Известен измерительный коммутатор сеточной электромодели, содержащий коммутирующие элементы, соединенные в виде координатной матрицы, и систему управления.
Предложенное устройство отличается тем, что содержит быстродействующие измерительные транзисторные переключатели, два входа для сигналов управления которых замыкаются при одновременной подаче на них сигналов управления, соединенные с системой управления через координатные клапаны, осуществляющие выборку коммутирующего канала замыканием одного переключателя матрицы по коду из электронной вычислительной машины. Между коллекторами в измерительных транзисторных переключателях включены переменные резисторы. Кроме того, устройство содержит многократный координатный соединитель, удерживающие электромагниты которого соединены параллельно и присоединены к источнику напряжения через бесконтактный переключатель, разделяющий коммутируемые каналы на группы.
Такое выполнение устройства позволяет повышать эффективность совместной работы модели с электронной вычислительной машиной, уменьшать погрешности и снижать стоимость.
На фиг. 1 изображена упрощенная блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема переключающего измерительного элемента.
Основными узлами предлагаемого устройства являются матрица транзисторных переключателей, многократный координатный соединитель и система управления.
Матрица состоит из 100 транзисторных переключателей.
Частотно-потенциальная система выборки бесконтактных переключателей (см. фиг. 1) позволяет переключать выбранную узловую точку электромодели Э к измерительному устройству И открыванием только одного переключателя матрицы М. Подключение элементов строки матрицы к переменному напряжению Uп осуществляется через быстродействующие ключи К1-К10. Для выборки переключателей по оси X служит блок У1 управления, состоящий из регистра-счетчика, дешифратора и эмиттерных повторителей; для выборки по оси У - блок У2, аналогичный блоку управления по оси X. В режиме выборки коммутируемого канала по коду, задаваемого от электронной вычислительной машины, на блоки У1 и У2 управления подаются коды адресов выбираемого переключателя.
Выборка групп коммутируемых узловых точек электромодели осуществляется с помощью многократного координатного соединителя МКС, к контактному полю П которого присоединяются 1000 узловых точек сетки. Удерживающие электромагниты УЭ1-УЭ20 МКС соединены параллельно и через мощный электронный ключ КЭ присоединены к источнику напряжения. Выбирающие электромагниты ВЭ1-ВЭ10 подключены к источнику напряжения через транзисторные ключи КВ1-КВ10. Для выборки группы узловых точек служит блок В выборки, состоящий из регистра-счетчика, дешифратора и эмиттерных повторителей. В режиме выборки групп по коду (задаваемому, например, от ЦВМ) на блок В выборки подается код адреса выбираемой группы.
Источником управляющих импульсов служит формирователь импульсов ФИ. При помощи клапана Д1 переключается подача управляющих импульсов на блоки У1 и У2 управления выборкой быстродействующих бесконтактных измерительных переключателей на время смены группы многократного координатного соединителя. Кипп-реле КР1 использовано в качестве схемы задержки управляющих импульсов, а кипп-реле КР2 выдает запирающий сигнал на блоки У1 и У2.
Схема БУ, состоящая из формирователя импульсов, схемы совпадения и триггера, служит для управления переключением групп и блокировки управляющих импульсов на входе блока В на время переключения МКС.
Кипп-реле КР3 и КР4 служат для согласования работы выбирающих и удерживающих электромагнитов многократного координатного соединителя. Кипп-реле КР5 использовано в качестве схемы задержки при установке триггера Т1 в нулевое состояние. Триггер Т2 управляет работой мощного транзисторного ключа КЭ.
Коммутатор может работать в двух основных режимах:
в режиме последовательного обхода узловых точек и в режиме выборки узловой точки по коду адреса (задаваемого, например, от электронной вычислительной машины).
Кроме того, можно выбирать коммутируемую узловую точку по коду адреса, набранному на пульте управления.
Перед началом работы все триггеры блоков У1, У2 и В, а также триггеры T2 устанавливаются в нулевое состояние. Триггер T1 устанавливается в единичное состояние. При таком состоянии триггеров все электромагниты ВЭ и УЭ многократного координатного соединителя обесточены (ни одна группа узловых точек не подключена), транзисторные ключи КЛ1-КЛ100 закрыты.
При отсутствии управляющего сигнала U0 (см. фиг. 2) транзистор Т3 заперт и на первичную обмотку трансформатора Тр не поступает ни положительная, ни отрицательная полуволна переменного напряжения Uп, так как напряжение смещения Uсм, которое все время подается на базу транзистора Т3, больше амплитудного значения напряжения Uп. При этом, на базы транзисторов Т4 и Т5 не подается положительное напряжение, достаточное для их открывания, и транзисторный ключ находится в разомкнутом состоянии.
Первый импульс от формирователя импульсов блока ФИ (см. фиг. 1) проходит через клапан Д2 и поступает на кипп-реле КР3. Этот же импульс через кипп-реле КР4 устанавливает в единичное состояние триггер Т2. Импульс, прошедший через кипп-реле КР3 на регистр блока В, устанавливает в нем комбинацию 0001, и на первом выходе блока выборки появляется сигнал, который открывает ключ КВ1 и подключает к напряжению выбирающий электромагнит ВЭ1. На клапан Д2 от схемы БУ поступает запрещающий потенциал, и следующие импульсы через клапан Д2 не проходят. При единичном состоянии триггера Т2 открывается ключ КЭ, срабатывают удерживающие электромагниты УЭ1-УЭ20 и происходит подключение первой группы узловых точек сетки к матрице транзисторных переключателей. При установке триггера Т2 в единичное состояние перепадом выходного напряжения запускается кипп-реле КР5, которое после промежутка времени устанавливает триггер Т1 в нулевое состояние (время задержки кипп-реле КР5 больше времени срабатывания удерживающих электромагнитов УЭ1-УЭ20). При нулевом состоянии триггера Т1 с клапана Д1 снимается запрещающий потенциал и импульсы от формирователя импульсов ФИ проходят через клапан Д1. Первый импульс, прошедший через клапан Д1 и кипп-реле КР1, устанавливает в блоке У1 по оси Х комбинацию 0001. При этом на выходе Х1 блок У1 появляется сигнал и на первый столбец переключателей подается управляющий потенциал, а также поступает один импульс на блок У2 по оси У. На блоке У2 устанавливается комбинация 0001 и на выходе У1 появляется сигнал, который поступает на элемент управления К1, и на первую строку переключательных элементов матрицы КЛ1-КЛ10 подается переменное напряжение Uп. Наличие управляющего потенциала и переменного напряжения на входе элемента КЛ1 вызывает открывание транзисторного ключа.
На промежутке коллектор-эмиттер открытого транзистора (см. фиг. 2) появляется остаточное напряжение. Встречное включение транзисторов Т4 и Т5 уменьшает суммарное остаточное напряжение (напряжение ошибки) на открытом ключе. Ввиду разброса параметров транзисторов полную компенсацию напряжения ошибки можно получать изменением положения движка потенциометра П1.
В результате образован коммутирующий канал: замкнутый контакт первой группы контактов многократного координатного соединителя - замкнутый транзисторный ключ КЛ1 и первая узловая точка сеточной электромодели Э подключена к измерительному устройству И.
Следующий управляющий импульс проходит через открытый клапан Д1 и поступает на кипп-реле КР1 и кипп-реле КР2. Последнее выдает на блоки У1 и У2 запрещающий сигнал в виде импульса, который по длительности больше переходного процесса при закрывании транзисторных переключателей. Таким образом, питающее напряжение с эмиттерных повторителей блоков У1 и У2 снимается, что вызывает закрывание всех транзисторных ключей матрицы. Кипп-реле КР1 задерживает управляющий импульс на промежуток времени меньший, чем длительность запрещающего сигнала на выходе кипп-реле КР2. Этим уменьшается влияние переходных процессов в блоках У1 и У2 на работу транзисторных переключателей, исключая одновременный выбор двух каналов коммутации. Импульс с выхода кипп-реле КР1 поступает на блок У1 и устанавливает там комбинацию 0010. После снятия запрещающего сигнала на выходе кипп-реле КР2 происходит открывание транзисторного ключа КЛ2; к измерительному устройству подключается вторая узловая точка сеточной электромодели Э. С приходом третьего импульса осуществляется выборка транзисторного ключа КЛ3, с приходом четвертого импульса - ключа КЛ4 и т.д. При каждом одиннадцатом импульсе добавляется единица в регистре блока У2 и происходит выборка следующей строчки матрицы переключателей.
При подключении последней узловой точки группы открывается транзисторный ключ КЛ100, сигналы поступают на схему БУ, которая при этом выдает сигнал, снимающий с клапана Д2 запрещающий потенциал. Следующий импульс с формирователя импульсов ФИ проходит через клапаны Д1 и Д2. Проходя через клапан Д1, импульс осуществляет выборку транзисторного ключа КЛ1 (как рассмотрено выше). Импульс с выхода клапана Д2 устанавливает схему БУ и триггер Т1 в единичное состояние, тем самым на клапаны Д1 и Д2 подается запрещающий потенциал. Триггер Т1 импульсом, прошедшим через клапан Д2, устанавливается в нулевое состояние, и происходит отпускание всех удерживающих электромагнитов УЭ1-УЭ20. Импульс с выхода клапана Д2, проходя через кипп-реле КР3, добавляет единицу в регистре блока В, и на соответствующем выходе появляется сигнал, вызывающий срабатывание выбранного электромагнита. Импульс с выхода клапана Д2, проходя через кипп-реле КР4, устанавливает триггер Т2 в единичное состояние. При единичном состоянии триггера Т2 открывается ключ КЭ и срабатывают удерживающие электромагниты УЭ1-УЭ20 - происходит подключение следующей группы узловых точек, номер которой определяется кодом, установленном в регистре блока В. После этого триггер Т1 устанавливается в нулевом состоянии и с клапана Д1 снимается запрещающий потенциал. Импульсы с формирователя импульсов ФИ, проходя через клапан Д1, осуществляют поочередную выборку транзисторных переключателей матрицы, таким же способом, как при опросе узловых точек предыдущей группы. После обхода всех 1000 узловых точек выдается сигнал об окончании обхода и, в зависимости от установленного режима, происходит остановка или повторный обход узловых точек сетки.
Выборка узловой точки по коду адреса осуществляется путем подачи соответствующих кодов на блоки У1, У2 и В. В этом режиме связи между блоками У1 и У2 и ФИ разрываются, а регистры-счетчики указанных блоков работают в режиме регистров (связи между триггерами регистров разрываются). В соответствии с поступившим кодом на управляющих выходах блоков У1 и У2 появляются сигналы, по которым осуществляется открывание транзисторного ключа матрицы и ключей подгруппы. Согласно коду, поступившему на блок В, с помощью многократного координатного соединителя подключается соответствующая группа узловых точек, как и в режиме последовательного обхода рассмотренного выше.
В обоих рассмотренных режимах необходимо блокировать работу измерительного устройства на время смены групп и во время переходных процессов при открывании транзисторных ключей. В предлагаемом устройстве измерения могут производиться лишь при наличии сигнала «разрешение измерений», который выдается после окончания переходных процессов при переключении (формирование этого сигнала на блок-схеме не изображено).
1. Измерительный коммутатор сеточной электромодели, содержащий коммутирующие элементы, соединенные в виде координатной матрицы, и систему управления, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности совместной работы модели с электронной вычислительной машиной, он содержит быстродействующие измерительные транзисторные переключатели, два входа для сигналов управления которых замыкаются при одновременной подаче на них сигналов управления, соединенные с системой управления через координатные клапаны, осуществляющие выборку коммутирующего канала замыканием одного переключателя матрицы по коду из электронной вычислительной машины, а между коллекторами в измерительных транзисторных переключателях включены переменные резисторы.
2. Коммутатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности и снижения стоимости, он содержит многократный координатный соединитель, удерживающие электромагниты которого соединены параллельно и присоединены к источнику напряжения через бесконтактный переключатель, разделяющий коммутируемые каналы на группы.
