Устройство для контроля напряжений Советский патент 1980 года по МПК G05B23/02 

(54) УСТРОЙСТЮ ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕНИЙ

1

Изобретение относится к области автоматизированного контроля и может быть использовано в контрольноизмерительной технике.

Известны устройства 2, содержащие блоки сравнения напряжений, ключи и блоки контроля напряжений. Недостатками таких устройств являются низкие быстродействие, точность и информативность контроля.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для контроля напряжений 3, содержащее блок управления, первый выход которого через первый ключ соединен с первым входом блока регистрации и первым входом нуль-органа, второй выход - с первым входом второго ключа, третий выход - с первым входом cyW aTopa, четвертый -выход - со входом коммутатора и вторым входом блока регистрации, а вход с выходом нуль-органа, второй вход которого подключен к третьему входу блока регистрации и выходу усилителя постоянного тока. Второй вход первого ключа соединен с выходом источника Эталонного напряжения и со вторым входом второго ключа,третий вход которого подключен к третьему входу первого ключа ивыходу коммутатора.

5Недостатком устройства является

ограниченная область его применения, определяемая одним значением измеряемого напряжения.

Целью изобретения является рас10 ширение области применения устройства.

Эта цель достигается тем, что устройство содержит блок памяти, четыре ключа, генератор импульсов и

Ifl три преобразователя код-проводимость Пятый выход блока управления подключен через блок памяти к соответствующим BTOptAi входам сумматора, шходы которого соединены с соответствующи20 ми первыми входами третьего, четвертого и пятого ключей, первые выходы которых через соответствующие преобразователи код-проводимость подключены к выходу второго клича, а вто25 рые выходы - ко входу усилителя постоянного тока. Выход шестого ключа соединен с третьим входом сумматора, а первый и второй входы подключены соответственно к выходу генератора

30 импульсов и нуль-органа.

HX чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство содержит первый,второй и третий ключи 1,2,3,источник: JтьлoннбF6 {ШфЖёнйя 4, сумматор, ВНок памяти б, коммутатор 7, генератор импульсов 8, нуль-орган 9, блок регистрации 10, блок управления 11, усилитель постоянного тока 12, четвертый, пятый и шестой ключи 13, 14, 15, первый, второй и третий преобразователи код-проводимость 16, 17, 18, регистр 19 и входные клеммы 20, 21 и 22. ------:-Устройство работает следующим обазом.. . ;..

в исходном состоянии сумматор 5 приводится в нулё1аое состояние импульсов,- ; поступающим с блока 11. На выходе коммутатора 7 сигнал Ьтсутствуёт. 1:пючи 1, 2, 3, 13, 14 и 15 закрыты, и на выходе УПТ напряжение равно нулю.

Приработе уст ройства в контроля отклонения напряжения в абсолютных единицах по сигналу, rtociynafoiqeMy с блока Il на управляющие входы ключей i и 2, выход коммутатора 7 соединяется ключ 1 со входоК нуль-оргсша 9 и блока 16, выход источника 4 подклю-шется к выходу ключа .2, а коммутатор 7 подсоединяет первое из входных напряжений (клемма 20).

По команде, поступающей с блока 11, ключ 15 начйнаётпропускать импульсы с генератора 8 ни вход сумматора 5, который суммирует эти импульсы и своими выходами коммутирует ключи 3, 13 и 14. В этом случае (когда сумматор работает как двоичный счётчик, а проводимости гфеобразователёй 16, 17, 18 изменяются по двоичному закону) на выходе усилителя 12 появляется ступенчатоизменяющееся напряжение. Величина этого напряжения равна: -«--- --/7

S -;-;::

fo,«.

где R -сопротивление обратной свяУзи усилителя 12 ;

о проводимости преобразовате/лей 16, 17, 18;- . ... количество разрядов суммаn тора 5,

3 напряжение источника 4;

О; О или 1 в зависимости от того, вьаключен или включен . соответствующий ключ 3, , 13 и 14.

Так как напряжение на выходе усиителя 12 ступенчато нарастает, то чевидно, в некоторый момент будет праведливо равенствоч .-«- - р JfjTn-u 1)

«. UgOi - U,f

- t--/ i

1 ft

U - входное напряжение.

снимаегде

746438

мое с клеммы 20, которое прикладывается : к одному из входов нуль-органа 9.

При выполнении равенства (1) icpaбатывает нуль-орган 9, своим выходным сигналом закрывает ключ 1 и подает этот сигнал на блок 11. Состояние сумматора 5, в котором он находился в момент срабатывания нуль-органа 9, зёпо минается в блоке 6 хранится там в течении времени контроля. Команда для запоминания в блок 6 поступает с блока 11.

Блок 11 генерирует команду на ко мутатор 7 для подключения следующего .входного напряжения.

Цикл работы устройства повторяется до тех пор, пока не будут преобразованщ в цифровую форму все входные напряжений и запомнены их цифровые эквиваленты в блоке 6. После этого устройство осуществляет цикл контроля напряжений и их нестабильности.

- По команде, поступающей с блока 11, коммутатор 7 подключает первое входное напряжение (клемма 20), а с блока 6 происходит считывание запомненного кода соответствующего первому Напряжению в сумматор 5 числовых величин. Напряжения с выхода коммутатора 7 и усилителя 12 поступ.ают на входы блока 10.

Величина этого напряжения равна

,t ,(t).

После первого входного напряжени подключается второе и т.д.

Запомненн1 е и текущие значения напряжений поступают в блок 10. В течение времени контроля нестабильности каждое из входных напряжений многократно подается на вход блока 10 и сравнивается со своим первоначально запомненным значением, согласно уравнению (2).

Если в течение времени напряжение изменилось и стало равно

и-(1) и,ли, ,

учитывая выражения (1) и (2) можно переписать

(7 , . 3)

Из уравнений (3) видно, что между входами блока 10 действует напряжение, величина которого равна абсолютному изменению входного нагфяжения. Блок 10 регистрирует эти изменения входных напряжений синхронизированно с работой коммутатора 7. Син хрони 3 ацию о суще ст вл я ет блок 11.

При работе устройства в режиме контроля отклонения напряжения в относительных единицах первоначально устройство находится в исходном состоянии. По команде, поступающей с блока 11 на входы ключей 2 и 3, они открываются, и коммутатор 7 под ключает первое из входных напряжений . По команде, поступающей с блока 11, ключ 15 начинает пропускать имЬульсы с генератора 8 на вход сумма тора 5. Сумматор 5 суммирует эти импульсы и управляет по своим выходам ключами 3, 13 и 14. В соответст вии с кодами, поступающими с сумма тора 5 коммутируются ключами 3, 13 и 14. В результате на выходе усилителя 12 формируется ступенчато-изменяюще еся напряжение. Его величина равняется л #6/Х.1 Ц«.:1-1где Ц - входное напряжение, снимае мое с клеммы 20. Напряжение поступает на вход нуль-органа 9, на другой вход которого подается напряжение с источника 4. Напряжение на выходе усилителя 12. ступенчато нарастает, наступа ет момент, когда удовлетворяется равенство ч.(-и. где Ц - напряжение, поступающее с источника 4. При выполнении равенства (3) сра батывает нуль-орган 9 и генерирует сигнал, поступающий на входы ключа 15 и блока 11. Ключ 1 закрывается,а блок 11 подает команду на блок 6,по которой в нем происходит запоминание кода сумматора 5. Затем коммута тор 7 по команде от блока 11 подклю чает следующее входное напряжение. Цикл работы устройства повторяет ся, пока не будут преобразованы все, входные напряжения, а коды сумматора 6 записаны в блок 6. После этого устройство осущ ствляет цикл контроля входных напряжений по нестабильности.При этом по команде, поступающей с блока 11, ко мутатор 7 подгслючает первое входное напряжение. В это же время происходит считывание кода соответ/ твующего первому напряжению из блока 6 в сумматор 6. Напряжения с выхода уси лителя 12 и ключа 3 поступают на входы блока 10. Величина этого напр жения равна ,i/p-s |:i:f,) где UY t - текущее значение входно го напряжения. После первого входного напряжени подключается второе и т.д. Как и в первом случае при контроле абсолютчогр отклонения напряжения в течение времени контроля нестабильности каждое из входных ; напряжений многократно подается на вход блока Ю и там сравнивается со своим первоначально запомненным значением. Пусть в течение времени напряжение 1/ изменилось на величину л Ц и стало равно U(f)U ли, где Ц первоначально запомненное значение ГнJlпpяжeния. С учетом формул 7.3) и (4) можно переписать-. VИз формулы (5) видно, что между входами блока 10 приложено напряжение, равное относительному иэменению входного напряжения. Из приведенного описания работы устройства видно, что устройство можно применять при контроле отклонений напряжений в относительных и абсолютных единицах от различных номинальных значений, что обеспечивает расширение области применения устройства по сравнению с известными решениями. Формула1 изобретения Устройство для контроля напряжь,ний, содержащее блок , первый выход которого через первый ключ соединен с первым входом блока регистрации и первым входом нульоргана, второй выход - с первым входом второго ключа, третий выход - с первым входом сумматора, четвертый выход - со входом коммутатора и вторым входом блока регистрации, а вход - с выходом нуль-органа,второй вход которого подключен к третьему входу блока регистрации и выходу усилителя постоянного тока, второй вход первого ключа соединен с выходом источника эталонного напряжения и совторым входом второго ключа, третий вход которого подключен к третьему входу первого ключа и-выходу коммутатора, отличающе ес я тем, что, с целью расширения области применения устройства, оно содержит блок.памяти, четыре ключа, генератор импульсов и три преобразователя код-проводимость, пятый выход блока управления подключен через.блок памяти к соответствующим вторым входам сумматора, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами третьего, четвертого и пятого ключей, первые выходы которых через соответствующие преобразователи код-проводимость подключены к выходу второго ключа, а

вторые выходы - ко входу усилителя постоянного тока, выход шестого ключа соединен с третьим входом сумматора, а первый и второй входы подключены к выходу генератора импульсов и выходу нуль-органа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

ZO 2t 22

nil

3.Автоматический контроль радиоэлектронного и электротехнического оборудования. Под.ред., Шпяндина М.Э, 1972, с. 15 (прототип).