Устройство для регистрации и регулирования параметров Советский патент 1982 года по МПК G01R17/20 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при реализации программного регулирования различных электрических -и неэлектрических параметров, например температуры.

Известно устройство для регистрации и регулирования параметров, основанное на компенсационном принципе измерения и содержащее, в частности измерительный блок, сигнальные входы которого соединены с выходами датчика и задатчика контролируемого параметра, а выход через усилитель - с управляющим входом исполнительного двигателяг реохорд следящей систелод, установленный между выходом измерительного блока и входом пишущего отсчетного блока и связанный по управлякяцему вхЬду с валом . исполнительного двигателя, а по выходу - с компенсирующим входом, измерительного блока, дополнительный реохорд, синхронизированный с реохордом следящей системы jjl. .

Недостаток указанного устройства . определяется низкой точностью регулирования, поскольку последнее осуществляется с помощью дополнительного реохорда, и, следовательно,

в значительной мере загрубляется из-за механического несоответствия указанного реохорда и реохорда, выполняющего функции измерения.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для регистрации и регулирования параметров, содерзхгицее датчик и задатчик контролируемого параметра, связанные через соответствующие переключатели с сигнальными входами измерительного блока, первый выход которого соединен с входом усилителя, второй выход через реохорд следящей системы - с входом -пишущего отсчетного блока, а комПенсирукиций вход подключен к выходу упомянутого реохорда, связанного по управляющему входу с валом исполнительного двигателя, дополнительный реохорд, расположенный на одном основании с реохордом следящей системы и синхронизированный с ним, дополнительные фазочувствительные мосты, выходы которь1х через соответству1сяцие фазочувствительные усилители соединены с входами регулирующего блока, питающий трансформатор .

Нед}оста ок известного устройства также заключается в невысокой точности регулирования, обусловленной электромеханическими погрешностями и паразитным воздействием коммутационных помех на датчик контролируемого параметра, предопределяющим возникновение в данной системе автоколебаний. Целью изобретения является повышение точности регулирования электри ческих и неэлектркческих параметров с одновременным обеспечением их автоматической записи. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регистрации и регулирования параметров, содержащее датчик и задатчик контролируемого параметра, измерительный блок, первый выход которого соединен с входом усилителя, второй выход через реохорд следящей системы с входом пишущего отсчетного блока, а один из входов подключён к выходу .упомянутого реохорда, связанного по управляющему входу с валом исполн тельного двигателя, питающий трансформатор, введены два коммутатора, релейный ключ, блок оптронных фазочувствительных ключей и блок памяти причем п.ервый коммутатор включен между выходами датчика и задатчика контролируемого параметра и другим входом измерительного блока, второй йоммутатор установлен на выходе усилителя и соединен с соответствующими управляющими входами исполнительного двигателя, блока оптронных фазочувст вительных ключей, релейного, ключа и п рвого коммутатора, сигнальные входы блока оптронных фазочувстви-, тельных ключей через релейный ключ подключены к.выходу питающего трансформатора, а выходы соединены с входами блока памяти. На фиг.1 представлена общая функциональная схема предложенного устро ства для регистрации и регулирования параметров на фиг.2 - принципиальная электрическая схема используемого блока оптр&нных фазочувствитель ных ключей и его подключения к други блокам устройства. В состав устройства входят измер тельный блок 1 fфиг.1) усилитель 2 исполнительный двигатель 3, реохорд 4 следящей системы с движком 5, пишу щий отсчетный блок б, питающий транс форматор 7, датчик 8 и задатчик 9 контролируемого параметра, коммутаторы 10 и 11, релейный ключ 12, блок 13 оптронных фазочувствительных ключей, блок 14 цамяти, а также (.фиг. лампы 15 индикации и вспомогательный диод 16. Предложенное устройство работает в трех режимах. Один из них предус-. матривает регистрацию и отсчет задан ного значения регулируемого паргииетра, другой - регистрацию и отсчет его текущего значения, а третий формирование импульсов для процесса регулирования и их запоминание. Перед началом работы на задатчике 9.устанавливается заданное значение контролируемого параметра (заданное напряжение, ток, сопротивление и т.п.). Установленное заданное значение регистрируется в начале работы устройства и далее периодически воспроизводится. В этом режиме коммутатор 10 подключает выход задатчика 9 к измерительному блоку 1, а коммутатор 11 включает исполнительный двигатель 3, который перемещает движок 5 реохорда 4 до компенсации установленного значения задатчика 9. Последнее регистрируется пишущим отсчетным блоком 6. Во втором режиме коммутатор 10 подключает к измерительному блоку 1 выход датчика 8, а коммутатор 11 вновь включает исполнительный двигатель 3. При этом через реохорд 4 в пишущем отсчетном блоке б идет регистрация и отсчет текущего значения регулируемого параметра. Третий режим работы устройства осуществляется следующим образом. Крат- ковременно, на 0,1 с, коммутатор 11 отключает исполнительный двигатель 3, Так как до этого момента, т.е. после выполнения отсчета, двигатель 3 был затормохсен, то он в этом случае фактически фиксируется в данном положении, например путем подачи на его обмотку управления сигнала 100 Гц от постороннего источника (двухполупериодного выпрямителя, включенного на одной из вторичных обмоток трансформатора 7). После указанной фиксации коммутатор 11 производит подключение выхода усилителя 2 к оптронным фазочувствительным ключам блока 13. Одновременно кoм 1yтaтop 10 подключает выход задатчика 9 к входу измерительного блока 1. При этом возможны следугощие комбинации значения параметра, установленного в задатчике 9, по отношению к текущему значению датчика 8; Больше, Равно, или Меньше. Если значение параметра на задатчике 9 Больше, то на выходе измерительного блока 1 появляется напряжение небаланса в соответствующей фазе, которое поступает на вход усилителя 2 и далее .через коммутатор 11 подводится к блоку 13 оптронных фазочувствительных ключей. В зависимости от фазы сигнала формируется соответствующий импульс управления на выходе ключей блока 13, которьп1 запоминается в блоке 14 памяти регулирующего канала до осуществления следующего аналогичного кратковременного замера. Сигналы управления ог усилителя 2, поступающие через коммутатор 11 на входы тиристорных оптронов блока 13

(фиг. 2), формируют на их выходах регулируючие сигналы с частотой питающей сети. Но так как тиристоры получают питание такое от сетевого трансформатора 7, то возможно совпадение сигналов по фазе только в одном из них. Это совпадение обусловливает формирование соответствующего сигнала на выходе того или иного оптронного фазочувствительного ключа блока 13, который индицируется на одной из ламп 15 и поступает на вход блока 14 памяти регулирующего канала. Сигнал в блоке 14 памяти запоминается, после чего коммутатор 11 отключает ключи блока 13. Поскольку в момент формирования импульсов регулирования датчик 8 оказывается отключенным, нежелательное воздействие по его цепи на блок 14 памяти отсутствует.

. Оптронные фазочувствительные ключи блока 13 соединены с питающим трансформатором 7 через релейный ключ 12, что обеспечивает изменение фазы между выходными напряжениями питающего трансформатора 7 и усилителя 2. В связи с этим для сравнения текущего значения контролируемого параметра с заданным значением и определения его расположения в границах Больше или Меньше нормы может быть применен лишь один усилитель 2 в совокупности с ключами блока 13. .В известных устройствах аналогичного назначения для этих целей используются два отдельных фазочувствительных усилителя.

При первоначальном опросе релейный ключ 12 находится в положении контроля фазы А, т.е. имеет место сигнал Меньше нормы. При последующем контроле релейный ключ 12 переводится в фазу Б, что соответствует сигналу Больше нормы. При программном управлении объектом, когда, например, необходимо формировать наклонные участки программы Нагрев или Охлаждение, релейный ключ 12 в фазе А осуществляет увеличение регулируемого параметра, а в фазе Б - его снижение. При этом характер вводимой производной остается одним и тем же, а наклонные участки приобртают разный знак производной за счет двух положений релейного ключа 12.

Предложенное устройство обладает расширенными функциональными возможностями. Оно обеспечивает, в частности, формирование сигналов регулирования по командам от задатчика когда задатчик имеет постоянную уставку . режим стабилизации параметра) формирование сигналов регулирования по командам от задатчика, когда последний имеет на выходе переменный сигнал программное регулирование), формирование сигналов регулирования

по какому-либо другому параметру (.режиготслеживания; и, наконец, формирование сигналов управления по определенной разности между заданным и текущим значениями регулируемого параметра., .

Повышение точности регулирования, например при формировании сигналов в упомянутом выше режиме отслеживания, достигается вследствие того,

0 что процесс формирования регулирующих шшульсов в данном случае, как нетрудно убедиться, не влияет на про цессы регулирования и измерения. Разновременное осуществление процессов сравнелия обеспечивает снижение возможного воздействия помех на систему управления по цепи датчика, . установленного на объекте. При формировании сигналов управления (включеQ ния, отключения, например нагревателей) датчик оказывается также отключенншл. Это обстоятельство положительно сказывается в отношении уровня помех на входе измерительного блока и обуславливает повышение точности

5 устройства в целом. Последняя повышается также и ввиду того, что в предлагаемом устройстве процессы сравнения производятся на одном и том же реохорде, в одной и той

же схеме измерения, в которой осуществляется и процесс регистрации заданного значения регулируемого параметра.

35

Формула изобретения

Устройство для регистрации и регулирования параметров, содержащее датчик и задатчик контролируемого параметра, измерительный блок, первый выход которого соединен с входом усилителя, второй выход через реохорд следящей системы с входом пишущего отсчетного блока, а один из входов подключен к выходу упомянутого реохорда, связанного по управляющему входу с валом исполнительного двигателя, питающий

трансформатор, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности регулирования, в него введены два комт утатора, релейный ключ, блок оптронных фазочувствительных

ключей и блок памяти, причем первый коммутатор включен между выходами датчика и задатчика контролируемого параметра и другим входом измерительного блока, второй коммутатор установлен на выходе усилителя и

соединен с соответствующими управляющими входами цспол 1ительного двигателя, блока оптронных фаэочувствительных ключей, релейного ключа И первого ког/1мутатора, сигнальные

входы блока оптронных фазочувствительных ключей через, релейный ключ подключены к вьоходу питающего трансформатора, а выходы соединены с входами блока памяти. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 9763 Р6 . ,8 1.Авторское свидетельство СССР № 304858 кл.. S 01 К 17/20, 1971. 2,Лндреев Л.Л. Автоматические показывающие, самопишущие и регулирующие приборы. Л., Машиностроение, 1973, с.162.