Устройство для контроля параметров

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ , содержащее источник эталонного напряжения, датчик контролируемого параметра, соединенный выходом с первым входом первого коммутатора, соединенного вторым входом с выходом первого элемента И, соединенного первым входом с выходом коммутирii eго блока, вторым входом через элемент задержки - с выходом коммутирующего блока, непосредственно - с входом индикатора, выходом - с первым входом второго коммутатора, соединенного вторым и третьим входами соответственно с выходами источников рабочего и опорного контрольных напряжений, выходом - с первым входом блока сравнения , соединенного вторым входом через преобразователь с выходом первого коммутатора, выходом - с входом индикатора предельных отклонений параметра и с первым входом элемента запрета, соединенного выходом через логический блок с входом исполнительного органа, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в устройство введены формирователь импульсов, элемент НЕ, второй и третий элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, сигнализатор, первый и второй триггеры, делитель напряжения и ключ, входы которых соединены с выходом источника эталонного напряжения, а выходы - третьим входом первого коммутаторе, вход формирователя импульсов соединен flf выходом коммутирующего блока, а выход - с управляющим входом ключа, первьй информационный вход первого триггера соединен с выходом формирователя импульсов, второй/информационньй вход - с выходом блока сравнения, (Л а установочный вход - с входной клеммой устройства, первый вход второго элемента И соединен с выходом первого триггера, второй вход через элемент НЕ - с выходом коммутирующего блбка, третий вход - с выходом элемента задержки, первый вход третьего элeмeнтa И соединен с выходом форми:о рователя импульсов, второй - с выходом блока сравнения, выходы второго и третьего элементов И через первый ю 41 элемент ШШ соединены с первым установочным входом второго триггера, второй установочный вход которого соединен с входной клеммой устройства, выход с входом сигнализатора, а через второй элемент ШШ - с вторым входом элемента запрета, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом элемента задержки.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И);

3(5g С 05 В 23/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3477682/18-24 (22) 30.07.82 (46) 07.05.84. Бюл. В 17 (72) А.И.Лишаев (53) 621.396(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 245454, кл. G 06 F 15/46, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

В 643844, кл. G 05 В 23/02, 1979 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ, содержащее источник эталонного напряжения, датчик контролируемога параметра, соединенный выходом с первым входом первого коммутатора, соединенного вторым входом с выходом первого элемента И, соединенного пер-. вым входом с выходом коммутирующего блока, вторым входом через элемент задержки - с выходом коммутирующего блока, .непосредственно — с входом индикатора, выходом — c первым входом второго коммутатора, соединенного вторым и третьим входами соответственно с выходами источников рабочего и опорного контрольных напряжений, выходом — с первым входом блока срав-, нения, соединенного вторым входом через преобразователь с выходом первого коммутатора, выходом — с входом индикатора предельных отклонений параметра и с первым входом элемента запрета, соединенного выходом через логический блок с входом исполнительного органа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в устройство введены формирователь импульсов, элемент НЕ, второй и третий элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, сигнализатор, первый и второй триггеры, делитель напряжения и ключ, входы которых соединены с выходом источника эталонно- . го напряжения, а выходы - с третьим входом первого коммутаторй, вход формирователя импульсов соединен а выходом коммутирующего блока, а выход — с управляющим входом ключа, первый информационный вход первого триггера соединен с выходом формирователя импульсов, второй.информационный вход — с выходом блока сравнения, а установочный вход — с входной клеммой устройства, первый вход второго элемента И соединен с выходом первого триггера, второй вход через элемент НŠ— с выходом коммутирующего блбка, третий вход — с выходом эле- . мента задержки, первый вход третьего ,элемента И соединен с выходом формирователя импульсов, второй — с выходом блока сравнения, выходы второго и третьего элементов И через первый элемент ИЛИ соединены с первым устано- вочным входом второго триггера, второй установочный вход которого соединен с входной клеммой устройства, выход - с входом сигнализатора, а через второй элемент ИЛИ вЂ” с вторым входом элемента запрета, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом элемента задержки.

1091127

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах автоматического управления, в частности в системах управления авиа5 ционных, судовых и других двигателей при их испытаниях и эксплуатации.

Известно устройство для контроля параметров, содержащее датчик контролируемого параметра и источник эталонного напряжения, подключенные к йнформационным входам первого коммутатора, выход которого через преобразователь подключен к первому входу блока сравнения второй вход которо-го соединен с выходом второго коммутатора, к информационным входам которого подключены источник рабочего и контрольного опорных напряжений, индикаторы предельного отклонения пара- 0 метров и блокировки управления, логический блок, исполнительный орган и коммутирующий блок Г1 .

Недостатком известного устройства является сложность схемного решения и малая помехоустойчивость из-за возможности ложного срабатывания исполнительного органа при проведении контроля.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля параметров, содержащее источник эталонного напряжения, датчик контролируемого параметра, соединенный выходом с первым входом первого коммутатора, соединенного вторым входом с выходом первого элемента И, соединенного пер вым входом с выходом коммутирующего блока, вторым входом через элемент задержки — с выходом коммутирующего блока, непосредственно — с входом ин-.

40 дикатора, выходом — с первым входом второго коммутатора, соединенного

Ф вторым и третьим вХодами с выходами соответственно источников рабочего с и опорного контрольных напряжений, выходом — с первым входом блока срав-.

1нения, соединенного вторым входом через преобразователь с выходом первого коммутатора, выходом — с входом индикатора предельных отклонений 50 параметра и с первым входом элемента запрета, соединенного выходом через логический блок с входом исполнитель ного органа Г21. 55

Недостатком является то, что указанное устройство не обеспечивает достаточной достоверности результатов контроля. Об исправности устройства при самоконтроле оператор судит.по показаниям индикатора предельных отклонений, а точность работы линий связи и преобразователя определяется оператором с помощью показывающего прибора. Ф процессе проверки на первый вход блока сравнения через коммутатор, линии связи и преобразователь подается сигнал с источника эталонно1 .го напряжения (U ), а на второй вход через второй коммутатор и линию свяl зи подается сигнал источника контрольного опорного напряжения (О ), по напряжению равный сигналу первого входа. Если блок сравнения срабатывает (это индицируется индикатором предельных отклонений), то считается, что блок сравнения, линии связи и преобразователь исправны.

Очевидно, что блок сравнения срабатывает, а индикатор индицирует исправность работы не только при раI венстве сигналов на входах,но и в том случае, если блок сравнения неисправен или напряжение на первом входе будет больше, чем напряжение на втором входе блока сравнения. Та" кие соотношения сигналов возможны при отсутствии сигнала Ок или его кэ занижении в тракте; источник контрольного опорного напряжения, второй коммутатор, линии связи; завышении сигнала О в тракте: источник эталонного напряжения, первый коммутатор, преобразователь,.линии связи. Причем неисправную работу устройства при неисправности блока сравнения и при неисправностях, указанных выше нельзя выявить с помощью индикатора. В перечисленных случаях неисправное устройство признается исправным. По этим причинам достоверность контроля параметров недостаточна. Кроме того, выполнение операций по проверке исправности устройства вручную вносит субъективный фактор в оценку работоспосббности устройства, что также снижает достоверность контроля.

Цель изобретения — повьппение достоверности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля параметров, содержащее источник эталонного напряжения, датчик контролируемого параметра, соединенный выходом с первым входом первого коммутатора, соединенного вторым входом с выходом первого элемента И, соеди1091127 ненного первым входом с выходом коммутирующего блока, вторым входом через элемент задержки — с выходом коммутирующего блока, непосредственно - с входом индикатора, выходом— с первым входом второго коммутатора, соединенного вторым и третьим входами соответственно с выходами источников рабочего и опорного контрольных напряжений, выходом — с первым входом блока сравнения, соединенного вторым входом через преобразователь с выходом первого коммутатора, выхо.дом — с входом йндикатора предельных отклонений параметра и с первым входом элемента запрета, соединенного выходом через логический блок с входом исполнительного органа, введены формирователь импульсов, элемент НЕ, второй и третий элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, сигнализатор, первый и второй триггеры, делитель напряжения и ключ, входы которых соединены с выходом источника эталонного напряжения, а выходы — с третьим входом первого коммутатора, вход формирователя импульсов соединен с выходом коммутирующего блока, а выход — с управляющим входом ключа, первый информационный вход первого триггера соединен с выходом- формирователя импульсов, второй информационный вход — c выходом блока сравнения, а установочный вход — с входной клеммой устройства, первый вход второго элемента И соединен с выкоЮ дом первого триггера, второй вход через элемент НŠ— с выходом коммутирующего блока, третий вход — с выи ходом элемента задержки, первый вход третьего элемента И соединен с выходом формирователя импульсов, второйс выходом блока сравнения, выходы второго и третьего элементов И че1 рез первый элемент ИЛИ соединены с первым установочным входом второго триггера, второй установочный вход которого соединен с входной клеммой. устройства, выход - .с входом сигнализатора, а через второй элемент ИЛИ— с вторым входом элемента запрета, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом элемента задержки.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 диаграмма, поясняющая принцип дейст, вия устройства.

Устройство содержит датчик 1 контролируемого параметра, первый коммутатор 2, преобразователь 3, блок

4 .сравнения, элемент 5 запрета, логический блок 6, исполнительный орган

7, коммутирующий блок 8, первый элемент И 9, элемент 10 задержки, второй коммутатор 11, источники 12 и 13 ра- . бочего и контрольного опорных напряжений, индикатор 14 предепьного отклонения, индикатор 15, источник 16

10 эталонного напряжения, делитель 17 напряжения, ключ 18, формирователь

19 импульсов, первый триггер 20, второй элемент И 21, элемент НЕ 22, третий элемент И 23, первый элемент

t5 ИЛИ 24, второй триггер 25, сигнализатор 26, второй элемент ИЛИ 27. .Устройство работает следующим образом.

Устройство работает в режиме конт20 роля параметров и, в режиме самоконт роля. Управление устройством в этих режимах обеспечивается коммутирующим блоком 8. В .режиме контроля парамет ров коммутирующий блок 8 выдает на

25 выходе нулевой сигнал. Первый эле-мент И 9, закрытый по входу 28, выдает нулевой сигнал на управляющие входы коммутаторов 2 и 11. В этом случае коммутатор 2 на вход преобра30 зователя 3 подключает датчик 1 контролируемого параметра, коммутатор 11 на вход блока 4 сравнения— источник 12 рабочего опорного напряжения. В этом режиме триггеры 20 и

25 находятся в состоянии. с нулевым сигналом на выходе, на выходе элемента 10 задержки также нулевой сигнал. На управляющем входе элемента 5 . запрета, соединенном через элемен г

40 ИЛИ 27 с выходами триггера 25 и элемента 10 задержки — нулевой сигнал. поэтому элемент 5 запрета открыт.

При достижении преобразованным контролируемым параметром на входе пре45 образователя 3 значения больше рабо-. чего опорного напряжения (0 о ) блок

4 сравнения срабатывает и через эле-. мент 5 запрета и логический блок 6 включает исполнительный орган 7. Од 0 новременно включается индикатор 14 предельного отклонения параметра, сигнапизируя о выходе контролируемого параметра эа пределы нормы. Сигналы с блока 4 сравнения при работе устройства в режиме контроля параметров не меняют исходного состояния триггера 20.

Проверка исправности устройства заключается в проверке и анализе ре1091127 акции блока 4 сравнения на изменение входного эталонного сигнала (О ), вызывающего на входе блока 4 сравнения

I изменение преобразованного сигнала, равное по величине зоне абсолютной погрешности тракта (+60), т.е. 2й0, при постоянном контрольном опорном напряжении (u p ). С учетом коэффициента передачи тракта преобразования и контроля (К ) эталонное напряжение 10

1 должно на входе тракта (выходах блоков 17 и 18) изменяться íà 2hl3/Ê1. .Причем на первом этапе проверки на вход тракта подается минимальный сиг260 I5 нал 0 (U = U ), имитирую-.

Э1 щий нижнюю границу зоны допустимых, значений преобразованного сигнала

U, определяемую выражением

20 а затем (на втором этапе проверки) сигнал u = U К имитирующий верх- 25

32 Э 1» нюю границу допустимых значений преобразованного сигнала Ив, определяемую. выражением ue = U К

Опорное контрольное йапряжение на входе блока 4 сравнения Ок об задается равным среднеарифметическому значению О 0 и U, т. е . б Ж +13 /Я=(0 К -2Ю+(Эк !2=

=U К.-DU

С учетом коэффициента передачи К тракта прохождения опорного контрольного напряжения его величина

0 „ц определяется выражением

Так как подобные тракты легко реализуются с коэффициентом .передачи, очень близким к единице, К> можно принять равным единице, а Ок жакоб

Соотношение 0а» UH»0l,p и зона допустимых значений (заштрихованная) 50 приведены на фигуре 2.

Пример . Если коэффициент передачи тракта преобразования и контроля К1 1, эталонный сигнал ОЭ =

100 мВ,, погрешность тракта д = 55

= + 1X то абсолютная погрешность тракта . Ь0 = U> К» сР /100 = (100»

<1 1}/100 = 1 MB.

На первом этапе проверки на вход тракта подается сигнал U 1, равный

О „= 0 — 2д0 /К = 100 — 2 1/1=

= 98 мВ, а на втором этапе проверки — U

100 мВ.

Э2

Использовав приведенные ранее выражения, определяем и„= О,1 K1= 98 1 = 98 мВ;

u =Uэ К„= 100 В

Око 0Э К1 = 100.— 1 = 99 мВ;

Если коэффициент передачи тракта преобразования и контроля увеличить до 10, то при неизменных остальных параметрах получаем ди - 100:10 1/10О = 10 мВ;

UЭ1 = 100 — 2 lO/10 = 98 мВ;

100 мВ;

UH = 98 .10 980 мВ;

00 = 100 10 = 1000 мВ;

U = 1000 — 10 = 990 мВ. ка

Если устройство исправно, то при подаче на вход тракта минимального сигнал U>< при К. = 1 К = 10 и при других (с соответствующим выбоРом Око) значениЯх к1 блок 4 сРавнеI ния не должен сработать, а при подаче полного эталонного сигнала блок 4 сравнения должен сработать.

При невыполнении хотя бы одного из этих условий устройство признается неисправным. Включается сигнализатор

26. Очевидно, что при такой методи-" ке производится проверка не только общей работоспособности устройства, но и производится допусковый контроль зоны общей погрешности трактов . преобразования и контроля, включающих коммутаторы, преобразователь, блок сравнения, индикатор предельных отклонений, линии связи, т.е. проверяется точность устройства.

Изменение напряжения эталонного сигнала на 2йф осуществляется с по-. мощью делителя 17 напряжения и параллельно подключенного к нему ключа 18. По команде оператора или автоматически (через заданный интервал времени) коммутирующий блок 8 выдает единичный сигнал, переводящий устройство из режима контроля параметров в режим самоконтроля. Длительность единичного сигнала устанавливается

1091 127 исходя из времени,. необходимого для проведения проверки устройства.

Этот сигнал подается на вход 28 элемента И 9, на входы формирователя

19, элемента НЕ 22, элемента 10 за- 5 держки. Элемент 10 задержки (например, реле времени с выдержкой на отпускание) срабатывает и подает сигнал на индикатор 15, на вход 29 элемента И 9, на вход 30 элемента И 21 и через элемент ИЛИ 27 на управляющий вход элемента 5 запрета. Последний по этому сигналу блокирует исполнительный орган 7 на все время проверки устройства. По этой же ко- 15 манде включается индикатор 15, сигнализируя о работе устройства в режиме самоконтроля. Одновременно с запуском элемента 10 задержки запускается формирователь 19,выходным сигналом 20 которого закрывается нормально открытый ключ 18 и по входу 3 1 подготавливается элемент И 23.

Выходной сигнал элемента 10 задержки, пройдя через элемент И 9, 25 переключает коммутаторы в режим проверки устройства. С этого момента начинается первый этап самоконтроля (фиг. 2, время t ). Коммутатор 11 подключает на вход блока сравнения „30 сигнал, контрольного опорного нанряжения Око . Коммутатор 2 на информационный вход блока 4 сравнения через делитель 17 (ключ 18 закрыт), преобразователь 3 и линии связи подключают .эталонный сигнал U» ослабленный на 2h U /К„, т е. U „= э — 2dU/Q ..

По окончании переходных процессов ,в тракте, напряжение преобразованного эталонного сигнала . ц „ на входе 40 блока 4 сравнения при исправной ра- q боте трактов преобразования и контроля должно установиться в зоне между (Зко и Ои= 0 К1 — 2ЛО (фиг. 2, время 2 ).

В

Блок 4 сравнения, если он исправен, в этом случае не должен сработать. В противном случае (при завышении сигнала 0 1 в тракте преобразования более, чем на йО, при занижении U o в источнике 13 контрольного опорного напряжения или в цепи его подключения к блоку 4 сравнения более допустимого значения, при неисправной работе блока 4 сравнения, заключающийся в преждевременном.его срабатывании) блок 4 сравнения сра-; батывает.

Единичный сигнал блока сравнения включает индикатор 14 предельного отклонения. Перепад О/1 этого же сигнала через вход 32 элемента И 23, открытого ранее по входу 3 1, через элемент ИЛИ 24 переводит триггер 25 в единичное состояние. Единичный сигнал триггера 25 включает сигнализатор 26, а через элемент ИЛИ 27 дублирует включение элемента 5 запрета. Выключение элемента 5 запрета (а значит и снятие блокировки исполнительного органа 7) осуществляется оператором установкой триггеров 20 и 25 в исходное нулевое состояние по шине 28.

Первый этап самоконтроля устройства заканчивается с окончанием импульса формирователя 19 (фиг. 2, время

1з.). Длительность первого этапа про верки выбирается, исходя из длительности переходных процессов трактов преобразования и контроля и инерционности преобразователя 3. Пропадание сигнала на выходе формирователя 19 вызывает закрытие элемента И 23 и открытие ключа 18, через который эталонный сигнал U> минуя делитель 17 через коммутатор 2, преобразователь

3 и соответствующие линии связи про4

Э исходит на информационный вход блока 4 сравнения (фиг. 2, время ).

С открытия ключа 18 начинается второй этап самоконтроля. Кроме того, перепадом 1/О сигнал с формирователя 19 устанавливает в единичное состояние триггер 20. Триггер 20, в свою очередь, единичным сигналом подготавливает элемент И 21 по входу 33.

Так как изменение (увеличение) на входе тракта напряжения эталонного сигнала в данном случае определяется фактически погрешностью тракта преобразования и контроля (2йО/К) и измеряются десятыми долями или единицами процента от Оэ, то переходные процессы от этого изменения на поря- . док меньше, чем в первом этапе проверки. Поэтому время второго этапа самоконтроля на порядок меньше времени первого этапа. Время полного самоконтроля устройства, в основном, определяется временем первого этапа.

По окончании переходных процессов в тракте, напряжение преобразованно,го эталонного сигнала О, (u = 0 )

92 на входе блока 4 сравнения при исправной работе трактов преобразования и контроля должно установиться в зоне

1091127

Между U =0> К и 0„о,(фиг. 2, время Ф,1 ) . Если блок 4 сравнения тоже исправен, то в этом случае он должен сработать и своим перепадом О/1 установить триггер 20 в исходное состояние, снимая тем самым разрешение на открытие элемента И 21 по входу

33.

В противном случае (при занижении

10 сигнала 0> в тракте преобразования более, чем на A U при завышении

О„ в источнике 13 контрольного опорного напряжения или в цепи его подключения к блоку 4 сравнения более допустимого значения при неисправной

15 работе блока 4 сравнения, (заключающейся в понижении его чувствительности или полного его несрабатывания) блок 4 сравнения не срабатывает. В этом случае триггер 20 остается в

20 единичном состоянии до окончания второго этапа проверки.

По окончании единичного сигнала (фиг. 2, время 5 ) на выходе комму° у

- 25 . тирующего блока 8, .на выходе элемента

HE 22 появляется единичный сигнал, который через вход 35 элемента И 21 (по 33 и 30 входам И 21 подготовлен ранее триггером 20 и элементом 10 задержки), через элемент ИЛИ 24 уста- З0 навливает триггер 25 в единичное сос. тояние. Единичный сигнал триггера включает сигнализатор 26 и через элемент ИЛИ 27 дублирует включение элемента 5 запрета, запрещая работу З5 устройства в режиме контроля.

Независимо от результатов проверки устройства, по окончании единичного сигнала с коммутирующего блока 8 элемент И 9 закрывается по входу 28, 10 что влечет переключение коммутаторов

2 и 11 на работу в режиме контроля

1 параметров (фиг. 2, время 5 ). На этом заканчивается второй этап самоконтроля устройства. 45

После этого единичный сигнал на выходе элемента 10 задержки (с задержкой, устанавливаемой в зависимости от длительности процессов в тракте преобразования и контроля при пере- . ключениях коммутаторов) снимается (фиг. 2, время 1 ). За счет этого выключается индикатор 15, указывая на окончание проверки исправности устрЬЙства, и снимается блокировка с элемента.5 запрета по цени: элемент

10 задержки, элемент ИЛИ 27. Этой операцией завершается режим проверки и подготовки к работе в режиме контроля параметров, если устройство исправно. В цротивном случае элемент

5 запрета остается заблокированным по цепи: триггер 25 и элемент ИЛИ 27.

Снятие этой блокировки и выключение сигнализатора 28 осуществляет оператор командой по шине "Сброс".

Проверка исправности и точности устройства возможна и при различных значениях плюсовой и минусовой погрешности тракта контроля. В этом случае Око выбирается с учетом различных значений AU: +AUÈ -10 .

Двухэтапная проверка тракта пре образования и контроля, реализуемая делителем 17 и ключом 18 и соответствующей логической схемой управления, значительно сокращает вероятность неверной оценки исправности . устройства. Кроме того, такой метод проверки обеспечивает допусковый контроль точности устройства. Эти факторы значительно повышают досто-® верность результатов контроля.

Автоматизация процессов проверки исправности предлагаемого устройства ,для контроля параметров, обеспечиваемая введенной в него логикой, исключает субъективный фактор в оценке его работоспособности, что также повышает достоверность контроля..

1091127

ЗцщП1 1, Заказ 3081/43 Тираж 842 доутисиое

Филиал ППП ПатевР, r.Ужгород, ул.Проектная, 4