Измерительное устройство с самоконтролем

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных управляющих системах в качестве ,. подсистемы контроля и управления, например , температурным режимом. Цель изобретения - повышение точности устройства , достигается введением новых блоков и связей. Устройство содержит пульт управления, распределитель импульсов , три делителя частоты, блок индикации, генератор контролируемой частоты, генератор опорной частоты, блок памяти кодов интервалов, блок памяти эталонов частоты,счетчик контроля, счетчик адреса, регистр знака, регистр контроля, три блока сравнения два коммутатора,девять триггеров,блок элементов И, пять элементов И, семь элементов ИЛИ, два одновибратора.6 ил. ш N0 ND 05 J

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51) 4 С 05 В 23/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ((; " (((р, (!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (56) Авторское свидетельство СССР

9 523962, кл. G 06 F 15/46, 1977.

Авторское свидетельство СССР

9 633019, кл. G 06 F 11/04, 1978.

Авторское свидетельство СССР

N -700788,,кл. С 06 F 11/12, 1979.

Авторское свидетельство СССР

N 892233, кл. G 06 F 11/12. 1981. (21) 3799711/24-24 (22) 08.10.84 (46) 23.04.86. Бюл.)) - 15 (72) В.П.Улитенко, Г.Н.Тимонькин, Б.О.Сперанский, Б.О.Харченко,А.E.Èàкогон и С,Н.Ткаченко (53) 621,396(088.8) (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО С САМОКОНТРОЛЕМ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных управляющих системах в качестве ), подсистемы контроля и управления, например, температурным режимом. Цель изобретения — повьппение точности устройства, достигается введением новых блоков и связей. Устройство содержит пульт управления, распределитель импульсов, три делителя частоты, блок индикации, генератор контролируемой частоты, генератор опорной частоты, блок памяти кодов интервалов, блок памяти эталонов частоты, счетчик контроля, счетчик адреса, регистр знака, 9 регистр контроля, три блока сравнения, два коммутатора, девять триггеров, блок элементов И, пять элементов И, семь элементов ИЛИ, два одновибратора.6 ил.

1?26417

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано B автоматизированньгх управляющих системах н качестве подсистемы контроля и управления, нап- 5 ример, температурным режимом.

Цель изобретения — повышение точности устройства.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — 6 показа1О ны функциональные схемы пульта управления, распределитель импульсов, первого (третьего) делителя частоты, блока индикации и третьего блока сравнения . !5

Устройство содержит пульт 1 управления, распределитель 2 импульсон, первый 3, второй 4 и третий 5 делители частоты, блок б.индикации, генера9 20 тор 7 контролируемой частоты, генератор 8 опорной частоты, блок 9 памяти кодов интервалов, блок 10 памяти эталонов частоты, счетчики 11 контроля и 12 адреса, регистры 13 знака и 14 контроля, первый 15, второй 16 и третий 17 блоки сравнения, первый

18 и второй 19 коммутаторы, первый

20 и второй 21 триггеры управления, триггер 22 пуска, первый 23 и второй

24 триггеры режима, триггер 25 самоконтроля, первый 26 и второй 27 триггеры знака, триггер 28 ошибки, блок

29 элементов И, первый — пятый элементы И 30-34, первый — седьмой элементы ИЛИ 35-41, первый 42 и второй

43 однонибраторы, первый 44 и второй

45.выходы устройства, выходы 46 кода контролируемого параметра, выходы

47 кода числа импульсов, выхоц 48 пуска и выход 49 останова пульта 1 управления, первый — четвертый выходы

50-53 распределителя 2 импульсов,выходы 54 кодов частоты, параметра 55 и знака 56 блока 10 памяти эталонов, первый 57 и второй 58 выходы регист-ра 13 знака, первый 59 и второй 60 выходы третьего блока 17 сравнения, выход 61 регистра 14 контроля,, выход

62 триггера 28 ошибки, генератор 63

"единицы", первые выключатели 64 —

64„, вторую группу выключателей 65 —

65,„, кнопки "Пуск" бб и "Останов", 67, счетчик 68, дешифратор 69,, счетчик 70, схему сравнения 71, одновибратор 71, группу индикаторов 731-73у, первый — третий индикаторы 74-7б,схему 77 сравнения, первый 78 и второй

79 элементы 2И-ИЛИ, элемент И 80, нходы знака "минус" 81 и 82 первого и второго входов третьего блока 17.

Сущность изобретения состоит в повышении точности устройства путем использования естественной временной избыточности для организации тестового самоконтроля н паузах между моментами проверки объекта контроля.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы все элементы памяти устройства приводятся в исходное состояние с пульта 1 управления.

Цепи установки в исходное на фиг. не показаны. Кроме того, с пульта

1 управления задаются цифровой код, соответствующий требуемому значению контролируемого параметра N (выход

ТР

46), цифровой код N» соответствующий числу импульсов, которое должен выдать генератор 7 при частоте о соответствующей нулевому значению параметра за интервал времени, определяемый кодом N считываемым из нулевой ячейки блока 9 памяти.

Значения N „ и N> эадаются исходя из следующих расчетов.

Частота импульсов, формируемых генератором 7, определяется выражением

О 7 где f — частота при t = 0 С; — крутизна преобразования; — значение контролируемого параметра (температура).

За время генератор 7 формирует

N:- =N, + м с tимпульсов,,где N = fñ

1 1 = f и о

Если выбрать с = i/ х, получают

N= -N+t u t =N — N о ь

Из этого следует, что код N должен быть выбран таким, чтобы период следования импульсов на выходе делителя 3 был кратен = 1/к . Тогда разность между числом импульсов N, сформированных генератором 7 эа это время,, и N кратна истинному значению контролируемого параметра t.

Работа устройства начинается по сигналу "Пуск", формируемому оператором с пульта 1 управления. Этот сигнал поступает на вход S триггера 22, который устанавливается в единицу" 1 и запускает генераторы 7 и 8. На счетный вход счетчика 70 делителя 3 начинают поступать импульсы с выхода генератора 8. При поступлении на вход

1226417 делителя 3 числа импульсов, равного

N<,на его выходе появляется импульс, который проходит на выход 50 распределителя 2, а делитель 3 начинает повторный отсчет интервала, определяемого кодом N считываемым из блока 9.

Этот импульс проходит через элементы ИЛИ 37 и 39 и подтверждает исходное состояние триггеров 26 и 27,счет- lp чика 11 и устанавливает в "единицу" триггер 23. Триггер 23 открывает коммутатор 19 и импульсы, формируемые генератором 7, начинают поступать на вход делителя 5. В дальнейшем рабо-1 та системы зависит от знака контролируемого параметра.

При положительном значении параметра частота генератора 7 f f, и, следовательно, число Н импульсов форми- 20 руется генератором 7 за время у т.е. импульс на выходе делителя 5 появляется раньше, чем импульс на выходе делителя 3. Импульс с выхода делителя 5 сбрасывает триггер 23, который закрывает коммутатор 19. Одновременно этот импульс проходит на вход С триггера 24 и вхоц 5 триггера 26. В результате оба триггера переходят в единичное состояние. Триггер 26 фикси- 0 рует знак плюс контролируемого параметра, а триггер 24 открывает коммутатор 18, в результате чего импульсы с выхода генератора 7 начинают поступать на вход счетчика 11. По окончании интервала времени, кратного делитель 3 формирует импульс, который проходит на выход 51 распределителя 2 импульсов. Этот импульс через элементы ИЛИ 38 и 35 также про40 ходит на вход C триггера 24 и возвращает его в нулевое состояние. Триг( гер 24 закрывает коммутатор 18, в результате чего в счетчике 11 записьвается число, кратное значению кон45 тролируемого параметра.

Высокий потенциал с инверсного выхода триггера 24 поступает на вход одновибратора 43, который формирует импульс. Этот импульс проходит через элементы ИЛИ 40 и И 32 на входы С регистров 13 и 14 и триггеров 20 и 21.

В результате этого в регистр 14 записывается значение контролируемого параметра, в регистр 13 — код знака SS параметра, а в триггеры 20 или 21 управляющее воздействие, которое формнруется бл ком 17. Если значение контролируемого параметра меньше требуемого, то в единицу устанавливается триггер 21 и на выходе 45 устройства появляется единичный сигнал. В противном случае в единицу переключится триггер 20 и единичный сигнал появляется на выходе 44 устройства.

С выхода регистра 14 код параметра поступает на индикацию в блок 6, а с выхода регистра 13 в блок 6 индикации поступает код знака параметра.

При отрицательном значении параметра частота генератора 7 1 †1 . В о результате этого импульс на выходе

51 распределителя 2 появляется раньше импульса на выходе делителя 5.

Он проходит на вход С триггера 24 и вход 9 триггера 27. Триггер 27 фиксирует знак "минус" параметра, а триггер 24 открывает коммутатор 18 и счетчик 11 начинает считать импульсы генератора 7. Когда на делитель

5 поступает число импульсов, равное

М, он выдает импульс, который проходит на вход С триггера 24 и возвращает его в ноль. Триггер 24 закрывает коммутатор 18 и поступление импульсов на счетчик 11 прекращается. В резуль- тате этого на счетчике 11 оказывается число, равное разности >> — N, т е. кратное значению контролируемого параметра. В дальнейшем работа элементов устройства аналогична описанной выше.

При нулевом значении параметра за время Т на вход делителя 5 поступает Н импульсов. В результате этого импульсы на выходе делителя 5 и выходе 51 ра пределителя 2 появляются одновременно. Они поступают на входы элемента И 30, которыи выдает импульс на вход одновибратора 42.

Последний формирует импульс на входы

R т р и г г е р о в 2244, 26 и 27, в результате чего они остактся в нулевом состоянии. Одновременно этот импульс через элементы ИЛИ 40 и И 32 проходит на входы С регистров 13 и 14 и триггеров 20 и 21. В результате этого в регистры 13 и 14 записьвается код нулевого значения параметра, а в триггеры 20 и 21 — необходимые управляющие сигналы, сформированные блоком 17.

Очередной импульс, сформированный делителем 3, переводит счетчик 68

12? 64 и (фиг. 3) в следующее состояние и проходит на выход 52 распределителя 2. С выхода 52 распределителя 2 этот импульс проходит через элементЫ

ИЛИ 37 и 39, устанавливает в исходное состояние триггеры 26 и 27, счетчик 11 и переключает в единичное состояние триггер 23. Одновременно этот же импульс поступает на 5 вход триггера 25. В результате этого 10 система переходит в режим самоконтроля.

Триггер 25 нулевым сигналом с инверсного выхода переключает коммутаторы 18 и 19 на передачу частоты не с выхода генератора 7, а с выхода делителя 4, закрывает элемент И 32, блок 29 элементов И и открывает элемент И 33.

В результате этого после срабаты- 20 вания триггера 23 через коммутатор

19 на вход делителя 5 начинают поступать импульсы проверочной частоты с выхода делителя 4. В дальнейшем работа устройства в цикле самоконтро- - > ля полностью совпадает с основным режимом.В конце цикла самоконтроля триггер 24 возвращается в исходное состояние,одновибратор 43 формирует импульс, который через элементы ИЛИ ЗО

40 и И 33 поступает на управляющие входы блоков 15 и 16 сравнения. К моменту прихода этого импульса на входах блока 15 сравнения присутствуют измеренное и эталонное значения параметра, а на входах блока 16 определенное устройством и эталонное значение знака параметра. Если значение или знак параметра не совпадают с эталоном, на выходе соответст-ро вующего блока сравнения появляется импульс, который проходит через элемент ИЛИ 41, сбрасывает в ноль триггер 22 пуска и устанавливает в единицу триггер 28 ошибки, который включа- ет индикацию отказа системы. устроиство прекращает работу.

Если в процессе самоконтроля отказ устройства не обнаруживается, то следующий импульс с выхода делителя 3 проходит на выход 50 распределителя

2. Этот импульс сбрасывает триггер

25, переключив тем самым устройство в режим контроля. Кроме того, по заднему фронту этого импульса в счет- 5 чик 12 добавляется единица, в результате чего из блока 10 считывается новый код проверочной частоты и соот17 ветствующие ему эталоны, которче ис— пользуются при очередном цикле самоконтроля устройства.

После возвращения триггера 25 в исходное состояние открывается блок

29 элементов И, в результате чего код и знак параметра поступают в качестве адреса на вход блока 9. По этому адресу из блока 9 считывается код числа 4„,который соответствует той точке диапазона изменения параметра, в которой работает устройство.

Этот код поступает на вход делителя

3 и используется при очередном цикле контроля.

Формула и з обретения

Измерительное устройство с самоконтролем,„ содержащее распределитель импульсов, блок индикации, пульт управления, генератор контролируемой частоты, блок памяти кодов интервалов, счетчик контроля, первый и второй коммутаторы, блок элементов И, генератор опорной частоты, соединенный выходом с синхронизирующим входом первого делителя частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй и третий делители частот, блок памяти эталонов частоты, счетчик адреса, регистры знака и контроля, три блока сравнения, два триггера управления, два триггера режима триггер самоконтроля, два триггера знака, триггер ошибки, пять элементов И, семь элементов ИЛИ, два одновибратора, триггер пуска, соединенный выходом с входом генератора опорной частоты и входом генератора контролируемой частоты, подключенного выходом к первым информационным входам первого и второго коммутаторов, выход первого коммутатора соединен со счетным входом счетчика контроля, подключенного выходом к информационному входу регистра контроля, к первым информационным входам первого блока сравнения и к первым информационным входам третьего блока сравнения, подключенного вторым информационным входом к первому информационному выходу пульта управления, соединенного вторым информационным выходом с информационным входом третьего делителя частоты, связанного выходом с первым входом первого элемен7 1226 та ИЛИ, с первым входом первого элемента И, с входом сброса первого триг-! тера режима и с первым входом второго элемента И, соединенного выходом с установочным входом первого триггера знака, подключенного прямым выходом к первому информационному входу третьего блока сравнения, к первому информационному входу регистра знака, к первому входу блока эле- 10 ментов И, к первому информационному 1 входу второго блока сравнения, связанного выходом с первым входом седьмого элемента ИЛИ, соединенного выходом с вторым входом второго элемента 1S

ИЛИ и установочным входом триггера ошибки, подключенного выходом к первому входу блока индикации, выход "Останов пульта управления подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, 20 связанного выходом с входом сброса триггера пуска, подсоединенного установочным входом к выходу "Пуск| пульта управления, выход генератора опорной частоты соединен с входом синхро- низации второго делителя частоты, связанного выходом с вторыми информационными входами первого и второго коммутаторов, соединенных управляющими входами с инверсным выходом триггера само- З0 контроля, с вторым входом блока элементов И, с первым входом третьего элемента И, с инверсным входом четвертого элемента И, подключенного выходом к управляющим входам первого З5 и второго блоков сравнения, выход первого блока сравнения соединен с вторым входом седьмого элемента ИЛИ, второй информационный вход первого блока сравнения связан с вторым выхо- 40 дом блока памяти эталонов частоты, связанного первым выходом с информационным входом второго делителя частоты, третьим выходом — с вторым информационным входом второго блока сравне ния, а входом — с выходом счетчика

1 адреса, подключенного счетным входом к входу сброса триггера самоконтроля, к первому входу третьего элемента И и к первому выходу распределителя импульсов, соединенного вторым выходом с первым входом четвертого элемента

ИЛИ, подключенного выходом.к первому входу пятого элемента И, к второму входу первого элемента И и к второму входу первого элемента ИЛИ, соединенного выходом с синхронизирующим входом второго триггера режима, подключенного прямым выходом к второму информационному входу первого комму" татора, инверсным выходом — к собственному информационному входу и к входу второго одновибраторя, связанного выходом с первым входом шестого элемента ИЛИ, подключенного вторым входом к первому входу пятого элемента ИЛИ, к входу сброся второго триггера режима и к выходу первого сдновибратора, соединенного входом с выходом первого элемента И, вторые информационные входы второго коммутатора соединены с выходом первого триггера режима, подключенного установочным входом к входу сброса счетчика контроля, к выходу третьего элемента ИЛИ и к второму входу пятого элемента ИЛИ, связанного выходом с входом сброса первого и второго триггеров знака, инверсный выход второго триггера знака соединен с вторым входом второго элемента И, первый триггер знака связан инверсным выходом с вторым входом пятого элемента

И, соединенного выходом с установочным входом второго триггера знака, связанного выходом с первым информационным входом второго блока сравнения,с первым информационным входом третьего блока сравнения, с вторым информационным входом регистра знака и с третьим входом блока элементов И, соединенного четвертым входом с выходом регистра контроля, синхронизирующий вход которого соединен с синхронизирующими входами первого и второго триггеров управления, регистра знака и с выходом третьего элемента И, подклю:енного вторым входом к выходу шестого элемента И, к первому входу четвертого элемента И, третий выход распределителя импульсов связан с вторым входом третьего элемента ИЛИ и с установочным входом триггера самоконтроля, четвертый выход распрер чителя импульсов соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход второго коммутатора соединен с синхронизирующим входом третьего делителя частоты, выход блока элементов И соединен с адресным входом блока памяти интервалов, первый и второй выходы третьего блока c ðàâíåíèÿ соединены соответст-, венно с информационными входами первого и второго триггеров управления, выходы которых являются управляющими вых :;ями устройства, выходы регистра

9 12261 знака и регистра контроля соединены с соответствующими входами блока индикации, выход блока памяти кодов интервалов подклечен к информаФ7

l E"P ционному входу перво о делителя частоты, связанного выходом с входом распределителя импульсов.

;2264 "7

Фиг. 5

1226417

Составитель Н.Горбунова

Техред И„Попович Корректор О.Луговая

Редактор Е.Папп

Заказ 2201 Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предпринтие, r,. Ужгород, ул. Проектная, 4