Устройство для контроля частоты Советский патент 1983 года по МПК G01R23/10 

Изобретение относится к измерительной технике и может использовать ся для допускового контроля частоты, например, расходомеров, генераторов, вращения валов механизмов.

Известно устройство для допускового контроля частоты,содержащее преобразователь контЕЮлируемой частоты в пропорциональное число импульсов, инвертор, пороговый элемент, сумматор, суммирующий счет(ик, группа вентилей 1.

Однако оно имеет узкий диапазон контролируемых частот, поскольку он определяется объемом счетчиков, который в реальных устройствах ограничен.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для контроля частоты, содержащее счетчики импульсов, линии задержки, элементы ИЛИ, И,НЕ, дешифраторы, индикаторы Hopi«i и отклонения от нормы, асинхронные триггеЕял пределов и клеммы контролируемой и образцовой частот 2.

Недостатком устройства является узкий диапазон контролируемых частот, который определяется объемом счетчи-ков, а также его сложностью.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля частоты, содержащее первый и второй индика- , торы, элементы И, НЕ, триггер, блок задержки, вход которого соединен с первой входной шиной устройства, а

10 выходы первого и второго индикаторов подключены к шине заземления, введен синхронный триггер, причем выход блока задержки соединен о Sвходом триггера, R - вход которого

15 соединен с второй входной шиной устройства и с первым входом элемента И, а прямой и инверсный выходы триггера подключены соответственно к 3 и К-входам синхронного триггера, С-вход которс го соединен с первой входной шиной устройства, а выход синхронного триггера подключен к входу первого индикатора и к входу элемента НЕ, выход которого подключен к вто25рому входу элемента И, выход которого соединен с входом второго индикатора.

На фиг. 1 приведена функциональная электрическая схема устройства;

30 на фиг. 2 - функциональная электрическая схема устройства (для контро ля верхнего предела частоты); на фиг. 3 - временные диаграммы сравне ния частот для случая нахождения контролируемой частоты в диапазоне контролируемых границ частоты (режим норма}} на фиг. 4 - временные диаграммы сравнения частот для случая нахождения контролируемой ча тоты за нижним граничным значением образцовой частоты (режим меньше нормы ) . Устройство содержит первую 1 и вторую 2 входные шины и блок 3 задержки, триггер 4, синхронный триггер 5, элемент ,6 НЕ, элемент 7 И, первый и второй индикато хл 8 и 9, шину 10 заземления. Второй вариант устройства для контроля верхнего пр дела содержит кроме перечисленных элементов также третий индикатор 11 и- третью входную шину. Принцип работы устройства основа не на пересчете, накоплении и сброс импульсов, что характерно для извес ных устройств,а на сравнении частоты следования двух импульсных последовательностей на входах триггера 4. Устройство работает следующим об разом. Сравниваемые частоты выбираются так, чтобы в режиме норма выпол нялось неравенство ОБгиах ОБ Vnivi , где $ р f - образцовые значе iax ОБ„,„ минимальной и максимальной частоты; о значение контролируемой частоты. В этом случае контрольный сигнал постоянно присутствует на втором индикаторе 9 норма, при нарушении указанного неравенства - соответстве но на первом и третьем индикаторах 8 и 11 (меньше нормы или больше ). При этом установленная разность образцовых частот будет определять диапазон контролируемых частот. Для принципа работы устройства характерно то, что когда импульсы, большей частоты в режиме норма поступают на S и R-входы триггера 4 то исключается возможность поступления на его прямые входы подряд двух импульсов меньшей частоты (так как в паузе между двумя импульсами меньшей частоты обязательно появится хотя бы один импульс.большей частоты). По этому на 3 и К-входах синхронного триггера 5 не будет соблюдаться условие совпадения импульсов, и они будут находиться в нулевом состоянии Рассмотрим работу устройства на примере сравнения частот i и toFTim (фиг. 1). В режиме норма контролируемая частота iy. больше образцовой (фиг. 4). Пусть, например, в исходном состоянии триггеры 4 находятся в нулевом состоянии. С приходом первого импульса А образцовой частоты , триггер 4 установится в единичное состояние через время, равное, по меньшей мере, длительности входного импульса (определяется параметрами блока 3 задержки, когда на первой входной шине 1, а следовательно, и на С-входе синхронного триггера 5 уже не будет входного импульса. Поэтому на выходе синхронного триггера 5 будет логический нуль. Затем первый же импульс В контролируемой чистоты возвратит триггер 4 в исходное нулевое состояние. Последующие импульсы С, Д, Е контролируемой частоты .не окажут никакого влияния на состояния триггера4, подтверждая каждый раз его нулевое состояние. С приходом второго импульса К образцовой частоты, а вслед за ними импульса Л контролируемой частоты, описанный процесс повторится: триггер 4 сработает и возвратится в исходное, нулевое состояние. При этом на 3 и К-входах синхронного триггера 5 каждый раз не будет выполняться условие совпадения сигналов, поэтому на первый индикатор 8 (меньше нормы) сигнал поступать не будет, а на второй индикатор 9 (норма) он проходит через элемент 7 И, но с второй входной шины 2, поскольку на второй вход элемента 7 И с элемента б НЕ-поступает логическая единица. Такое положение будет сохраняться до тех;«1Ор, пока в паузе между двумя импульсами образцовой частоты будет присутствовать хотя бы один импульс контролируемой частоты. В момент, когда указанное условие будет Нарушено (а это произойдет, когда контролируемая частота станет меньше образцовой) с первой входной шины 1 два раза подряд поступят импульсы образцовой частоты. Первый импульс М (фиг. 4) переведет триггер 4 в единичное состояние, в результате чего на входе, импульс Р поступит на С-вход синхронного триггера 5, когда на его О -входе уже присутствует логическая единица, в результате чего на выходе синхронного триггера 5 появится логическая единица, которая появляется на первом И1 дикаторе 8 и одновременно вводит на второй индикатор 9 (норма), воздействуя на элемент б НЕ. Аналогичным образом происходит сравнение частот ц QF (см. фиг. 2) с тем лишь различием, этом случае € oemcfti поэтому контролируемая частота подается через второй: блок 3 задержки на S-вход триггера 4, а образцовая частота - на его R-вход.

Характерной особейностью предлагаемого устройства простота регулирования диапазона;контролируемых частот, что обеёйечивается изменением образцовых ч;астот. ) При этом конс рукци-я устройства tB отличие от известных устройств, где необходимо в этом случае измег нить объем счетчиков) не претерпевает никаких изменений. Это обеспечивает возможность не только значительного расширения диапазона контролируекых частот, но и упрощения конструкции за счет уменьшения числа элементов схемы, так как принцип . работы устройства исключает накопление импульсов (характерное для извест ных устройств).

Сопутствующим положительным эффектом является повышение надежности (за счет сокращения числа элементов и облегчения электрического режима работы триггеров, так как число циклов переключений соответствует числу импульсов меньшей частрты), а также повышение быстродействия ввиду отсутствия циклов накопления импульсов

Экономический .эффект достигается за счет расширения диапазона контро лируемых частот, упрощения и повьваения надежности и может составить около 7 тысз. руб.

Формула изобретения

Устройство для контроля частоты, содержащее первый и второй индикаторы, элементы И, НЕ, триггер, блок задержки, вход которого соедшнен с первой входной шиной устройства, а выходы первого и второго индикаторов подклочены к шине заземления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности, в него введен синхронный триггер, при этом выход блока задержки соединен с S-входом триггера, R-вхсщ которого соединен с второй входной шиной устройства и с первым входом элемента И а прямой и инверсный выходы триггера подключены ссютветственно к 3 - И К-входам синхронного триггера, С-вход которого соединен с первой входной шиной устройства, а выход синхронного триггера с входом первого индикатора и с вхрдсм элемента НЕ, выход которого подключен к второму входу элемента И, выход которого соединен с входом второхчэ индикатора

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 521526, кл. G 01 R 23/00, 1977.

2.Авторское свидетельство СХ;СР 519643, кл. G 01 R 23/10, 1976 (прототип).V

X

«г./

ff

ФУ1.2

в С 4 f a

1 l(ff fflf ll f 0 П .

foS.пif /i