Измерительное устройство с самоконтролем

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использована в цифровых управляющих комплексах. Цель изобретения - повышение достоверности контроля. Устройство содержит распределитель импульсов, два делителя частоты , пульт управления,- блок индикации , счетчик контроля, счетчик сбоев , регистр контроля, регистр знака, сумматор, преобразователь двоичного кода в десятичньш, два блока сравнения , семь триггеров, два генератора частоты, восемь элементов И, элемент суммирования по модулю, два, четыре элемента ИЛИ, два одновибратора. Повышение достоверности контроля достигается введением в измерительное устройство делителя частоты, счетчика сбоев, сумматора, регистра контроля , регистра знака, семи триггеров , блока сравнения, преобразователя двоичного кода в десятичный, шести элементов И, четырех элементов ИЛИ, элемента суммирования по модулю два, двух одновибраторов. 6 ил. и

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 G 05 8 23/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3808844/24-24 (22) 29. 10.84 (46) 23.05,86. Бюл. Р 19 (?2) В.П.Улименко, Г.Н.Тимонькин, Б.О.Сперанский, В.С.Харченко, А.Е.Макогон и С.H.Òêà÷åíêî (53) 621.396(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 525962, кл. С 06 F 15/46, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Р 633019, кл. G 06 F 11/04, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Ф 700788, кл. G 06 F 11/22, 1979. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО С САМОКОНТРОЛЕМ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использована в цифровых управляющих комплексах. Цель изобретения — повышение достоверности контроля. Устройство содержит распределитель импульсов, два делителя частоты, пульт управления; блок индикации, счетчик контроля, счетчик сбоев, регистр контроля, регистр знака, сумматор, преобразователь двоичного кода в десятичный, два блока сравнения, семь триггеров, два генератора частоты, восемь элементов И, элемент суммирования по модулю. два, четыре элемента ИЛИ, два одновибратора. Повышение достоверности контроля достигается введением в измерительное устройство делителя частоты, счетчика сбоев, сумматора, регистра контроля, регистра знака, семи триггеров, блока сравнения, преобразователя двоичного кода в десятичный, шести элементов И, четырех элементов

ИЛИ, элемента суммирования по модулю два, двух одновибраторов. 6 ил, 123311 .(-;сОре. B(1::. О: .c)BH > с". к автоматике и Ез(>(ч(зслите>ЕЬЕ(ой технике и может б>ь(т) исполы:Овано В цифровых управ.IHloi!t>I.I комп)!Blcсах Ц.IH ко !TPoJIH и Уп ралл(1,- 11>1,, 11>I!I .Име(:,. т 3! (Иератур(зым 5

1) Е К!11.11)М,.

Цсл). изобретен)зя -- пов);((1(ее(не дос 1 p;=. (3 ) > о с т и, ic> 1.1 т р от(я .. (;;, Р СПЛП 3 "B(t:;>H Н >1,.> ППОМ ->СтРОйт1;е и ::;сц > линь> контроля сос fQIIT )3 10 ,(Еев tc)(IIB" . ),Qc .к(;-,г>ь> у при ftериодичес(cc) j;" я; . c>ЕС .-:. IB!>цион".;:с: О объекта

>ЕО>),"Е т (>;>C()-,ЗЬП: ПСЛЕ НО Е(" .)1С1)11сл ЬЕ" О Е

3)(., 1 . 1! B и.= Ь(еп е НИ H BI О )(а(3 IIMBTD a ц, то и с..j!>чае. е .,г(и меж;у двумя то -к;; 11 !1>>1 рол). 3 -зре.;-.>я (контРОГ И! > "7>1;" . Ii:;..>)(1 (- Т" 1 . МЕНИЛСЯ I-IB ВЕ"" .ли ..!Itv (.i:.,,„,... Може быть сде1ган вь(1)ои i) сбое е(() аб )T B у c. òc ñйств а . > Е)тРО>тн >"",:11 жЕ т=(К "Я СИТУ аЦИЯ 20

ПО >)OH!)BРСЯ В;ЕЧЕНИЕ НЕСКОЛЬКИХ ЦИКпо)з ка)1 ро;,!я,, ТО делается Выход об отка",B у(1 е)олства,.

Па .>)иг .. 1 п).ив еде>за Функциональ пая с.х "еBма устройс-Ва„на фи1 . 2-6 — 25 функциональные схемь! распределителя

11мпульсов >, пуль-а управления, блока и>едикации. сумматора и первого блоc т> а )) 1 ...,:, р я 1 О О т е) > т с т )3 е н н О „

Устройст:зо содерже(т распределитель

1 И" 1!(У>ЛЬСО)3, ПЕРВЬЬ>1,>ЕЕЛИТЕЛЬ 1 ЧBС то 1 ы,. Вк)пвчающий с -еетчик 3 схему 4 срв В>(ения и Одновибратор 5, второй де;:)итель 6 .астоть(содер>кащий счетчик 7., схе",(у 8 сравнения и одновибрат;)р 9 „пут ьт 0 управления, блок 11

11нд))ка(1111з) счетчик 12 контроля, счетчик > 3 сб:;:--. В регистр 14 контроля, ре. ис (1> 15 знака., сумматор 16 преОбразова) :-:>!.-i. i7,,двоичного кода E

40 дес: — ITI .-I,:t й, перль)й,:8 I ьторой 19 блоки с1)ав(-.ения, ".ðtlã: е-р 20 пу-ска, пе!).зье,"1 2 (з:.;то1>ОЕ) 22 Триггеры режима, tBT вь)й 23 и ВтОрОй 24 трЕлггеры з!((),:.а .,:: р з(зй "5 и Второй 76 триггер>л у".-1)авляюр .,их Воздействий, генератогы —:соптр ),.— 11яруемой 2/ и опорной 28 час -B:T -, .t .с пее)во"..О по восьмой элементы . 29- 6., эл iBttт 37 суммирования по мсдул .::в два, с п=-.р)зога по четвертый "-,.;Ее )е)>ть) Ы1И .)8 -4 t „первьей 47 .то.с 4. 1 ..::BBIIá>BTcI>t:I.i пе)>ве>1й 44

;- тор>3:.1 4 5 пь(»,одь(устроисTÇG <

;-зпв -: it!3 трет)яй Выходы 46-48 распредел;=.тспя (импул:-.ссв выход 49 г, О > п).IT"- jò я т "- I отьт с перв(> г

:(Э 1",: -. . f 3 ) !i 1 ЬЕ-.. lнфсi: !В ПЕЗОННЫЕ ВЫХО и-;, 50- 5 пул та у-Ер--:.В!(ения, пер:вьей

2 3 (" Пуск" ) 54 и второй ("Остано)з") 55 управляющие выходы пульта I0 управ-. ления, выходы 56-58 счетчика 12 контрсля„ счетчика 13 сбоев и регистра 14 контроля соответственно, первый

59 и ВтороЙ 60 выходы регистра 15 знака, выход 61 преобразователя 17 двоичного кода В десятичный, первый

62 и второй 63 выходы второго блока

18 сравнения, единичные выходы 64 и

65 первого 23 и второго 24 триггеров знака соответственно, выход бб генератора 28 опорной частоты, вьеходы 67 и 68 первого 29 и четвертого 32 элементов И соответственно, выход 69 элемента 37,, счетчик 70, дешифратор 71, триггер 72, первая группа выключателей 73.1-73.К, вторая группа выключателей 74. 1-74,„L, третью группу выкл)дчателей 75.1-75.И, четвертую группу выключателей 76.1-76.N, управляющие Выключатели 77. 1 и 77,2, тенератор 78 "Единицы", первый 79 и

Второй 80 элементы индикации, группу элементов 81. 1-8 1, R индикации, третий 82 и четвертый 83 элементы индикации„ триггер 84, первый 85 и второй 86 коммутаторы, схему 87 сравнения, пер:вый 88 и второй 89 элементы

ИЛИ, комбинационный сумматор 90, схема 91 сравнения, первый 92 и второй

93 элементы суммирования по модулю два, элемент И 94, знаковые разряды

95 и 96 соответственно первого и второго информационных входов блока 18 сравнения.

Устройство работает следующим образом.

С пульта }0 управления задаются цифровой код, соответствующий требуемому значению контролируемого параметра N„ (выход 50), цифровой код определяющий период следования импульсов на выходе делителя б частоты (ВыхОД 53) цифровои КОД 4>, сО ответствующий числу импульсов, которое должен выдать генератор 27 при частоте f,,,соответствующей нулевому значеник> параметра за интервал времени, определяемый кодом N (выход

52), и цифровой код Мр, определяющий максимальную разность между двумя соседними значениями контролируемого параметра (выход 51). Значения N

N и Nð задаются, исходя из следующих расчетов, Так как частота импульсов, формируемых генератором 27 (характеризую1233 параметра. щее значение контролируемого парамет— ра), определяется выраж нием f

Е + orat, то за время ь генератор

27 сформирует N = М, +ы t i. импульсов, где N = ЁТ, N, = f,Т, Если выбрать ь = 1/, то N =N + tu

N — N

О

Из этого следует, что код N должен быть выбран таким, что период следования импульсов на выходе делителя 6 кратен = 1 g . Тогда разность между числом .импульсов N — N» сфор— мированных генератором 27 за это время, кратна истинному значению контролируемого параметра f,,15

Код Е спределяется техническими характеристиками устройств, подклю— ченных к выходам 44 и 45 устройства и управляющих изменением контролируемого параметра по сигналам устройст- 20 ва, и выбирается максимально возможным.

Работа устройства начинается по сигналу Пуск, формируемому оператором с пульта 10 управления. Этот 25 сигнал поступаег на вход S триггера

20, который устанавливается в единицу и запускает генераторы 27 и 28, На счетный вход счетчика 7 начинают поступать импульсы с выхода 66 генера- 30 тора, 28. При поступлении на вход делителя 6 числа импульсов, равного

Nä, на его выходе 49 появляется импульс, который проходит на выход 46 распределителя 1 импульсов, а делитель 6 начинает повторный отсчет ин тервала, определяемого кодом N„ с выхода 53 пульта 10 управления. Этот импульс подтверждает исходное состояние триггеров 23 и 24 и счетчика 12 и устанавливает в единицу триггер

21, который открывает элемент И 29 и импульсы, формируемые генератором

27, начинают поступать на вход дели-. теля 2. В дальнейшем работа устройст-4> ва зависит от знака контролируемого

При положительном значении параметра частоты генератора 27 f > f следовательно, число N импульсов будет сформировано генератором 27 за время -, т.е. импульс на выходе 48 делителя 2 появляется раньше, чем импульс на выходе 49 делителя 6. Импульс с выхода 48 делителя Ы

2 сбрасывает триггер 2 1, который закрывает элемент И 29. Одновременг но этот импульс проходит на вход С

112 4 триггера 22 и вход S тригrt ра 23. В результате оба триггера переходят в единичное состояние. Триггер 23 зафиксирует знак плюс контролируемого параметра, а триггер 22 открывает элемент И 30, в результате чего импульсы с выхода генератора 27 начинают поступать на вход счетчика 12. По окончании интервала времени, кратного, делитель 6 формирует импульс, который проходит на выход 47 распределителя 1 импульсов. Этот импульс через элемент ИЛИ 39 также проходит на вход С триггера 22 и возвращает его

3 в нулевое состояние. Триггер 22 зак— рывает элемент И 30, в результате чего в счетчике 12 записано число, кратное значению контролируемого параметра.

Высокий потенциал с инверсного выхода триггера 22 поступает на вход одновибратора 43, который сформирует импульс, Этот импульс проходит через элементы ИЛИ 41 и И 36 на входы С регистров 14 и 15 и триггеров 25 и

26.В результате этого в регистр 14 записывается значение контролируемого параметра, в регистр 15 — код знака параметра, а в триггеры 25 или

26 — управляющее воздействие, которое сформировано блоком 18 сравнения.

Если значение параметра меньше тре6ye»oro, то в единицу устанавливается триггер 26 и на выходе 45 устройства появляется единичный сигнал. В противном случае в единицу становится триггер 25 и единичный сигнал появляется на выходе 44 устройства.

С выхода регистра 14 код параметра через преобразователь 17 поступает на индикацию, а с выхода регистра 15 в блок 11 индикации поступает код знака параметра.

При отрицательном значении параметра частота генератора 27 f (Г

В результате этого импульс на выходе

47 распределителя 1 появляется раньше импульса на выходе делителя 2.

Он проходит на вход С триггер 22 и вход S триггера 24.

Триггер 24 фиксирует знак "минус" параметра, а триггер 22 открывает . элемент И 30 и счетчик 12 начинает считать импульсы генератора 27. Когда на делитель 2 поступает число импульсов, равное N, он выдает импульс, который проходит на вход С триггера 22 и возвращает его в ноль, 1233112

Триггер 22 закрывает элемент И 30 и поступление Импульсов на счетчик

12 прекращается. В результате этого на счетчике 12 ок. зывается число, ")

Равное Разности Ио М т, Р, кРЯтнОе значению контролируемогo параметра, В дальней.нем рабо-à "элементов устройства аналогична,.

При нулевом значении параметра за время lla вход делителя 2 поступает К„ импульсов. В результате это-. го импульсы на выходе делителя 2 и на выходе 47 распределителя 1 лояв— ляются одновременно. Они поступают на входы элемента И 33 который Bblдает импульс на вход одновибратора

Последний д)армивуеT HMI)5JIT с входы К триггеров 22-24, в резул.ьтате чего они остаотся в нулевом состоянии,, Одновгеменно этот импульс через элементы ИЛИ 41 и И 36 проходит H=. входы С регистров 14 и 15 и триггеров 25 и 26. В результате з регистры 14 и 15 запись;вается код ну- " ле)зогo значения параметра„ а в триг-еры 25,. 26 — необходимые управляющие сигналы,, сформированные блоком

I8 сравнения.

Очередной импульс, сформированный М делителем 6, переводит счетчик 70 (ф II . 2) в следующее состояние. Емкость счетчика 70 определяется необхоцимым интервалам между двумя ачеоедными циклами контроля и управления. В качестве примера показан двухразрядный счетчик 70, который обеспечивяРт интРрвал между циклами кОнт роля, равный 37, Четвертый по счету импульс,, сформированный делителем 6., 40 проходит на четвертый выход дешифратора 71 и устанавливает триггер 72 в единичное состояние. По заднему фронту этого импульса счетчик 70 возвращается в исходное состояние, после чего 1)аспределитсль 1 импульсов готов к очередному циклу конт1)оля. Единичный сигнал с выхОДЯ триггера 72 поступает на выход 48 распределителя 1 и далее на управляющий и вход блока 19, разрешая его работу.

Благодаря этому после окончания пер-.

НОГО Никла кОнтрОля включаются в ра боту средства самоконтроля работы устройства. 5 Я"

Очередной импульс, сформированный делителем 6, проходит на выход

46 распределителя i и устройство начипает очередной цикл контроля параметра. По Окончании этого ци«ла, который выполняется аналогично описанному, I3 счет-IHKe 12 записано оче— ред,Hoc. значение контролируемого параметра, в триггерах 23 и 2 4 --- код знака параметра, я на выходах блока

,8 сравнения — значения управляющих сигналов, Значение параметра с выхода счетчикa 1i поступает на вхоц с мматора

16, а на другой его вход — предыдущее значение параметра хранящееся в регистре 14, Одновременно ня входы элемента 37 посгупяют =.Няковые рязpHUbI очередного H предыдущего зна ений параметра„ ...Сли зпаки одинаковы, то на управляющий вход сумматора 16 поступает нулевой сигнал, в против— ном случае — ециничный. Сумматор

16 определяет разность соседних значений контролируемого параметра,.

БлОк 19 прОизводнт сравнение этОЙ разности с предельным значением N» заданным с пульта. 10 управления. Если пол.ученная разность меньше 1 Р - тo блок 1 9 выдает единичный сигнал, который открывает элемент И 36 и импуньс с выхода элемента ИЛИ 41 переписывает в регистры 15 и 14 и триггеры 25 н 26 результаты очередного контроля параметра.

Если же в результате сбоя или отказа устройства разность соседних значений параметра превышает I;„, то на выходе блока )9 имеется ноль.

Этот сигнал закрывает элемент И 36 и открывает элемент И 32. В результа-:.е этого импульс с выхода элемента

ИЛИ 4 1 проходит на счетный вход счетчика 13, a:т.акже в блок .1 1 индикации, сигнализируя о сбое устройства. Искаженные в результате сбоя значения параметра и управляющих сигн =ав не записаны в регистры 14 и 15 и триггеры 25 и 26.

Если в следующем цикле измерения разность, вычисленная сумма" îðîì 16 не превышает предельной (Б ), то с:чередной импульс запишет измере;нОР значение. параметра в регистры 14 и

15„ управляющие сигналы — в триггеры 25 и 26 и сбросит в ноль с-.вЂ,етчик

13.

Если же в устройстве произошел отказÄ òî подряд в течепие нескольких циклов контрол": в системе будет

1233112

55 зафиксирован сбой. В результате этого счетчик 13 последовательно переходит в следующие состояния и если это число достигает некоторого, наперед заданного, счетчик 13 выдает единичный сигнал на выходе 57, сигнализируя об отказе устройства. Этот сигнал поступает в блок 11 индикации, закрывает элементы И 31 и 32 и сбрасывает в ноль триггер 20 пуска, прекратив тем, самым дальнейшую работу устройства.

Устройство может быть отключено также по команде оператора с пульта

1U управления нажатием кнопки

"Стоп" 77.2 (фиг, 3).

Формула изобретения

Измерительное устройство с самоконтролем, содержащее пульт управления, генератор опорной частоты, первый делитель частоты, первый блок сравнения, блок индикации, генератор контролируемой частоты, подключенный выходом к первым входам первого и второго элементов И, распределитель импульсов, соединенный первым выходом с установочным входом счетчика контроля, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения достоверности контроля, в него введены второй делитель частоты, счетчик сбоев, сумматор, регистр контроля, регистр знака, первый и второй триггеры режима, первый и второй триггеры знака, первый и второй триггеры управляющих воздействий, второй блок сравнения, преобразователь двоичного кода в десятичный, с третьего по восьмой элементы И, четыре элемента

ИЛИ, элемент суммирования по модулю два, два одновибратора, триггер пуска, соединенный выходом с управляющими входами генераторов контролируемой и опорной частот, а управляющим и сбрасывающим входами — соответственно с выходом Пуск пульта управления и выходом первого элемента

ИЛИ, связанного первым входом с выходом "Останов" пульта управления, вторым входом — с первыми входами третьего и четвертого элементов И, с первым входом блока индикации и выходом счетчика сбоев, подключенного установочным входом к выходу третьего элемента И, счетным входом = к второму, входу блока индикации и выходу четвертого элемента И, соединенного вторым входом с выходом четвертого элемента ИЛИ и первым входом восьмого элемента И, третьим входом — с выходом второго блока сравнения и вторым входом восьмого эле— мента И,связанноговыходом с вторым входом третьего элемента И, с тактовыми входом регистра контроля и регистра знака и с тактовыми входами первого и второго триггеров управления, подключенных выходами соответственно к первому и второму управляющим входам устройства, информационными входами — соответственно к первому и второму выходам первого блока сравнения, соединенного первым информационным входом с первым информационным выходом пульта управления, младшими разрядами второго информационного входа-с выходом счетчика контроля, с первым информационным входом сумматора, с информационным входом регистра контроля, первым старшим разрядом второго информационного входа — с прямым выходом первого триггера знака, с первым входом элемента суммирования по модулю два и первым информационным входом регистра знака, а вторым старшим разрядом второго информационного входа — с прямым выходом второго триггера знака и вторым информационным входом регистра знака, подключенного первым выходом к третьему входу блока индикации, вторым выходом — к четвертому входу блока индикации и второму входу элемента суммирования по модулю два, связанно о выходом с управляющим входом сумматора, соединенного вторым информационным входом с выходом регистра контроля и входом преобразователя двоичного кода в десятичньп, а выходом — с первым информационным

l входом второго блока сравнения, связанного вторым информационным входом с вторым информационным выходом пульта управления, а управляющим входом— с третьим выходом распределителя импульсов, подключенного вторым выходом к первым входам пятого и седьмого элементов И и первому входу второго элемента ИЛИ, входом — к выходу второго делителя частоты, соединенного первым информационным входом с выходом генератора опорной частоты нторьем иеефармациоееньем нходам — с четвертым выходом пульта управления. связанного третьим выходом с первым информационным вхсцом второго делителя частоты, подключенного вторь:м информационным входом к выходу первого элемента И, выходом — к вторым вхо-. дам второго элемеее 3 а ИЛИ и ееятаго элемента И., к первому входу шестого элемента И и входу сброса первого триггера режима, соединенного уста-новочным входом с первым выходом рас пределителя импульсов и первым входом третьего элемента И 1И. связаннога выходам с входами сброса первого и нторого триггеров знака, а вторым вхоцом — с первым входом четнертого элемента ИЛИ, с выходом первого адновибратора и входам сброся второго триггера режима, подклеоченного прямьи выходам к второму входу нтарага элемееЕТВ И „такт онь3м входам ходу второго элемента ИЛИ, инверсным выходом — к собственному инфармационееаму входу и входу второго аднонибратора, соединенного выходом с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, b»Ixo3I шестого элемента И соединен с устаное3оень3м входом первого триггера з-елка„связанного инверсе3ым выходам =. вторым входом седьмого элемента И, подклю еннога выходом к устанава"-енаму входу второго триггера знака, подключенного инверсньем выходом к второму входу шестого элемента

И„ выход преобразователя двоичного када в десяти ееьей связан с пятым

Рходам блока индикации, выход второго элемента И соединен са счетным

pQ входом счc ÷ чика кОнтроля > а выход пя того элемента И подключен к входу первого однонибратора„

1233112

4//z 3

Ф//г б

Составитель Н.Горбунова

Техред В.Кадар Корректор А. Тяско

Редактор Н.Бобкова

Заказ 2769/49

Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4