Программатор время-параметр

 

ПРОГРАММАТОР ВРЕМЯ-ПАРAIIETP, содержар1ий индикатор, процессор, цифроаналоговый преобразователь и усилитель мощности, соединенный выходом с выходом программатора, отличающийся тек, что, с целью увеличения точности задания выходного напряжения, в него введены первый, второй и третий ключи, суммирующий усилитель, первый, второй и третий делители напряжения, повторитель, источник опорного; напряжения и регистр данных, подключенный входом к выходу процессора, а выходомк входам индикатора, к управляющим входам первого, второго.и третьего ключей и к входу цифроаналогового преобразователя , связанного выходом с входом первого делителя напряжения, соединенного выходом с первым входом суммирующего усилителя, подключенного выходом к входу ущ лителя мощности , вторым входом - к выходу повторителя , а третьим входом - к выходу третьего ключа, соединенного информационным входом с выходом третьего делителя напряжения, связанного входом с выходом источника опорного напряжения и с входом второго делителя напряжения, подключенного выходом к информационному входу второго ключа , соединенного выходом с входом повторителя и с выходом первого ключа , связанного информационным входом и шиной нулевого потенциала.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ 4ИО

РЕСПУБЛИН

З15В С 05 В 19 18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

УЛ

I с 4g (с эаа 5ФЮ Ю ФМ -.ъс:айЛтКЬФузФ

СЛ (21) 3640306/24-24 (22) 23.06. 83 (46) 15. 12. 84. Бюл, Ф 46 (72) IO.Н.Захаров и А.И.Ярухин (53) 621 503. 55 (О88. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 722503, кл. G 06 F 15/46, 1978.

2. Программатор "время-параметр"

15 ИПП-1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, 1979 (прототип). (54) (57) ПРОГРАММАТОР ВРЕМЯ-ПАРА"1ЕТР, содержащий индикатор, процессор, цифроаналоговый преобразователь и усилитель мощности, соединенный выходом с выходом программатора, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения точности задания выходного напряжения, в него введены первый, второй и третий ключи, суммирующий усилитель, первый, второй и третий делители напр,лужения, повторитель, источник опорного. напряжения и ре° з0 1129587 А гистр данных, подключенный входом к выходу процессора, а выходом — к входам индикатора, к управляющим входам первого, второго.и третьего ключей и к входу цифроаналогового преобразователя, связанного выходом с входом первого делителя напряжения, соединенного выходом с первым входом суммирующего усилителя, подключенного выходом к входу усилителя мощности, вторым входом — к выходу повторителя, а третьим входом — к выходу третьего ключа, соединенного информационным входом с выходом третьего делителя напряжения, связанного входом с выходом источника опорного напряжения и с входом второго делителя напряжения, подключенного выходом к информационному в соду второго ключа, соединенного выходом с входом повторителя и с выходом первого ключа, связанного информационным входом и шиной нулевого потенциала. Миб

lieut

1 11295

Изобретение относится к системам цифровоro программного управления и может быть использовано для- управления технологичскими процессами.

Известны устройства управления объектами, содержащие программируемые источники аналогового управляющего сигнала. В состав программируемых источников входят блоки управления и.цифроаналоговые преобразователи 1:1 .10

Указанные устройства характери- зуются сложностью преобразователей код — напряжение, выполненных на дискретных элементах, и недостаточной точностью преобразования из-за приме- 15 нения йерегулируемых интегральных преобразователей код - аналог.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является программатор время-параметр 15ИПП-l, который выпускается серийно для применения в системах автоматического управления, технологическим, испытательным и другим оборудованием. Управление осуществляется путем подачи на исполнительные и регулируемые устройства последовательного ряда команд в виде ступенчатого изменения напряжения постоянного тока. Программатор

15ИПП-1 содержит индикатор, процессор, соединенный выходом с входом счетчика и индикатором, а выход счетчика подключен к входу цифроаналогового преобразователя.

Цифроаналоговый преобразователь состоит из преобразователя напряжения, преобразователя декодирующего десятиразрядного отрицательных токов, согласующего усилителя и усилителя мощности, выход которого является

40 выходом устройства программатора время-параметр (2 1.

Недостаток известного устройства.большая погрешность задания выходного напряжения (0 25 В ) из-за использоФ

45 вания нерегулируемого преобразователя код — аналог, собранного на интегральных схемах.

Целью изобретения является увеличение точности задания выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в программатор время-параметр, содержащий индикатор, процессор, цифроаналоговый преобразователь и усилитель мощности, соединенный выходом с выходом программатора, введены первый, второй и третий ключи, суммирующий усилитель, первый, второй

87 и третий делители напряжения, повторитель, источник опорного напряжения и регистр данных, подключенный входом к выходу процессора, а выходом — к входам индикатора, к управляющим входам первого, второго и гретьего ключей и к входу цифроаналогового преобразователя, связанного выходом с входом первого делителя напряжения, соединенного вшходом с первым входом суммирующего усилителя, подключенного выходом к входу усилителя мощности, вторым входом— к .выходу повторителя, а третьим входом — к выходу третьего ключа, соединенного информационным входом с выходом третьего делигеля напряжения, связанного входом с выходо1 источника опорного напряжения и с входом второго делителя напряжения, подключенного выходом к информационному входу второго ключа, соединенного выходом с входом повторителя и с выходом первого ключа, связанного информационным входом с шиной нулевого потенциала.

На фиг.! представлена блок-схема программатора; на фиг.2 — временная диаграмма работы устройства, Устройство состоит из индикатора

1, процессора 2, регистра 3 данных, цифроаналогового преобразователя 4, первого делителя 5 напряжения,первого ключа 6, источника 7 опорного напряжения, второго делителя 8 напряжения, второго ключа 9,повторителя10, суммирующего усилителя 11, третьего делителя 12 напряжения, третьего ключа 13, усилителя 14 мощности.

Данные .с процессора 2 передаются в регистр 3 данных, откуда поступают на входы цифроаналогового преобразователя 4, на индикатор 1 и на управляющие входы ключей 6, 9 и 13. Напряжение с выхода источника 7 опорного напряжения поступает на входы второго и третьего регулируемых делителей

8 и 12 выходы которых подключены к входам соотве ственно второго и третьего ключеи 9 и 13. Выходы первого и второго ключей 6 и 9 соединены с входом повторителя 10, выходом подключенного к второму нходу суммирующего усилителя 11, аналоговый вход первого ключа 6 подключен к общей шине, а выход третьего аналогового ключа 13 соединен с третьим входом суммирующего усилителя 11.

3 11295

Напряжение с выхода цифроаналогового преобразователя 4 поступает на вход первого делителя 5 напряжения (делитель напряжения на два ), выход которого соединен с первым входом суммирующего усилителя 11; С выхода суммирующего усилителя 11 программируемое аналоговое напряжение подается на вход усилителя 14 мощности, выход которого,;.вляется выходом устройства программатора время-параметр.

Устройство работает следующим образом.

Временные управляющ е с гналы 15 устройства вырабатываются процессором 2. Эти управляющие сигналы заносятся в регистр 3 данных, где хранятся до следующей команды выводы .данных из процессора. Времена хранения О старой и записи новой управляющей информации в различных разрядах регистра данных отличаются по величине межпу собой в зависимости от элемент-та устройства, к которому они под, ключены (цифроаналоговому преобразователю, ключам, индикатору ). Времен ная последовательность управляющей информации задается программирова>кием процессора, Первая часть разрядов регистра данных определяет выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 4. Вторая часть разрядов регистра данных служит для управления работой ключей 6, 9 и >3. Последний разряд регистра, его третья часть, 35 задает период смены информации в индикаторе, соответствующей содержимому первой части регистра данных, тем самым позволяя высвечивать выходное напряжение программатора с дос- 4о таточной для наблюдения периодичностью.

Выходное напряжение цифроаналогового преобразователя равно U =U-+ВЧ, где Ч =N h (шаг квантования выходно- 45 го напряжения раве i h );

N — - десятичное чис.ю, соответствующее коду на входе цифроаналогового преобразователя; оЮ вЂ” погрешность преобразователя 5О код — напряжение.

Для уменьшения погрешности аналого-цифрового преобразования в устройство введен делитель 5 напряжения на два и источник напряжения V /2, оаак где Ч вЂ” максимальное выходное наО rrrax пряжение на выходе программатора, равное максимальному напряжению на

87 4 выходе цифроаналогового преоьразователя при отсутствии погрешности в его работе ° Это напряжение формируется иэ напряжения опорного источника 7 с помощью делителя 8. На выходе делителя на два напряжение равно о

-Когда требуемое выходное напряжениепрограмматора лежит в пределах

О V,„(Ч - (g, то на выходе програмomax матооа устанавливается напряжение

V 4УЧ

V =- — — -=- +МЦ2 т, е. абсолют-. вь>х . 2 2 ной погрешностью, в два раза меньшей, чем погрешность цифроаналогового преобразователя. Если требуемое выходное напряжение программатора лежит в пределах — ь Ч 4 V

Vo ma>r

Вшх- о>х»хМ то выходное напряжение устанавливаетUo ma>r Чо +>1> Ч ся равным Ч = — — -+ — — - т.е.

Вь>х 2 2 э снова с погрешностью ФЧ(2 . Такая двухрежимная работа устройства осуществляется коммутацией ключей 9 и 6.

Ключ 6 подает на второй вход суммирующего усилителя 11 через повтоI ритель 10 напряжения опорный нулевой потенциал, при этом ключ 9 разомк" нут. Открытый ключ 9 подает на второй вход суммирующего усилителя 11 напряжение V „„/2, при этом ключ 6 размыкается. Управление ключами осуществляется программным занесением данных иэ процессора в регистр 3 данных. Повторитель 10 слулыт для устранения влияния сопротивления открытого ключа 9, так как этот ключ коммутирует относительно большое напряжение Ч „)2и отклонения в канале перецачи этого напряжения вызовут и большие ошибки в задании напряжения.

Основную погрешность цифроаналого-. вых преобразователей вносят обычно старшие разряды декодирующей матрицы.

Это связано с тем, что старшие разряды вызывают наибольшие изменения напряжения ° Поэтому относительно небольшой разброс номиналов в целях старших разрядов вызывает отклонения выходного напряжения, соизмеримые с весами младших разрядов. Для компенсациипогрешности, вызванной старшими разрядами цифроаналогового > преобразова теля введены третий делитель 12 и

1129587 третий ключ 13. На выходе делителя

12 устанавливается напряжение смещения, равное с обратным знаком среднему отклонению напряжения на .выходе делителя на два от требуемого уровня 5 при включении старших разрядов.

При появлении старших разрядов в коде, поступающем на цифроаналоговый преобразователь 4, процессор 2 выдает управляющий сигнал для замы- 10 кания ключа 13, в результате чего напряжение смещения поступает на третий вход суммирующего усилителя и вызнает компенсирующие изменения напряжения на выходе усилителя 14 мощ- 15 ности. Третий делитель 12 выполнен термоэависимым для компенсации температурных изменений весов старших разрядов, вносящих наибольший вклад в выходное напряжение программатОра. 20

На фиг.2 приведена временная диаграмма работы устройства (для управления рассмотрен двухразрядный цифроаналоговый преобразователь ).

Пусть требуется выходное напряжение 25 программатора, которое изображено на фиг.2 а. Напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя У+ изображено на фиг.2 б. Максимальное напряжение Ч достигается тремя стуа пеньками при минимальной величине ступеньки изменения этого напряжения. При включении второго разряда цифроаналогового преобразователя возникает ошибка задания напряжения.

ФУ (фиг.2 б f. Компенсация этой ошибки производит открывание ключа 13, подающего напряжение компенсации V» (фиг.2 г ) на третий вход суммирующего усилителя 11. Когда V, x V „р, то включается ключ 9, размыкается ключ 6 и. напряжение У„,=УО „/2(4>иг.21 в подается на второй вход суммирующего усилителя 11. На фиг.2 д изображена временная зависимость состояния регистра 3 данных. По оси ординат откладывается номер разряда P регистра данных. Первый и второй разряды — эта разряды цифроаналогового преобразователя 4. Третий, четвертый и пятый разряды управляют соответственно ключами 6, 9 и 13. Шестой разряд управляет индикатором 1. Наличие управляющего сигнала обозначено в соответствующем разряде регистра данных. Таким образом, первый и второй разряды задают выходное нап яжение на выходе цифроаналогового преобразователя 4, третий разряд замыкает ключ 6, четвертый разряд замыкает ключ 9, пятый разряд замыкает ключ

13. На фиг.2 д шестой разряд разрешает непрерывную индикацию напряжеaazzsar V> « . Содержимое регистра 3 дан-ных хранится в запоминающем устройстве процессора 2, которое программируется в соответствии с требуемой временной зависимостью V програмвых матора время-параметр.

Введение в известное устройство регистра данных, делителя напряжения на два, суммирующего усилителя, регулируемых делителей напряжения, источника опорного напряжения и трех ключей позволило повысить точность программатора время-параметр при установке требуемого выходного напряжения.

1129587

Составитель А.Лишанский

Редактор М.Бандура . Техред Л.Иартяшова Корректор А. Обручар

Заказ 9452/38 Тираж 841 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4