Анализатор сопротивления изоляции Советский патент 1978 года по МПК G01R31/02 

1

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в автоматизированных системах контроля.

Известен статистический анализатор для регулирования технологических пршессов, содержащий двоичный счетчик, подключенный к реверсивному счетчику, блок индикации с формирователями сигналов коррекции и блокировки/второй реверсивный счетчик и логический блок.

Однако точность работы такого анапиза-г тора недостаточна при малых значениях токсв.

Наи.бопее близким по технической сущнооти к изобретению является устройство 2}, содержащее генерат э импульсов, выход которого соединен с первым входом блока синхронизации, первь1й выход которого через эпемвпг задержки подключен к первому входу пересчетного блока, второй и третий вхрды которого соединены с контактами испытуемого резистора. Четвертый и пятый входы пересчетного блока соединены соответственно с единичным и нулевым выходами первого триггера, шестой и седьмой входа- crcs;, ответственно с единичным и нулевым входами второго триггера, единичный вход кото- . рого соединен со выходом блока уп.равления и входам инвертера, а нулевой вход подключен к третьему выходу блока синхронизации, четвертый выход которого соединен с выходом инвертора и первыми входами пе| вого и BTqjoro ключей. Второй вход гвэрво, го клаоча подключен к первому выходу паре10

счетного блек второй выход котсрого соединен с первым входом третьего ключа, второй вход котсрого подключен к пятому выходу блока синхронизации, а выход соединен с первым входом двоичного счетчику вторсй

12 вход которого подключен к выходу второго ключа, третий вход - к шестому выходу блока синхронизации и еди1шчному входу третьего триггера, нулевой вход котсрого соединен с первым выходом двоичного с датчвк а

26 левой вьжод подключен к восьмому входу шресчетного блока, третий выход которого соединен с шрвым входом четвертого ключ второй исод которого подключен ко второму выходу двоичного счетчика.

25 Однако raiLcxj устройство невозмо:мшо использовать Для анализа одиоБрбме П.о переходньк процессов и устаьювившихся режимов при шп-егрироваг-ши матьк значений контропируемь Х паралгетрОБ. Цепью изобоетеиия является повышение точности -работы анагшзатора. Эта цель достигается за счет того, что в предаожениый анализатор дополнительно введены кольцевой регистр и преобразовател напряже1те - частота. Вход кольцевого регистра соедижн с седьмым выходом блока синхронизации. Первый выход кольцевого ре гистра подключен ко второму входу блока синхронизации. Вгорой ir третий выходы кол цевого регистра соеднлеиы соответственьо с нулевым и eдиI-ичн JJM входалш первого триггера, а четкертыт выход кольцевого регистра подключен к девятому вкоцу пересче ного блока. Десятый вход этого блока счхэди нен с первым выходом преобразоватепя папряжешге - частота; вход которого пода лючен к выходу .первого ключа, а второй выход iifj образоват-еля напряжение - частота ссждшюн СО вторым входом BTOfDoro ключа, На чертеже дала унккмональпая схема анализатора Он содержит генератор импульсов 1, бло синхронизация 2, ключи .3-6, преобрааователь наттряжение-частота 7, двс)ич)1ы) счетчик 8, т эиггер 9 для утфавленкя подярнос,тью }шп}:)яжения LI фиггер 10 для .управ ления 1жлючение..{ 1 агфяжения (J , тригрер 11 для ффмирования команды Мот нормы (НИ), кольцевой регистр 12 с одппк счетным входом и пятью вьькояами тгроверяемый элемент (на1трн ер, резнс-тор) 13, подк,-)очаемый на входь 14 н 15 а кал л: за тор а, пересчетный блок 16, инг-артор 17 и элемент задержки 18. ГенератоЕ.) имщльсов 1 соединен с синхрогтзации который имеет выходов. Первый и шестой выходы блока сршхронизации соегчтгены с цепями сброса счетчика 8 и эдш1ичным ачодом триггера 11. Второй и седьмой выходы - с управляющим входом ключа 5, третий выход с ед ничным входом триггера 10 и через инвертор 17 с управляющим входа т ключей 3, 4, известный и девятый выходы - через ли нию задержки 18 со входом блока 16, а пятый и ошшнадцатьп выходы - со входом регистра 12, Первый и третий выходы кольцевого регистра 12 соеди1-юны соответственно с нулевым и единичным входам- триггера.9, вт po;i к четвертый выходы - с блоком 16, а выход - со входом Стоп блока син хронизшдии. Восьмой выход блока синхронизации ссединен с управл5ж щими входами ключей 3j 4, .Цесятьн выход б Г1Ока 2 ссединен с нулевым входом триггера 1О. Ив-ресчетът блок 16 соедшюн с выходакта триггеров 9, 1О, через ключ 3 и прямо с преобразователем 7, через ключ 5 с счет чкком 8, ключом 6, выходом трнгтера 11 и входамт- 14 и 15 анализатора Вьгход преоб|эазователя 7 через ключ 4 соединен со Счетным входом счетчика 8, выходы которого саэдше1 ы с ключом 6 и нулевым Е1ходом триггера 11. Усаройство работают следующим образом. По команде Исходное (Исх.) блок синхро п за пш, регистр 12 и трихтер 10 устана1«г ваются в исходное положение. При этом на TiepBONi выходе регистра 12 формируется ед и1ичнып сигнал, который 1юреводит триггер О и 10 в нулевое состояние. По сигналам с нулевых выходов триггеров 9 к 1О пересчетный блок 16 соответствешю фqpми рует цепь .под} :лючения напряжения U исходной полярности для прохождешм тока утечки )ез ключ 3 н обмотку пр-еобразоватепя 7, блок прогюряемый элемент .1 3 и размыiva;-T указатптчю цепь. В..коды 14t 15 анелизатора под14лючают соответственно к разобщеннолту проводнику и корпусу контроля для исследова}1Ия эломе1 та 13. Па кходы блока подаются. : 1ап|:,1.;1-сения U Для создагшя тока утечки и пос;тоя) двоичные кодовью сигналы Д и Д 2 для )пя их в счетч1гк 8 в качестве дополнешп :. На вход преобразователя 7 одаотся опорное стабилизировашюе напрян еш:о и о. По кома1ще Пуск, выдаваемой в момент ремени to вступает в работу блок 2. ° В мокгенты в еменн i; t соответстстЕэешго на первом - одиннадцатом выходах блока 2 форм1фуются команды управа-гения .и тюследовательно выполняются зюобходимые операции. Причем каждая последующая команда на выходах блока 2 оимает предыдущую кома.щу на соответствуюшем выходе этого блока. В момент врекюни t по кома1ще, формируемой на первом выходе блока 2, осуществляется установка в ксхоццое положение счетчика 8 и в едшичное состояние триггера 11. В мо1иент времени i, по команде, формируемой на вт-ором выходе блока 2, кгпоч 5 открывается и двоичный кодовый сигнда Д с выхода блока подается на нулевые и единичные входы трипгчэров счетчика 8 в качестве ДОПОЛ1ЙШШ Д,,. , выражающего заданный уровень па :1ам8Тра, Дополнение определяется по фсрмуле D Q-N--NO-, где Q - емкость счетчика 8 в импульсах; М-- число импульсов, пропорциональное Ш1ощади 5 Н .-число импульсов, пропорциональное площади Soi В момент врекюни t j по команде, .форми руемой на третьем выходе блока 2, триггер 1О проводится в единичное состояние, сраба тывает блок 16, замыкает цепь подключени напряжения U исходной полярности и открываются ключи 3, 4. При этом появляется ток утечки прямого направления через сопро изоляции 13, опок 16, ключ 3 и обмотку преобразователя 7. На выходе преобразователя 7 появляется последовательность импульсов с частотой следоваш1я f , пропорциональной току утечки через сопротивление .изоляции 13 и току от опорного стабилизированного напряжеш1я UQ Последовательность импульсов частоты поступает через открь1тый ключ 4 и заполняет счетчик 8. В момент времени t . по кома}1де, форм руемой на четвертом выходе блока 2 сигнал через линию задержки 18 поступает на вход блока 16, и ключи 3, 4 закрываются. Блок 16 фф nIpyeт на выходе команду Норма (Н) или.СНН). Комавда Н. формируется в случае, если на выходе счетчика 8 не сффмирован им пульс переполнения и триггер 11 остается в единичном состоянии. Это означает, что сопроптвление изоляции 1 3 в перехошюм ре жиме не ниже заданного значегшя (уровня). Команда НН формируется в сл.учае, еели на вькоде счетчика 8 сформирован импульс переполнешя, который переводит триггер 11 в нулевое состояние. Единичный сигнал на выходе триггера 11 приводит к срабатыванию блока 16, и на его выходе формгфуется команда НН, По команде НН закрывается вход блока 2 со стороны генератфа 1, и работа анализатора прекращается. Кроме того, по команде НН на управляющий вход ключа 6 подается сигнал, который открывает этот ключ (и с его выхода снимается двоичный код, соответствующий числу импульсов, зафиксированных счетчиком 8 по сле переполнешя. По числу зафиксированных в счетчике 8 импульсов можно определить величину отклонения сопротивления изоляции в переходном режиме от заданного значения (уровня). В момент временя i. по команде, формируемой на пятом вь1ходе, срабатывает регистр 12,появляется управляющий сигнал на его втором выходе, и блок 16 срабатьтвает. При этом образуется цепь для подачи двоичного кодового сигнала До на нулевье и единичные входы триггеров счетчика 8. Кодовый сигнал Д 2 характеризует заданную величину (урованЕз) сопротивления изоляции при уста новившемся значении тек а утечки. В момент времени -fc - - по команда у формир емым последовательно на щестом-девятом выходах блока 2, анализатор последовательно выполняет операции сброса (t) и установки (-fc 7) дополнения Д 2. на счетчике 8, ишегриропания установивщегося значения тока утечки на участке ( i;„ - tq ) анализа результатов контроля и форкжрования команд Н или НН так же, кшс при. проведении операцип в моменты времени t. л.В момент времеш - по команде, формируемой на десятом выхо.де блока 2, триггер 1О переводится в нулевое состояние, блок 16 размыкает цепь утечки тока через проверяемь(й элемент. В момент време}П1 t., по комшзде, форми-руемой на ошпшдцатом вьосода блока 2. cpf ботывает регистр 12, появляетх я упранляющиГ| сиГпал на его третьем выходе и переводит триггер 9 в единичное состояние. этом срабатывает блок IGj формируется цепь ПОД1ШЮЧОШ1Я напряжения U с полярностью, прагивоположлой исходной, и, следовательно, из «5пяeтcя направле1ше тока утечки. Сипкш в моме)ят Bpeh-femj t., совпадает с началом процессов интегр1фования токов утечки юре.з проверяемый элемент 13 ( ) при изменении их напра зления на протнвопо- лояокх На учасгее времехш .д анализатор повторяет цикл рабогь, рассмотрешшгй выще. В процессе интегр1 рОБания токи утечки противоположного направлеМ1я преобрпзую5ся в число импульсов, характеризующее изоляцию в переходном и установивщихся режимах. В момент времени t по команде, фор-тмируемой повторно на одинадцатом выходе блска 2, регистр 12 срабатывает и на его пятом выходе фцзмируется сигнал, который выключает блок 2. Для повторного испыташя состояния проверяемого элемента 1 3 последовательно подаются команды Исходное, Пуск, и цикл работы анализатора повторяется. Предлагаемый анализатф благодаря наличию новых элементов и связей позволяет по сравнению с известными устройствами путем дискретного интегрирования токов у течки существенно повысить точность замеров KOIITРОпируемых параметров, а также за счет использования переходных процессов увеличить 761 информативность количество информации) о состоянии истфавности согфотивлешя изоляции. По дополнительной информации можно судйть об исправности включенных между контролируемыми цепями в /йcостей и об отсутствии обрывов в самюс контролируемых разобщенных цепях. Г еддагаемый анализато позволяет, кроме того, в несколько раз.умен шить величину испытатешных напряжений и повысить, таким образом, безопасность хонт роля. Анализатор может быть использован как в НИР и учебном процессе института, тек и в народном хозяйстве при проектировании сложных автоматтнзированных систем управления и контроля. 1феддагаемый анализатор имеет относите но простую схему и можвт быть изготовлен на стандартных элементах. Формула изобретени Анализатср сопротасвления изоляции, соцержащий генератор-импульсов, вькод которого соединен с первым входом блока синхронизации, первый выход которого через элемент задержки подключен к первому вхору пересчетного блока, второй и третий входы которого соединены с контактами испытуемого резистора, четвертый и пятый входы пересчетного блока соединены соответственно с единичным и нулевым вьтходами пер вого триггера, шестой и седьмой входы пересчетного бпска подключены соответстЕб .но к единичному и нулевому выходам втор ого триггера, единичный вход которого соединен со вторым выходом блока синхронизации и входом инвертора, а нулевой вход подключен к третьему вьгходу блока синхронизации, четвертый, выход которого соединен с выходом инвертора и первыми входами первого и второго ключей, второй вход первого ключа подключен к первому выходу гересчетного блек а, второй выход которого соединен с первым входом ipeTbero ключа, второй вход которого подключен к пятому выходу блска синхронизации, а выход соединен с герн.ым входом двоичного счетчжай второй вхо, которого подключен к вьсюду второго кпк:чв, третий вход - к шестому выходу бпсяса синхронизации и единичному входу третьего триггера, нулевой вход которого соединен с первым выходом двоичного счетчика, а нулевой выход подключен к восьмому входу пересчетного блока, третий выход которого соединен с первым входом четвертого ключа, второй вход которого подключен ко второму ВЫХОДУ двоичного счетчика, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с цепью повышения точности работы, в него дополнительно введены кольцевой триггер и преобразователь напряжение - частота; причем вход кольцевого регистра соединен с седьмым выходом блока синхронизации, первый выход со вторым входом блока синхронизации, второй и третий выходы - соответственно с нулевым и еди- Ш1ЧНЫМ входами первого триггера, а четвертый выход - с девятым входом пересчетного блока, десятый вход которого соединек с дар вым выходом преобразователя напряжения частота, вход которого подключен к выходу первого ключа, а второй выход преофаэователя напряжение - частота соединен со вторым входом второго ключа. Источники инффмации, принятые во внимание при экспертизе; 1.Авторское свидетельство СССР № 318944, кл. Q Об F 11/00, 1970 2.Авторское свидетельство СССР № 369521, кл. Q06 F 11/00, 1971.

/OL /J fS