Устройство для контроля параметров Советский патент 1976 года по МПК G05B23/02 G01K7/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ

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

Извест ш устройство для .контроля параметров, содержащее генератор импульсов, распредел.итель импульсов, формирователи импульсов, триггеры, ключи, которое может быть использовано для контроля различных параметров, например температуры или 0:свещенности. Нед|остата ом этого устройства является сравнительно невысокая точность (контроля, обуславленная вл.иянием диодов ;и трансформатора, используемых в измерительной схеме 1.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для контроля параметров, содержащее три группы ключей, распределитель импульсов, вход которого подсоединен к генератору импульсов, а выходы -к управляющим входам первой и второй группы ключей, задатчики параметров, делители напряжения, средние точки которых через ключи соединены со входом усилителя, формирователи импульсов, триггеры и .источник опорного напряжения 2.

Известное устройство имеет тот }1едостаток, что при использовании в качестве датчиков контролируемого параметра элементов с -нелинейной характеристикой, например полупроводниковых терморезисторов при контроле

температуры и фоторезисторов при контроле освещенности, точность измере)1ий этого устройства сравнительно невелика.

Целью изобретения является повышение точности контроля. Цель достигается тем, что устройство для контроля параметров содержит формирователи импульсов минимальной и максимальной допустимой длительности, элементы сравнения, интегратор и дополнительный усил.итель, причем выход генератора импульсов соединен с одним из входов элементов соавнения через первый ключ третьей групны, с формирователями импульсов минимальной и максимальной допустимой длительности, входом пнвертора и с управляюндим входом второго ключа третьей группы, включенного между выходо.м усилителя и входом интегратора, выход инвертора подсоединен ко второму входу интегратора, управляющий вход первого ключа третьей группы подсоединен к выходу дополнительного усилителя, подключенного к выходам иитегратора и источника опорного напряжения, выходы элеме1гтов сравнения соединены с триггерами через ключи второй группы, управляющие входы которых объедине;1ы с управляющими входами ключей первой группы, подсоединенных -ко входу усилителя.

Схема устройства показана на чертеже. Устройство содержит делители иапряжеиия с чувствительными элементами 2, представляющими собой, например, полупроводниковые терморезисторы при контроле температуры или фоторезиСторы при контроле освещенности, задатчики 3 измеряемых параметров, резисторы 4 ,и 5, три группы ключей, в частности, ключи 5 и 7 лервой группы, ключи 5 и 5 третьей группы и ключи 10 и // второй группы, интегратор 12, «в котором в качестве интегрирующего элемента ионользуется, например, конденсатор, генератор 13 импульсов, подключенный к его выходу распределитель 14 им нульсов, усил-итель 15, источник 16 опорного на.пряжения, дополнительный усилитель 17, инвертор 18, триггеры 19 и 20, формирователь 21 имлульсов минимальной допустимой длительности, формирователь 22 импульсов максимальной допустимой длительности, элементы 23 и 24 сравнения.

Устройство работает следующим образом.

Им пульсы определенной длительности поступают с выходов распределителя 14 импульсов, поочередно открывают ключи 6, 7, 10 и //. При этом сигнал, пропорциональный изменению сопротивления чувствительного элемента 2 каждого контролируемого объекта, поступаег на вход усилителя J5. При использовании в качестве чувствительных элементов 2 измеряемого параметра лолупроводниковых терморезисторов и фоторезисторов, зависимость сопротивления от измеряемого параметра является нелинейной.

При помощи задатчиков 5 измеряемого параметра и резисторов 4 и 5 на вход усилителя 15 подается сигнал U, определяемый выражением

Ki

,

где F - изменяемый параметр,

Кг - коэффициент, .величина которого для каждого объекта подбирается такой, чтобы получать одинаковые для всех объектов сигналы на вы.коде усилителя 15.

Поэтому устройство для контроля параметров может быть «спользавано для контроля объектов, отличающихся допуско.м контролируемого параметра и крутизной преобразования измерительных схем. Сигнал на вы.ходе усилителя /5 обратно нролорциоиален измеряемому параметру.

Расс.мотрим работу устройства при контроле первого объекта.

Одновременно с ключами 6, 7, 10, 11 открываются ключи 5 и Р от генератора 13 ИМпульсов. Конденсатор интегратора 12 заряжается сигналом, подаваемым с выхода усилителя 15 до напрян ения источника 16 опорного напряжения. При равенстве этих напряженки дополнительный усилитель 17 срабатывает и запирает ключ 9. |Время заряда конденсатора .интегратора 12 обратно пронорционально сигналу на выходе усилителя 15 и, следоз..тельло, прямо пропорционально величине измеряемого параметра. Поскольку время, в течение которого ключ 9 открыт, paiBHO времени заряда конденсатора интегратора 12, длительность импульса, поступающего на элементы 23 и 24 сравнения через этот ключ, прямо пропорциональна величине, измеряемого параметра. В формирозателе 21 импульсов минимальной допустимой длительности и формирователе 22 имнульсов максимальной допустимой длитель1ЮСТИ формируются импульсы указаиной длительности, которые поступают соответственно на элементы 23 и 24 сравнения. Если величина измеряемого параметра находится в допустимых пределах, то элементы сравнения не срабатывают. В том случае, когда величина измеряемого параметра выходит за допустимые пределы, длительность импульса, поступающего через ключ 9, становится меньще или больше длительности импульса, поступающего от

формирователя 2.1 и 22 импульсов. При этом ;на выходе элемента 23 или 24 сравнения появляется сигнал, от которого срабатывает триггер 19 или 20 соответственно.

При пропадании и.млульса ,на выходе генератора 13 импульсов включается инвертор 18, сигналом которого интегратор 12 приводится в исходное состояние, при этом конденсатор разряжается.

При появлении с чедующего импульса на

выходе генератора 13 импульсов сигнал на выходе и шертора 18 пропадает, на втором выходе распределителя 14 им-пульсов появляется г1М;пульс. Происходит контроль параметра во втором объекте.

Таким образом, в :предлагаемом устройстве 3 .процессе контроля осуществляется преобразование измеряемого параметра в линейно изменяющуюся длительность импульса. При этом чувствительность устройства не зависит

от .величины измеряемого параметра и значительно повышается тОЧность измерений.

Фор м у л а изобретения

Устройство для контроля параметров, содержащее три группы ключей, распределитель г;мпульсоз, вход которого подсоединен к генератору импульсов, а выходы-к управляющим входам первой и второй группы ключей,

задатчики параметров, делители напряжения, средние точки которых через ключи соединены с входом усилителя, формирователи импульсов, триггеры и источник опорного напряжения, отличающееся тем, что, с целью

повыплення точности контроля, оно содержит формирователи импульсов минимальной и максимальной допусти.мой длительности, элементы сравнения, интегратор и до.полнительный усилитель, причем выход генератора импульсов .соединен с одним из входов элементов сравнения через первый ключ третьей группы, с фор.мирователями импульсов минимальной и максимальной допустимой длительHOCTI-;, входом инвертора и с управляющим

входом второго ключа третьей группы, зключепкого между выходом усилителя и входом интегратора, выход инвертора подсоединен ко второму входу интегратора, управляющий вход первого ключа третьей группы подсоединен к выходу дополнительного усилителя, подключенного к зыходам интегратора и источиика опорного напряжения, выходы элементов соединены с триггерами через ключи второй группы, управляющие входы которых ооъединены с управляющими входами ключей первой группы, подсоединенных ко входу усилителя.

Источники информации, нринятые во внимание ирй экспертизе:

тI г 3

I;H