Счетчк ампер-часов Советский патент 1981 года по МПК G01R11/34 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах энергопитания постоянного тока. Известен счетчик ампер-часов, содержащий источник питания, шунт, преобразователь напр жение-частота, счетчнк нмпульсов, блок сравнения кодов и программный блок 1 . Недостатком счетчика является отсутствие обратного считывания. , Известен также счетчнк ампер-часов, содержащий источник питания с исполнительным устройством и балластной нагрузкой, аккумуляторную батарею, усилитель постоянного тока входы которого соединены с шунтом, подклю ченным между выходом источника питания и аккумуляторной батареей, преобразователь нанапряжение-частота, вход которого соединен с выходом усилителя постоянного тока, а выход - с выходом нереверсивной части электронного счетчика, состоящего из реверсивной и нереверсивной частей, причем выход неревер сивной части соединен с входами первой и второй схем совпадения, выходы которых соединены с входами реверсивной части элект;рЬйного счетчика, первый и второй дешифраторы состояний счетчика, подключенные к выходам его реверсивной части, а также знаковый 2. Недостатком этого счетчика является сравнительно невысокая точность измерения степени заряжсиности батарей. Цель изобретения - повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в счетчик ампер-часов, содержащий источник питания с исполнительным устройством и балластной нагрузкой, аккумуляторную батарею, усилитель постоянного тока, входы которого соединены с шунтом, подключенным между выходом источника питания и аккумуляторной батареей, преобразователь напряжение-частота, вход которого соединен с выходом усилителя постоянного тока, а выход - с входом нереверсивной части электронного счетчика, состоящего из реверсивной и нереверсивной частей, причем выход .нереверсивной части соединен с входами первой и второй схем совпадения, выходы которых соединены с входами ревер3сивной части электронного счетчика, первый и второй дешифраторы состоявши счетчика, подключенные к выходам его реверсивной части, а также знаковый триггер введены первый мн говходовый триггер, два из входов которого соединены с выходами первого и второго дешифраторов состояний счетчика, первый выход со вторым входом второй схемы совпадения и первым входом исполнительного устройства источника питания, а второй выход - с вторым входом первой схемы совпадения, второй многовкодовый триггер, один из входов которого соединен с выходом першого дешифратора состояний, а выход - с входом запрета нереверсивной части электронного счетчика и вторым входом исполнительного устройства источника питания, анализатор начального состояния аккумуляторной батареи, первый вход которого соединен с батареей, а второй - с выходом преобразователя напряжение-частота, а один из вььчодов - с вторым входом второго триггера и третьим входом первого триггера, устройство сброса, вход которого соединен с выходом второго дешифратора состояний счетчика, первый выход - с входом сброса счетчиков, а второй выход - с третьим входом анализатора и третьим входом второго триггера, устройство записи, вход которого соединен с вторым выходом анализатора, а выход - с входом записи реверсивной части счетчика, одновибратор, вход которого соединен с выходом знакового триггера, а вы ход - с четвертым входом первого триггера, а знаковый триггер подключен к второму выходу усилителя постоя1шого тока. На чертеже представлена структурная схема счетчика ампер-часов. Счетчик ампер-часов включает источник 1 питания с исполнительным устройством и балластной Нагрузкой, подключенный через шунт к аккумуляторной батарее 3, усилитель 4 постоянного тока со стабильным козффициентом усиления и двойным преобразователем сигнала преобразователь 5 напряжение-частота, двсичный учетчик 6 с входами запрета 7 и сброса первая 9 и вторая 10 схемы совпадения, реверсивный счетчик 11с входами 12 сброса и 13 записи, дешифраторы 14 и 15 состояний счетчика 11, анализатор 16 начального состояния батареи с входами 17-19, устройство 20 записи, устройство 21 сброса, первый триггер 22 с входами 23-26 и выходами 27 и 28, второй триггер 29 с входами 30-32, знаковы триггер 33 и одновибратор 34. Счетчик ампер-часов работает следуюшим образом. При включении напряжения питания счетчика ампер-часов устройство 21 сброса вырабатьшает в начальный момент импульс, который подается с ошюго из его выходов на входы 8 и 12 сброса счетчиков 6 и 11, устанавливая их в нулевое состояние, а с другого его выхода на вход 18 анализатора 16. и вход 30 триггера 29, разрешая проанализировать начальное состояние батареи анализатору 16 и устанавливая триггер 29 в состояние логической 1 на его выходе. С выхода триггера 29 логическая 1 подается на вход 7 счетчика 6, запрещая ему осугцествлять счет импульсов с преобразователя 5 напряжение-частота, и на одан из входов исполнительного устройства источника 1 питания, заставляя подключить аккумуляторную батарею 3 для дополнительного разряда на балластную нагрузку. Происходит разряд батареи 3 и напряжение, усиленное усилителем 4, на шунте 2 преобразуется в соответствующую току разряда частоту преобразователем 5 напряжение-частота. Это позволяет анализатору 16 оценить начальное состояние батареи 3 за длительность импульса сброса путем измерения напряжения батареи, подаваемого на его вход 17, и частоты с преобразователя 5, дающей информацию о токе разряда батареи и подаваемой на вход 19. Анализатор 16 оценивает три возможных состояния батареи 3: состояние нулевой, частичной и полной емкости. При нулевой емкости батареи 3 анализатор 16 вырабатывает импульс, который с одного из выходов подается на вход 31 триггера 29 и вход 25 триггера 22, устанавливая триггер 29 в состояние логического О, а триггер 22 - в состояние, когда на выходе 27 появляется логическая 1, а на выходе 28 - логический О. Тем самым снимается запрет на подсчет импульсов счетчиками 6 и 11, прекращается дополнительный разряд, а сигнал логической 1 с выхода 27 триггера 22 заставляет исполнительное устройство подключись источник 1 питания для заряда батареи 3. Логическая 1 с выхода 27 подается на схему 10 совпадения, обеспечивая работу счетчика 11 на накопление импульсов. Батарея 3 начинает заряжаться, а счетчики 6 и 11 подсчитьгеают число импульсов, соответствующих количеству полученного батареей 3 электричества. При полной емкостн, т.к. когда батарея 3 заряжена до такой степе1ш, при которой возможно обеспечение нормальной работы системы энергопитания в течение определенного времени, анализатор 16 в момент окончания импульса сброса вырабатьгеает сигнал, позволяющий устройству 20 записи установить счет чик 11 через вход 13 записи в состояние, соответствуюШее полной емкости батареи. При частичной емкости, т.е., когда батарея 3 не способна обеспешть нормальный режим работы системы знергопшяяия, батарея 3 разряжается, независимо от того, закончился импульс начальною сброса или нет, до состояния соответствующего нулевой емкости. Дальнейшая работа происходит аналогично состоянию нулевой емкости. При достижении состояния счетчика 11, соот ветствующего полному заряду батареи 3, дешифратор 14 вырабатывает импульс, который подается на вход 32 триггера 29 и на вход 26 триггера 22. Это обуславливает установление триггер 29 в состояние логического О, а триггера 22 - в состояние, когда на выходе 28 появляется логическая 1 и на выходе 27 - логический О. Логическая 1 с вы хода 28 подается на схему 9 совпадения, осуществляя возможность считывания импульсов с накопленного значения счетчика И, что означает готовность работы счетчика ампер-часов при разряде батареи 3. В режиме полного разряда батарен 3 происходит считьшание импульсов из счетчика 11 до того момента, когда его значение соответствует нулевой емкости. Дешифратор 15 в этом случае вырабатывает сигнал, подаваемый на вход 23 триггера 22 и устройство 21 сброса. Триггер 22 устанавливается в состояние, когда на выходе 27 - логическая 1, на выходе 28 - логический О, а устройство 21 вырабатывает импульс, , сбрасьшающий значение счетчиков 6 и 11 в нулевое состояние, но не поступающий ни на анализатор 16, ни на триггер 29. Лотткская 1 с выхода 27 позволяет счетчику И обеспечить накопление импул сов и подключить источник I питания для заряда батареи. При частичном разряде батареи, т.е. когда значение счетчика 11 не достигает состояния, соответствующего нулевой емкости батареи 3, одновибратор 34 по окончании разряда устаКавливает триггер 22 в состояние, когда на выходе 27 логическая 1, и счетчик амперчасов готов к режиму заряда батареи 3. Одновибратор 34 срабатывает при изменении состояния триггера 33 из состояния логического О при разряде в логическую 1 при его окончании, а при заряде на его выходе логическая 1. Неполадки в системе энергопитания, вызывающие пропадание напряжения питания счетчика ампер-часов, а также разъединение блоков в системе энергопитания, что равнозначно, отсутствию этого напряжения питания, позволяет анализатору 16 оценить начальное состояние батареи 3 в момент включения напряжения питания. В остальных случаях анализатор 16 не принимает участие в работе. Таким образом, введение двух многовходовых триггеров, анализатора начального состояния батареи, устройства записи, устройства сброса и одновибратора значительно повысило тошость определения степени заряженности батареи и расширило функциональные возможности устройства. Формула изобретения Счетчик ампер-часов, содержащий источник питания с исполнительным устройством и балластной нагрузкой,, аккумуляторную батарею, усилитель постоянного тока, входы которого соединены с шунтом, подключенным между выходом источника питания и аккумуляторной батареей, преобразователь напряжение-частота, вход которого соединен с выходом усилителя постоянного тока, а выход - с. входом нереверсивной части электронного счетчика, состоящего из реверсивной и нереверсивной частей, причем выход нереверсивной части соединен с входами первой и второй схем совпадения, выходы которых соединены с входалш реверсивной -части электронного счетчика, первый и второй дешифраторы состояний счетчика, подключенные к выходам его реверогвной части, а также знаковый триггер, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены первый многовходовый триггер, два из входов которого соединены с выходами первого и второго дешифраторов состояний счетчика, первый выход - с вторым входом второй схемы совпадения и п.ервым входом ис-полнительного устройства источника питания, а второй выход - с вторым входом первой схемы совпадения, второй многовходовый триггер, один из входов которого соединен с входом первого дешифратора состояний, а выход - с входом запрета нереверсивной части электронного счетчика и вторым входом исполнительного устройства источника питания, анализатор начального состояния аккумуляторной батарюи, первый вход которого соединен с батареей, а второй - с выходом .преобразователя напряжение-частота, а один из выходов с вторым входом второго триггера и третьим входом первого триггера, устройство сброса, вход которого соединен с выходом второго дешифратора состояний счетчика, первый выход - с входом сброса счетчиков, а второй выход - с третьим входом анализатора и третьим входом второго триггера, устройство записи, вход которого соединен с вторым выходом анализатора, а выход - с входом записи реверсивной части счетчика, одновибратор, вход. которого соединен с выходом знакового триггера, а выход - с четвертым входом первого триггера, а знаковый триггер подключен

7892308

к второму выходу усилителя постоянного т(жа.

Источникн информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР N 646260, кл. G 01 R 11/34, 1979.

2.Авторское свидетельство СССР № 506808, кл. G 01 R 11/34, 1976 (прототип).