ГИСТОГРАФ Советский патент 1974 года по МПК H03M1/52 G06F3/05 

Известные гистографы, содержащие датчик времени с контактами, устройство преобразования аналогового сигнала в код, электромеханические счетчики импульсов, набор реле и блок питания, характеризуются сложностью конструкции и большим габаритами. Для упрощения конструкции и уменьшения габаритов предлагаемое устройство снабжено разрядным устройством, состоящим из разрядных реле, ограничительного резистора и выпрямителя, а устройство преобразования выполнено в виде двух электрохимических интеграторов, на вход одного из которых через контакты реле поступает исследуемый сигнал, а вход другого соединены через н.з. контакты разрядных реле и ограничительный резистор с выпрямителем разрядного устройства, а выходы интеграторов через развязывающие диоды и реле подключены к счетчикам, вы.ходы которых соединены с датчиком времени. Схема описываемого прибора представлена на чертеже. Гистограф состоит из электрохимических интеграторов 1Я и 2И, блока счетных реле IP-пР, электромеханических счетчиков 1C- пС, диодов Д2пД, развязывающих цепи интеграторов, датчика временных интервалов с приводом от электродвигателя 1 с редуктором, выполненного на базе кулачкового механизма (кулачки 2, 3, 4 и 5) с контактами /Ci, Kz, Кз И Ki, разрядного устройства, в которое входят разрядные реле Р и 2Р, резистор R и выпрямитель 1В, блока питания (силовой трансформатор и выпрямители В, 2В, ЗВ), пусковой кнопки 1К и сигнальной лампочки //1. Реле ЭР обеспечивает отключение интеграторов от источника сигнала х (t) после истечения времени т. Гистограф работает следующим образом. Вход прибора подключают к цепи исследуемого параметра x(t) и нажимают кнопку К «пуск. При этом замыкается цепь первичной обмотки силового трансформатора Тр и подается питание на реле вKvTЮчeния в работу интеграторов ЗР и на синхронный электродвигатель 1, который через редуктор приводит во вращение кулачковый механизм. Ролик 2 проворачивается, и контакты /С, замыкаются, блокируя кнопку К. В результате чего первичная цепь силового трансформатора Тр оказывается подключенной к питающей сети и при отпущенной кнопке 1/С. Лампочка Л сгинализирует о работе прибора. Сигнал x(t) через контакты ЭР , Kz подается на вход электрохимического интегратора 2Я и интегрируется по времени за период времени Т. Благодаря электроосмотическому эффекту рабочая жидкость, перемещаясь в капилляре слева направо, увлекает каплю ртути,

которая поочередно замыкает проволочные электроды с плоским контактом. Положение капли ртути определяется количеством жидкости, перемещенной электроосмотическим микронасосом из правой полости электроосмотической ячейки в левую. Так как количество перемещенпой жидкости пропорционально количеству тока, прошедшего через электроосмотическую ячейку, то положение капли ртути пропорционально интегралу по времени входного сигнала x(t) за период Т. При замыкании каплей ртути проволочных электродов с плоским контактом через развязывающий диод пД подается напряжение от выпрямителя ЗВ на соответствующее реле пР, которое, срабатывая, подключает своими нормально открытыми контактами пР соответствующий электромеханический счетчик пС и обесточивает предыдущее реле (п-1)Р. Последнее необходимо для предотвращения одновременной работы двух реле, потому что длина капли ртути несколько больще расстояния между проволочными электродами. По истечении заданного интервала времени Т кулачок ролика 3 набегает на контакты /d, которые, замыкаясь, подключают к выпрямителю 35 через контакты сработавшего реле пР счетчик пС, регистрирующий интегральное значение сигнала x(t) за период времени Т. С некоторой задержкой, необходимой для четкого срабатывания электромеханического счетчика, перебрасываются контакты Kz, так как их толкатель сходит с выступа ролика 4. При перекидке контактов /Са происходит переключение электрохимических интеграторов - в работу вступает интегратор 1Я, а интегратор 2И нереключается на разрядку.

Разрядка интегратора 2Я производится током от отдельного выпрямителя В через ограничительный резистор R, нормально замкнутые контакты реле 2Р и контакты К2- Разрядка интегратора 2Я длится до тех пор, пока капля ртути не займет исходное положение. В момент возвращения капли ртути в исходное положение замыкаются два крайних левых проволочных электрода, и срабатывает реле 2Р, которое отключает интегратор 2И от источника разрядного тока. Реле IP и 2Р получают питание от отдельного выпрямителя 2В, что необходимо для развязки цепей счетпых реле IP-пР и разрядных - IP и 2Р.

По истечении времени 2Г с .момента включения прибора вступает в работу интегратор 2И, а интегратор 1Я переводится в режим разрядки. Интервал интегрирования Т обусловлен скоростью вращения кулачкового механизма и равен времени нолуоборота кулачков 3 и 4.

По истечении периода времени, на которое рассчитана работа прибора, размыкаются контакты /Сз из-за воздействия на них кулачка ролика 5. Ролик 5 соединен с валом кулачкового механизма через дополнительный редуктор 6. Прибор отключается лищь в тот момент, когда происходит размыкание контактов Кз и Ki. В этот момент останавливается электродвигатель 1, отключается вход интеграторов нормально разомкнутыми контактами ЗР и гаснет сигнальная лампочка У/. Благодаря введению контактов Кз обеспечивается более высокая точность отключения прибора. После отключения прибора на счетчиках 1C-пС остаются цифровые показания результатов исследования сигнала x(fj.

Для введения прибора в действие достаточно сбросить показания счетчиков и нажать кнонку «пуск.

Разрешающая способность прибора зависит от п числа уровней, на которые разбит диапазон интегрирования сигнала x(t}, и от количества измерений за время работы прибора.

В качестве синхронного двигателя для привода кулачкового механизма целесообразно применять двигатель с катящимся ротором, который обладает низкой синхронной скоростью вращения ротора и малым выбегом при остановке. Это позволит в ряде случаев исключить редуктор из привода кулачкового механизма.

Предмет изобретения

Гистограф, содержащий датчик времени с контактами, устройство преобразования аналогового сигнала в код, электромеханические счетчики импульсов, набор реле и блок питания, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и уменьшения габаритов прибора, он снабжен разрядным устройством, состоящим из разрядных реле, ограничительного резистора и выпрямителя, а устройство преобразования выполнено в виде двух электрохимических интеграторов, на вход одного из которых через контакты реле поступает нсследуемый сигнал, а вход другого соединен через н.з. контакты разрядных реле и ограничительный резистор с выпрямителем разрядного устройства, а выходы интеграторов через развязывающие диоды и реле подключены к счетчикам, выходы которых соединены с датчиком времени.

мы:| /7-/7СД