Устройство для измерения и регистрации значений контролируемого параметра Советский патент 1980 года по МПК G01D1/12 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И РЕГИСТРАЦИИ ЗНАЧЕНИЙ КОНТРОЛИРУЕМОГО ПАРАМЕТРА

Изобретение относится к приборостро нию и может быть использовано, например, при гидрометеорологических измере ниях, в частности, при измерениях максимальных и минимальных.значений температуры воздуха и почвы, максимал ной скорости ветра и других параметров Известны устройства для измерения значений контролируемых параметров, например, электронные самопишущие i потенциометры типа ЭПП-09, а также электронные самопишущие мосты типа ЭПМ-О9, в основу которых положен компенсационный метод измерения и регистрации либо напряжения, либо сопротивления fl . Недостатком этих устройств является то, что они не : работают в режиме из мерения и регистрации экстремальных значений, например, измерения максимал ных и минимальных значений температуры воздуха и почвы, максимальной скорости ветра и т. д. Известны также устройства для измерения максимальной скорости ветра, работающие в составе автоматических метеостанций 2. Для автономного использования такие устройства не пригодны, особенно в тех случаях, когда необходимо результат измерения вьщать и регистрировать в аналоговой форме, в виде функции ( f ) или ( t ). Наиболее близким к данному изобретению является устройство для измерения и регистрации значений контролируемого параметра, содержащее последовательно соединенные компенсационный мост, модулятор, усилитель напряжения и фазочувствительный усилитель мощности, .ой которого является двигатель генератор, имеющий связь с компенсационным мостом и механизмом регистрации, а также источник питания 3. Недостатком этого устройства Hsnaeikся невозможность определения экстремал ных (максимальных или минимальных) значений контролируемых параметров.

Цель изобретения - расширение i|iJ5fK- циональных возможностей путем регистрации экстремального значения naparvretpa, например, максимального аш заданном временном интервале.

Поставленная цель достигается за счет того, что в устройстве для измерения регистрации значений контролируемого параметра, содержащем последовательно соединенные компенсационный мост, мо-™ дулятор, усилитель напряжения, фазочувствительный усилитель моишости, магруакой которого является двигатель - гене ратор, имеющий связь с компенсационным мостом и механизмом регистрации, а также источник питания, вторич11ая обмотка силового трансформатора источника питания, соединена с диодным выпрямителем через ключи, управляемые датчиког-л вр&менных интервалов.,

На фиг. 1 представлена функциопальная схема устройства лл.я измерения и регистрации значений контролируемого параметра; на фиг, 2 показаны эпюры напряя ений на усилителе мощности.

Прибор содержит последовательно соединенные компенсационный мост 1, мо Iyлятop 2, усилитель 3, (азо- чувствительный выходаюй усилитель мощности 4 и блок питания 5, к которому подсоединены также блок временного программного управления б, и двигатель - генератор 7j имеющий связь с компенсационным мостом 1 и механизмом регистрации 8, Блок 6 содержит датчик времен i-ibix интервалов 9, соединенный через управляемые ключи 1.0 и 11, связанные со вторичлой обмоткой трансформатора 12 питания 5, с диодны:м выпрямителем 13 питания 5. Прибор работает следующим образом. Для осуществления временного режима работы устройства блок программного управления 6 содержит датчик временных интервалов 9 - таймер, управляющий коммутацией ключей 10 и 11 по заданной программе

Работу устройства различных режимах целесообразно рассмотреть, пользуясь эпюрами напряжений на выходзгом усилителе моишости (см. фиг. 2), где а II б напря сения на эмиттерах транзисторов 14 и 15; в и г напр.яжения на базах транзисторов 14. и 15, снимае. мыв с промежуточного трансформатора 16 (усилепньй сигнал рассогласования), дне- сигнал с вых.ода трансформатора 12 (или на обмотке управления Д зигател

17 и напряжение на обмотке возбуждения двигателя 18 сдвигг г тое по фазе на 30 относительно обмотки управления).

При работе в непрерывной регистрации управляемые ключи 10 и 11 замкнуты, и устройство работает как обычная следящая компенсационная система. При работе в режиме регистрации максимальных значений (ключ 10 замкнут, ключ 11 разомкнут) на эмиттеры транзисторов 14 и 15 подается последователыю однотактное выпрямленное пульсирующее напряжение. В случае, когда на базе будет отрицательная полуволна регистрируемого напряжения, а на эмиттере положительная полуволна питающего напряжения ( О ), на обмотку управления двигателя 17 подается сигнал, который заставляет вращаться двигатель в сторону увеличения показания измеряемого параметра. Если измеряемое напряжние опрокинется на 18О( У Jl ), что соответствует уменьшению значения измеряемого параметра, а фаза питающего на- пржкения останется неизменной, то на базе будет положительная полуволна, и транзистор будет заперт. Когда на базе будет отрицательная полуволна, то на эмиттере этого транзистора отсутствуетпитающее напряжение. В этих случаях сигнал на управляющей обмотке двигателя будет отсутствовать, и двигатель не будет отрабатывать в сторону уменьшения измеряемого параметра.

Анало1ичным образом работает устройство и в режиме регистрации минимального значения. Для этого достаточно изменить только фазу питающего напряжени на эмиттерах транзисторов 14 и 15 путем переключения ключей 10 и 11 (ключ 10 разомкнут, а ключ 11 замкнут). Б этом случае лзигатель будет отрабатывать только в сторону уменьшения измеряемой величины.

Для обеспечения стабильности фазовых соотношений питание выходного усилителя обмотки возбуждения двигателя и управление модулятора производятся от одного обобщего источника переменного тока (например, 50 Гц, 4ОО Гц, и т. п.)

Устройство предпазйачается для непре- рьшной регистрации максимальивх или минимальных значений случайного процесса V { t) за последовательные, заранее выбразпые интервалы времени, на которые разбивается ось времени исследуемого параметра. HanpHivtep, в анеморумбографе М-64 М, в котором оно используется,. обеспечивается непрерьшная регистрация максимальных значений скорости ветра. Процесс неррерьгоной регистрации максимальных или минимальных значений контролируемого параметра - это взаимо связанное функционирование двух цикличе ких повторяющихся режимов работы устройства, продиктованное алгоритмом получения последовательных экстремальных значений. При этом коммутирующие ключи принимают активное участие в процессе выработки Iмакс, или V мин. Временной режим коммутации ключей определяет датчик временных интервалов. Формула изобретения Устройство для измерения и регистрации значений контролируемого пара метра, содержащее последовательно соеди ненные компенсационный мост, моДулятор усилитель напр$ркения, фазочувствительный усилитель мощности, нагрузкой которого является двигатель-генератор, имеющий связь с компенсационным моетом И механизмом регистрации, а также источник питания, отличающее- с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем регистрации экстремального значения параметранапример, максимального на заданном временном интервале, вторичная обмотка силового трансформатора источника питания соединена с диодным выпрямителем через ключи, управляемые датчиком временных интервалов. Источники информации, ринятые во внимание при экспе|зтизе 1о Техническое описание на электронные самопишущие потенциометры типа ЭПП-О9 и электронные самопишущие мосты типа ЭПМ-09, завод Манометр,М. 2.Авторское свидетельство СССР № 180415, G 01 О 1/12, 1971. 3.Техническое описание на электронный самопишущий потенциометр типа КСПП-4, завод Манометр , М.