введение в устройство задатчика режима работы, датчика частоты вращения, измерителя времени переходного процесса и блока индикации по- зволяет расширить функциональные возможности устройства, регистрировать сигналы в переходных режимах работы диагностируемого оборудования.1 ил. ё