Устройство контроля уровней напряжения Советский патент 1981 года по МПК G01R19/00 

(54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ УРОВНЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электро измерительной технике и может быть использовано в системах автоматики и защиты, где требуется высокое быстродействие. Наиболее близким по технической сущности, является устройство контроля уровней напряжения, содержащее делитель напряжения, пороговые элементы, источник опорного напряжения, триггеры, элемент И, блок совмещения, дифференцирующий блок генератор тактовых импульсов и исполнительный блок l . Недостатками этого устройства являются его ограниченные функциональные возможности, так как оно не контролирует уровни двухполя 4ного напряжения и требует перестро ки при изменении частоты контролир емого напряжения и низкое быстродействие. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение быстродействия. Указанная цель достигается тем, .что в устройство, содержащее первый делитель напряткения, выходы ко торого подключены к первым входаил первого и второго пороговых элементов соответственно, вторые входы которых соединены с источником контролируемого напряжения, первый и второй триггеры, выходы которых соединены с соответствующими входами первого элемента И, первый дифференцирукхчий блок, исполнительный блок и источник опорного напряжения, введены второй де аитель напряжения, третий и четвертый пороговые элементы, первый.и второй элементы ИЛИ, синхронный генераторкомпаратор, генератор строба максимума, второй и третий дифференцирующие блоки, третий и четвертый триггеры, второй и третий элементы И, причем выходы второго делителя напряжения подключены к первым входам третьего и четверто1 о пороговых элементов соответственно, вторые входы которых соединены с источником контролируемого напряжения, выходы первого и третьего пороговых элементов соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, выходы второго и четвертого пороговых элементов соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, выходы первого и второго элементы ИЛИ соединены с первыми входами соответственно третьего и четвертого триггеров, вторые входы которых соединены с выходом первого дифференцирующего блока, вход которого соединен с выходом синхронного генератора-компаратора и входом генератора строба максимума, выход которого соединен с первыми входами второго и третьего эле.ментов И, вторые входы которых соединены с выхода:ми соответственно третьего и четвертого триггеров, первые входы которых соединены со входами соответственно второго и третьего дифференцирующих блоков, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого и второго триггеров, вторые входы которых соединены с выходами соответственно .второго и третьего элементов И, выход первого элемента И соединен со входом исполнительного блока, вход синхронного генератора-компаратора соединен с источником контролируемого напряжения, бходы первого и второго делителей напряжения соединены соответственно с клеммами плюс и минус источника опорного напряжения.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит делители напряжения 1 и 2, состоящие соответственно из резисторов 3-5 и 6-8, синхронный генератор-компаратор 9, исполнительный блок 10, элементы ИЛИ 11 и 12, триггеры 13-16, элементы И 17-19, дифференцирующие блоки 20-22, генератор 23 строба максимума, пороговые элементы 24-27 и источник опорного напряжения (на фиг. 1 не. показан).

Устройство работает следукяцим образом.

Контролируемое напряжение Ugx поступает на входы пороговых элементов 24-27 и синхронного генератора-компаратора 9. На пороговых элементах 24 и 26 напряжение Ugyсравнивается с допустимыми напряжения1«ш -и л соответственно, а на пороговых элементах 25 и 27 с допустимыми напряжениями +и,и . соответственно.

выходе синхронного генераторакомпаратора 9 синхронного напряжения /V фop иpyeтcя меандр напряжения (фиг. 2а). На выходе дифференцирующего блока 22 из меандра напряжения формируются импульсы, соответствующие моменту перехода контролируемого напряжения ерез ноль (фиг. 2 ж).

Генератор строба максимума 23 формирует импульсы, соответствующие моменту максимального по абсолютной

величине уровня контролируемого напряжения /N. Ugx (фиг. 2 е) ,

На выходах пороговых элементов 24-27 при переходе контролируемым напряжением U порогов срабатыва5 и« + тс«х- т соответственно формируются Импульсы (фиг.2 б, в, г, д), длительность которых соответствует времени превышения соответствующих порогов. Эти импульсы

Q через элементы ИЛИ 11 и 12 поступают на входы триггеров 13 и 14 и дифференцирующих блоков 20 и 21 (фиг. 2 3, и). На выходам дифференцирукадих блоков 20 и 21 формируются короткие импульсы,,COOT5 ветствующие моменту поступления

импульсов с пороговых элементов 2427 (фиг. 2 м, и). Эти импульсы поступают на входы триггеров 15 и 16. На установочные входы триггеров 13 и 14 поступают импульсы с дифференцирующего блока 22 (фиг.2хс) и подготавливают триггеры 15 и 16 к занесению информации от пороговых элементов 24-27 (фиг. 2 к, л).

5 С выхода генератора 23 строба максимума (фиг. 2 е) импульсы поступают на элементы И 17 и 18 и при совпадении их с импульсами на выходах триггеров 13 и 14 (фиг. 2 о,

Q п) они п :юходят на установочные входы триггеров 15 и 16.

Устройство работает так, что при номинсшьном значении контролируемого напряжения -U вх импульсы на

выходе триггера 14 (фиг. 2 п) не совпадают с импульсами генератора 23 строба максимума, а триггер 16 находится в сработанном состоянии (фиг. 2 с). Если контролируемое напряжение - и) не -достигает значений порогов срабатывания iUj, на выходах пороговых элементов 25 и 27 импульсы будут отсутствовать, триггер 14 останется в j исходном состоянии и импульсы от

генератора 23 строба максимума пройдут элемент И 18 и обнулят триггер 16, а на его выходе появится сигнал Неисправности Н2 (фиг.2с).

л При контроле контролируемого напряжения максимально допустимым уровням с помощью пороговых элементов 24 и 26 триггер 15 находится, наоборот, постоянно в обнуленном состоянии, если контролируемое напряжение Ugy не выходит за пределы порогов срабатывания ) и переходит в сработанное (неисправное) состояние (фиг.2 р, т , Неисправность Hi), когда контролируемое напряжение и выйдет за пределы порогов срабатывания ±U,, при этом обнуление (сброс) триггера 15 не произойдет, пока контролируемое напряжение - Up снова не войдет в пределы (фиг. 2 р, т).. На входе исполнительного блока 10 (фиг. 2 т) Неисправность Hi и Н2 присутствует при наличии любой из неисправностей (по максимуму или минимуму) не зависимо от того, при какой полярности контролируемого на пряжения -v появилась. Если контролируемое напряжение Ugjj пропадает, то синхронный генератор-компаратор 9, которому не навязывается внешняя частота, будет генерировать импульсы с собственной частотой, которые аналогично рассмотренному случаю установят триггер 16 в положение Неисправность Н2 Устройство контроля напряжения обладает высоким быстродей ствием и позволяет контролировать двухполярное напряжение независимо от частоты контролируемого напряжения, так Как информация воспроизводится устройством каждые полпери- ода контролируемого напряжения. Формула изобретения Устройство контроля уровней напряжения, содержащее первый делител напряжения, выходы которого подключены к первым входам первого и второго пороговых элементов соответственно, вторые входы которых соеди нены с источником контролируе1уюго напряжения, первый и второй триггеры, выходы которых соединены с соот ветствумвдими входами первого элемен та И, первый дифференцирующий блок, исполнительный блок и источник опор ного напряжения, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональны} возможностей и повышения быстродействия, в него введены второй делитель напряжения, третий и четвертый пороговые элемен ты., первый и второй элементы ИЛИ, синхронный генератор-компаратор| ге нератор строба максимума, второй и третий дифференцирующие блоки, третий и четвертый триггеры, второй и третий элементы ИЛИ, причем выходы второго делителя напряжения подключены к первым входам третьего и четвертого пороговых элементов соответственно, вторые входы которых соединены с источником контролируемого напряжения, выходы первого и третьего пороговых элементов соединены соответственно с -первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, выходы второго и четвертого пороговых элементов соединены соответственно с первым и вторым входами вторюго элемента ИЛИ, выходы перво,го и второго элементов ИЛИ соединены с первыми входами соответственно третьего и четвертого триггеров, вторые входы которых соединены с выходом первого дифференцирующего блока, вход которого соединен с выходом синхронного генератора-компаратора и входом генератора строба максимума, выход которого соединен с первыми вxoдa ш второго и третьего элементов И, вторые входы которых соединены с выходами соответственно третьего и четвертого триггеров .первые входы которых соединены со входами соответственно второго и третьего дифференцирующих блоков, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого и второго триггеров, вторые входы которых соединены;с выходами соответственно второго и третьего элементов И, выход первого элемента И соединен со входом исполнительного блока, вход синхронного генераторакомпаратора соединен с источником контролируемого напряжения, входы первого и второго делителей напряжения соединены соответственно с клеммами плюс и минус источника опорного напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР В 625167, кл. G 01 R 19/00, 1975 (прототип).