Устройство контроля превышения уставок

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повьшение трчности контроля в широком динамическом диапазоне контролируемых сигналов. Устройство содержит первичный преобразователь 1, усилители 2 и 10, блоки 3 и 11 резисторов , содержащие резисторы 15-18 и 23-26 соответственно, функциональный преобразователь 4,. компаратор 5, блок 12 задания уставок, источник 13 опорного напряжения, блок 14 индика (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gp 4 G 01 R 19/165

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕ,ПЬСТВУ (21) 3839299/24-21 (22) 07.01.85 (46) 07.07.86. Бюл. № 25 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электроизмерительных приборов (72) Г.В. Абрамзон, В.Г. Коковихин, А.Т. Смолин и Н.И. Яковлев (53) 621 ° 317.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 924594, кл. G 01 R 19/165, 1978.

Патент Великобритании № 1558270, кл. G 01 К 19/00, 1979.

„„SU„„1242841 A 1 (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ. ПРЕВЫШЕНИЯ

УСТАВОК (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности контроля в широком динамическом диапазоне контролируемых сигналов. Устройство содержит первичный преобразователь 1, усилители 2 и 10, блоки 3 и 11 резисторов, содержащие резисторы 15-18 и

23-26 соответственно, функциональный преобразователь 4, компаратор 5, блок 12 задания уставок, источник 13 опорного напряжения, блок 14 индика1242841 ции, ключи 19-21. Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены второй и третий компараторы 6 и 7, дешифратор 8 масштабов и коммутатор 9 масштабов. При этом усилитель 2, блок 3 и ключи 19 и 20 образуют масштабный усилитель.

Устройство обеспечивает автоматичесИзобретение относится к электроизмерительной технике.

Цель изобретения — повышение точности контроля в широком динамическом диапазоне контролируемых сигналов.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит первичный .преобразователь 1, первый усилитель IO

2, первый блок 3 резисторов, функциональный преобразователь 4, вход которого подключен к выходу усилителя

2, а выход — к первому входу первого компаратора 5, второу и третий компа- 15 раторы 6 и 7, выходы которых соединены с первым и вторым входами дешифратора 8 масштабов, коммутатор 9 масштабов, второй усилитель 10, выход ко.— торого подключен к второму входу ком- 20 паратора 5, второй блок 11 резисторов блок 12 задания уставок, выход которого подключен к первым входам компараторов 6 и 7, источник 13 опорного напряжения, первый и второй выходы 25 которого подключены к вторым входам компараторов 6 и 7 соответственно и блок 14 индикации, вход которого соединен с выходом компаратора 5, причем блок 3 резисторов состоит из первого З0

15, второго 16, третьего 1?, и четвертого 18 резисторов, коммутатор 9 масштабов состоит из первого 19, второго 20 третьего 21 и четвертого 22 ключей, блок 11 резисторов состоит из пятого 23, шестого 24, седьмого

25 и восьмого 26 резисторов, выход преобразователя 1 соединен с входом усилителя 2 через резистор 15, резистор 16 включен между входом и выходом усилителя 2, параллельно резистору

I кое адаптирование масштаба масштабного усилителя к контролируемому сигналу. Повышение точности устройства обеспечивается тем, что функциональный преобразователь 4 работает всегда в своем рабочем диапазоне входных напряжений независимо от уровня; контролируемого сигнала. 1 ил.

16 включены последовательно соединенные резистор 17 и ключ 19, а также последовательно соединенные резистор

18 и ключ 20, выход блока 12 соединен с входом усилителя 10 через резистор

23, резистор 24 включен между входом и выходом усилителя 10, параллельно резистору 24 включены последовательно соединенные резистор 25 и ключ 21, а также последовательно соединенные резистор 26 и ключ 22, управляющие входы ключей 19 и 21 соединены с перBblM выходом деип фратора 8, управляющие входы ключей 20 и 22 соединены с вторым выходом дешифратора 8.

Устройство работает следующим образом.

Контролируемый сигнал от первично-. го пресбразователя 1 проходчт через масштабный усилитель, образованный усилителем 2, блоком 3 и ключами 19 и 20, на вход функционального преобразователя 4, а с его выхода — на вход компаратора 5 для сравнения с уровнем уставки U При превышении сигналом U уровня уставки Цк компаратор 5 срабатывает, а блок 14 индикации фиксирует это превышение.

Динамический диапазон сигналов (Вф) 9 в котором функциональный преоб разователь 4 обеспечивает требуемую точность преобразования, как правило., значительно меньше, чем диапазон изменения контролируемых: сигналов.

Обычно значение D не превышает 5-10, тогда как уровень контролируемого сигнала (и, значит., уставок) Может меняться в 1000 и более раз. Это обстоятельство требует использования масштабного усилителя с изменяющимся коэффициентом усиления, чтобы вне за12428 висимости от уровня контролируемого сигнала приводить его к рабочему диапазону на входе функционального преобразователя.

Устройство осуществляет автоматическое адаптирование масштаба К масштабного усилителя к контролируемому сигналу U, т.е. для любого значения напряжения Uö преобразователя 1 вх выполняется равенство !О

U "K =U

BII где U — опорное напряжения на входе

К компаратора 5 (здесь масштабный коэффициент функционального преобразователя 4 принят равным 1).

Рассмотрим работу устройства для случая, когда преобразователь 4 работает в диапазоне входных напряжений от Uq) мин до Uq), макс причем Бар MaKc/

/U<»„= 0 = 10, а диапазон значений U,, а значит, и диапазон значеКроме того, для удобства рассмотрения примем, что для всех значении Ue„

2« справедливо условие П „ П,, которое чаще всего и практически выполняется.

Еели пороговое значение контроли руемого сигнала лежит в области малыхЗО значений, то и для уставки на выходе блока 12 справедливо неравенство.

IlcT. мин сг о

I где U 10UI! напряжение 3« срабатывания компаратора 6.

При этом на выходах компараторов

6 и 7 устанавливается сигнал "0", все ключи компаратора .9 находятся в разомкнутом состоянии,. что соответ-4О ствует максимальному усилению масштабных усилителей на основе усилителей 2 и 10

Бк. макс ! мака

0 где U „ „ — максимальное значение опорного напряжения U на входе компаратора 5.

Поскольку в .данном случае Пкм / «О

/U принято равным 1000, то К =

= U» макс/Uo = 100. В этом поддиапа". зоне контролируемый сигнал самого ! низкого уровня, будучи усилен в К вЂ” 100 раэ, достигает по уровню значе-«« ний напряжений, соответствующих диапазону рабочих сигналов функционального преобразователя 4. Результат

41 4 срабатывания компаратора 5 фиксируется блоком 14 индикации.

Если значение контролируемого сиг-! нала больше н = 10UI, то для уставки выполняется йераненство

I II

Uo П сг Uo где Uа» = 10U, = 100U3„,,. В этом случае срабатывает компаратор 6 и на его выходе устанавливается сигнал

"1". На выходе дешифратора 8 устанавливается комбинация сигналов, при которой. замыкаются ключи 20 и 22 ком,.мутатора 9 масштабов, чем устанавливаются коэффициенты усиления масштаб-! ных усилителей, равные К = К„а,„! 10=

10 (второй поддиапазон). АналогичI но первому подциапазону (К ) контролируемый сигнал во втором поддиапазоне усиливается до значений, соответ- . ствующих рабочему диапазону функционального преобразователя 4.

Если пороговое значение контролиИ руемого сигнала больше чем U, то для уставок выполняется неравенство х

U 1.! с»сг сг. макс

В этом случае срабатывают оба компаратора 6 и 7, на выходе дешифратора

8 устанавливается комбинация сигналов, замыкающая обе пары ключей коммутатора 9. Этим устанавливается ми-. нимальное значение коэффициента условия масштабных усилителей, равное

rII

K = К„„„,/!00 = i (третий поддиапазон). Пороговые значения напряжений (I

U U формируются источником

13 опорных напряжений.

Таким образом, при изменении пороговых уровней контролируемых сигналов (равно как и значений уставок) в 1000 раз при динамическом диапазоне функционального преобразователя, рав1 ном 10, масштабные коэффициенты усилителей сигнала и уставки принимают (в зависимости от поддиапазона) три различньгх значения (K = 100; К =10;

К = 1). Благодаря этому функциональный преобразователь 4 работает всегда в своем рабочем диапазоне входных напряжений вне зависимости от уровня контролируемого сигнала, а компарируемые напряжения на входе компаратора 5 изменяются только в пределах диапазона D что обеспечивает повьппение точности устройства при контроле сигналов широкого динамического диапазона.

1242841

Формула изобретения

Составитель С. Рыбин

Техред О.Сопко Корректор В. Бутяга

Редактор А. Козориз

Заказ 3698/42

Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Устройство контроля превышения уставок, содержащее первичный преобразователь, первый и второй усилите- 5 ли, первый и второй блоки резисторов, функциональный преобразователь, выход которого подключен к первому входу первого компаратора, блок индикации, подключенный к выходу первого компаратора, блок задания уставок и источник опорного напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, в него введены второй и третий компара- 1 торы, дешифратор масштабов и коммутатор масштабов, причем первый блок резисторов состоит из первого, второго, третьего и четвертого резисторов, второй блок резисторов — из пя,того, шестого, седьмого и восьмого резисторов, коммутатор масштабов из первого, второго, третьего и четвертого ключей, выход первичного преоб- разователя соединен с входом первого 25 усилителя через первый резистор, второй резистор включен между входом и выходом первого усилителя, параллельно второму резистору включены после-, довательно соединенные третий резистор и первый ключ, а также последовательно соединенные четвертый резистор и второй ключ, выход первого усилителя подключен к входу функционального преобразователя, выход блока задания уставок соединЕн с входом второго усилителя через пятый резистор, шестой резистор включен между входом и выходом второго усилителя, параллельно шестому резистору включены последовательно соединенные седьмой резистор и третий ключ, а также последовательно соединенные восьмой резистор и четвертый ключ, выход второго усилителя соединен с вторым входом первого компаратора, первые входы второго и третьего компараторов подключены к выхсду блока задания уставок, вто-. рые входы — к первому и второму выходам источника опорного напряжения соответс.твенно, а выходы — -к первому и второму входам дешифратора масштабов, первый выход которого соединен с управляющими входами первого и третьего ключей, второй выход которого соединен с управляющими входами второго и четвертого ключей.