Многоканальное устройство контроля Советский патент 1976 года по МПК G05B23/02 G05D23/24 

1

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для контроля различных параметров, например температуры или освещенности.

Известны многоканальные устройства контроля, содержащие распределитель импульсов, вход которого подключен к генератору импульсов, а выходы - к управляющим входам ключей, измерительные мосты, средние точки которых соединены с входами усилителей, трансформаторы с прямоугольной петлей гистерезиса, формирователи импульсов, блоки сравнения, инвертор, триггеры и ключи.

Невысокая точность контроля таких устройств обусловлена опросным характером работы устройства, а также остаточным напряжением ключей, подсоединенных в диагональ измерительных мостов.

Цель изобретения - повышение точности контроля параметров.

Это достигается тем, что в устройстве один из выходов генератора импульсов подключен к формирователю импульсов, выход которого связан с измерительными мостами через первые параллельно соединенные ключи, а управляющие входы этих ключей через вторые ключи - к выходу первого триггера, вход которого подсоединен к второму выходу генеpjiTOpa нмнульсов, и инвертору, управляемому этим триггером. К последнему выходу распределителя импульсов подключен вход второго триггера, выходы которого соединены с управляющими входами вторых ключей через

третьи ключи, связанные по управляющему входу с выходом третьего триггера, и с управляющими входами четвертых ключей, подсоединенных к выходам блоков сравнения. Блоки сравнения установлены между выходами

трансформаторов с прямоугольной петлей гистерезиса и выходом формирователя импульсов заданной длительности, подсоединенного входом параллельно первому трнггеру, а вход третьего триггера соединен с выходом

блока сравнения, связанного с выходами трансформаторов с прямоугольной петлей гистерезиса всех каналов.

Блок-схема устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит измерительные мосты 1 с чувствительными элементами 2, представляющими собой, например, терморезисторы при контроле температуры или фоторезисторы при контроле освещенности, усилителн

3, подключенные к их выходу трансформаторы 4 с прямоугольной нетлей гистерезиса, геиератор 5 импульсов, подсоединенный к его выходу распределитель 6 импульсов, транзисторные ключи 7-15, блоки 16 сравнения,

триггер 17 со счетным входом, триггеры 18, 3 19 и 20, формирователи 21 и 22 импульсов, инвертор 23, развязывающие диоды 24. Схема приведения в исходное состояние распределителя 6 импульсов на чертеже не показана.5 Устройство работает следующим образом. Импульсы с одного из выходов генератора 5 импульсов поступают на входы распределителя 6 импульсов, формирователя 22 импульсов и триггера 17 со счетным входом. С этогою же выхода генератора 5 импульсов осуществляется одновременное размагничивание сердечников всех трансформаторов 4 с прямоугольной петлей гистерезиса. Если контролируемый параметр в любомi5 объекте находится в заданных пределах, то ключи 9 и 10 открыты. Импульсы вдвое меньшей частоты с выхода триггера 17 со счетным входом в течение одного полупериода открывают ключи 7. В другой полупериод эти20 ключн заперты, а открываются ключи 8, управляемые от инвертора 23. Ноэтому однополярные импульсы, пocтJшaющиe со второго противофазного выхода генератора 5 через формпрователь 21 импульсов на шины пита-25 ния измерительных мостов 1, преобразуются в двз хполярные импульсы. Использование противофазных выходов генератора 5 импульсов для питания измерительных мостов 1 и размагннчивания трансформаторов 4 с пря-зо моугольной петлей гистерезиса позволяет разделнть во времени процесс намагничивания сердечника через обмотку, подключенную к выходу усилителя 3, и размагничиватия.35 Когда контролируемый параметр равен номннальному значению, сигнал на входе усилителя 3 отсутствует, сердечник находится в состоянин BS. В случае отклонения контролируемого параметра от номинального значе-40 ния на вход усилителя 3 поступает сигнал рассогласования измерительного моста 1. Благодаря изменению полярности импульсов на щннах питания измерительных мостов происходит изменение полярности сигнала на45 выходе усилителя. При одной полярности направление магнитного поля совпадает с направлением размагничивающего поля, создаваемого сигналом генератора 5 импульсов. Поскольку к моменту подачи сигнала с выхо-50 да усилителя сердечник находился в состоянии В,, его состояние не меняется. При измерении полярности импульсов питания сигнал с выхода усилителя перемапшчивает сердечник от индукции BS до некоторого значения55 Вг, величина которого пропорциональна отклонению контролируемого параметра от номинального значения. В последующий полупернод генератора 5 импульсов сердечник размагничивается доgo состояния .6s. На выходной обмотке трансформатора 4 с прямоугольной петлей гистерезиса возникает импульс, длительность которого пропорциональна отклонению контролируемого параметра от номинального значе-65 4 ния. Через диоды 24 сигналы с выхода трансформатора 4 подаются на один из входов блока 16 сравнения, к выходу которого подключен триггер 18. На другой вход блока 16 сравнения поступает импульс заданной длительности с выхода формирователя 22 импульсов. Если во всех объектах отклонение контролируемого параметра не превыщает допустимой величины, то длительность импульсов с трансформаторов 4 меньше заданцой и сигнал с выхода блока 16 сравнения не поступает. Если контролируемый параметр в одном или нескольких объектах выходит за допуск. то длительность импульсов с выхода трансформатора 4 соответствующих объектов стаиовится больше длительности импульса, поступающего с выхода формирователя 22 импульсов. На триггер 18 с выхода блока 16 сравнения подается сигиал, триггер 18 срабатывает, открывает ключи 11 и 12 и включает распределитель 6 импульсов. Сигналами с выхода распределителя 6 импульсов последовательно открываются ключи 13, через которые к выходам трансформаторов 4 подключены блоки 16 сравнения. Тем самым осуществляется контроль параметров в каждом объекте. Для определения знака отклонения контролируемого параметра проводятся два цикла опроса, причем в каждом цикле полярность импульсов питания измерительных мостов 1 остается постоянной. В первом цикле сигнал с первого выхода триггера 19 открывает на время цикла ключи 14, а также через ключ И закрывает ключ 9. Поэтому на щины питания измерительных мостов 1 проходят однополярные импульсы с выхода формирователя 21 импульсов через ключи 8. Срабатывает блок 16 сравнения того объекта, где контролируемый параметр вышел за пределы допуска. Сигнал с выхода блока 16 сравнения поступает через открытый ключ 14 на триггер 20, который срабатывает, В последнем положении распределителя 6 импульсов срабатывает триггер 19. При этом ключ 9 открывается, а ключ 10 закрывается сигналом через ключ 12. Измерительные мосты 1 занитываются одиополярными нмпульсами, поступающими через ключи 7. В этом цикле ключи 14 закрыты. Ключи 15 открываются, и через них сигнал из блока 16 сравнения поступает на триггер 20 того объекта, в котором контролируемый параметр вышел за допустимую величину. Таким образом, в результате двух циклов измерения определяются те объекты, в которых контролируемый параметр больше максимально допустимого значения или меньше миинмально допустимого значения. При этом срабатывает один нз триггеров 20. Если контролируемый параметр лежит в пределах до пуска, то распределитель 6 импульсов н( включается и осуществляется одновремен пый контроль параметров во всех объектах.