Устройство для контроля параметров электрических сигналов

 

Изобретение может быть использовано для построения многоканальных систем контроля и измерения параметров различных объектов с помощью датчиков электрических и неэлектрических величин, например вибропараметров, параметров электромагнитного поля энергоагрегатов, машин и механизмов. Целью изобретения является повышение достоверности контроля . Для достижения этой цели в т / М

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 R 19/165

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР . ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ /" — (21) 3660878/24-21 (22) 10.11.83 (46) 15.08.86. Бюп. 1 - 30 .(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электроизмерительных приборов (72) Г.В. Абрамзон, А.С. Соколовский и Н.И. Яковлев (53) 621.317.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 638846, кл. G 01 R 21/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Р 607190, кл. G 05 В 23/02, 1975.

„.SLI „„Е25пп7 А 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение может быть использовано для построения многоканальных систем контроля и измерения параметров различных объектов с помощью датчиков электрических и неэлектрических величин, например вибропараметров, параметров электромагнитного поля энергоагрегатов, машин и механизмов. Целью изобретения является повышение достоверности контроля. Для достижения этой цели в

125097!

1О

30

40 устройство введены второй коммутатор 6, n- I компараторов 4, кодоуп— равляемый делитель 13 напряжения, генератор 14 образцового напряжения и регистратор 8 неисправного канала.

Устройство также содержит первичные измерительные преобразователи 1, первый коммутатор 2,.функциональные

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для построения мно гоканальных систем контроля и измере ния параметров различных объектов с помощью первичных преобразователей (датчиков) электрических и неэлектрических величин, например вибропараметров, параметров электромагнитного поля энергоагрегатов, машин и механизмов.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля.

На фиг. 1 изображена схема предложенного устройства; на фиг. 2 схема регистратора неисправного канала; на фиг. 3 — схема блока управления; на фиг. 4 — временные диаграммы работы устройства.

Первичные измерительные преобразователи 1 подключены через первый коммутатор 2 и функциональные преобразователи 3 к компараторам 4. Вторые входы компараторов 4 соединены одновременно с выходами блока 5 задания уставок и входами второго коммутатора 6. Выходы компараторов 4 подключены к регистру 7 памяти результатов контроля и к сигнальным входам регистратора 8 неисправного канала. Выходы регистра 7 памяти результатов контроля соединены с входа ми блока 9 световой индикации и блока 10 звуковой сигнализации. Вход аналого-цифрового преобразователя

1 АЦП) 11 подключен к выходу второго коммутатора 6, а выход — к входу индикатора 12 уставок и к управляющему входу кодоуправляемого делителя !3 напряжения, сигнальный вход которого соединен с выходом генератора 14 образцового напряжения. Выход кодоуппреобразователи 3, блок 5 задания уставок, регистр 7 памяти, блок 9 световой индикации, блок 10 звуковой сигнализации, АЦП !1, индикатор 12 уставок, блок 15 управления. Функциональная схема регистратора 8 неисправного канала приводится в описании, изобретения. 2 з.п.ф-лы, 4 ил. авляемого делителя 13 напряжения подключен к калибровочной шине первого коммутатора 2. Управляющие входы первого и второго коммутаторов 2 и 6 и регистратора 8 неисправного канала подключены к первому выходу блока 15 управления. Второй и третий выходы блока 15 управления подключены соответственно к входам записи и считывания регистратора 8 неисправного канала (фиг. 1).

Регистратор 8 неисправного канала содержит последовательно включенные первый мультиплексер !6, сигнальные входы которого соединены с сигнальными входами регистратора 8, а управляющий вход — с управляющим входом регистратора 8, регистр 17 памяти результатов калибровки, ждущий мультивибратор 18, элемент И 19. Выход ждущего мультивибратора 18 подключен одновременно к управляющему входу второго индикатора 20. Вход записи регистратора 8 подключен к второму входу элемента И 19 и через формирователь записи 21 — к входу записи регистра 17. Вход считывания регистратора 8 подключен к третьему входу элемента И 19, выход которого одновременно соединен через формирователь 22 считывания с входом считы— вания регистра 17 и с входом первого счетчика 23. Выход счетчика 23 соединен с сигнальными входами второго индикатора 20 и второго мультиплексора 24 (фиг. 2). Управляющий вход и вход записи второго мультиплексора 24 соединены соответственно с . управляющим входом и входом записи регистратора 8, а выход — с адресным входом регистра 17 памяти результатов калибровки. Блок 15 управления

50971

t0

20

25 роля, к функциональному преобразователю 3 j.-ro канала. При подаче такого сигнаца в исправном канале обязан сработать компаратор 4„ зафиксировав превьппение. Регистратор 8 неисправно30 го канала, подключенный к выходам компараторов 4 и управляемый блоком 15 управления, осуществляет идентификацию неисправного канала, в котором сработал компаратор 4 при подаче калибровочного сигнала. Это происходит

35 следующим образом.

3 12 содержит последовательно включенные задающий генератор 25, делитель 26 частоты, втарой счетчик 27 импульсов, выходы котовых соединены соответственно с третьим, вторым и первым выходами блока 15 управления (фиг. 3)

Устройство работает следующим образом.

Контролируемые сигналы от обьекта контроля возбуждают первичные измерительные преобразователи l и чеpea первый коммутатор 2 и функциональные преобразователи 3 поступают на компараторы 4, где сравниваются с уставкамн, эквивалентными заданным уровням контролируемого параметра, н формируемыми блоком 5 задания уставок. При превышении сигнала над уровнем уставки компаратор 4 сраба° тывает, результат срабатывания за9исывается в регистр 7 памяти результатов контроля и вцводнтся на 6пок 9 световой индикацю2 числа превышений.

В случае, если в канале произошло несколько (определяется подьзователем) превышений уровня контролируемого сигнала над уставкой, то срабатывает блок 10 звуковой сигнализации.

Второй коммутатор б уставок подключает поочередно выходы блока 5 задания уставок к АЦП 11 с последующим первым индикатором 12 уставок.

Причем в предлагаемом устройстве . возможен циклический контроль уровней уставок, что обеадачивается наличием в блока 15 управления второго счетчика 27 номера канала (фиг.З), который управляет коммутатором б.

Для увеличения достоверности контроля в устройстве предусмотрена возможность автоматического осуществления калибровки измерительных каналов. Причем калибровка производится в рабочей точке номинальным уровнем сигнала, что позволяет гарантировать достоверность операции калибровки во всем динамическом диапазоне уровней уставок независимо от нелинейности измерительного тракта, влияния шумов, нечувствительности и других факторов, оказывакпцих влияние на коэффициент передачи тракта, а следовательно, и на зону фиксации превьппения контролируемого параметра над уставкой, Проверка исправности тракта контроля по каждому каналу в любой точке рабочего диапазона уставок и контролируемых параметров происходит следующим образом.

Блок 15 управления последовательно формирует коды каналов. Допустим, сформирован код i-го канала. Тогда напряжение уставки i-го канала через второй коммутатор 6 подключается к

АЦП 11, который формирует цифровой эквивалент уставки. Генератор 14 образцового напряжения служит для формирования сигнала, адекватного по форме сигналам с первичных преобразователей !. Кодоуправляемый делитель 13 напряжения преобразует сигнал с генератора 14 в величину, тождественную величине уставки i-го канала. Сигнал с делителя 13 поступает на калибровочную шину коммутатора 2, управляемого блоком 15. Коммутатор 2, таким образом, лодключает калибровочньй сигнал, адекватный по форме контролируемому параметру и тождественный по величине уставке З.-го канала контВыходы компараторов 4 через первый мультиплексер 16 (фиг. 2), управляемый вторым счетчиком 27 (фиг. 3), подключены к информационному входу регистра 17 памяти результатов калибровки. Структура памяти регистра 17 должна быть nxl бит, где п - число измерительных каналов. Генератор 25 формирует тактовые импульсы Ц, (фиг. 4о), служащие для формирования сигналов записи и считывания и управляющего сигнала прн циклическом опросе каналов. Сигнал U (фиг. 4Г)

2 на выходе делителя 26 частоты служит для формирования импульсов записи 0 в память регистра 17 (фиг. 4о) через формирователь 21 записи. Одновременно сигнал U является управляющим для второго мультиплексера 24 и обеспечивает разделение во времени. процессов записи и считывания в память регистра 17.

12S097) 5

35

Таким образом, если U высокого уровня, импульсы 11, через элемент

И 19 проходят на формирователь 22 считывания и первый счетчик 23 (импульсы U<, фиг. 4 ), на выходах которого формируется код, который через второй мультиплексор 24 поступает на адресную шину регистра 17 памяти результатов калибровки. Если U низкого уровня, то регистр 17 работает в режиме записи и на его адресную шину через второй мультиплексер 24-поступает код номера канала от второго счетчика 27.

В случае исправного канала в ячейку, адресуемую номером канала, будет записан высокий логический уровень, в противном случае — низкий.

После совершения полного цикла калибровки в регистр 17 памяти результатов калибровки будет записана полная информация об исправности всех каналов.

Считынание происходит в то время, когда U имеет нысокий логический уровень, причем для обеспечения опроса всех каналов частота считывания должна быть в 2п раз больше тактовой частоты импульсов U отсюда требование к коэффициенту деления делителя 26 частоты, т.е. коэффициент деления должен быть равен 2п, где n — - число каналов в устройстве .

Если имеет место неисправность (не срабатывание компаратора 4 на калибровочный сигнал), то из ячейки регистра 17, определяемой номером канала, в котором это имеет место, считывается низкий логический уровень (импульсы Б, фиг. 4 ). При этом импульс U5- запускает мультивибратор 18 (импульсы Ug, фиг.48), низкий уровень на выходе которого связью с входом элемента И 19 останавливает процессы считывания и счета н данном такте, а связью с вторым индикатором 20 дает разрешение на индикацию неисправного канала, код которого сформирован на выходе первого счетчика 23. Длительность сигнала низкого уровня на выходе мультивибратора !8 не должна выходить за пределы текущего такта калибровки, Если имеются несколько неисправных каналов, то их идентификация осуществляется в последующих тактах работы устройства.

Таким образом, воэможность автоматического осуществления кялибровки измерительных каналов в рабочей точке номинальным уровнем сигнала позволяет гарантировать достоверность информации о исправности измерительного канала, следовательно исключает неправильный результат контроля параметра по данному каналу и тем самым повышает достоверность . контроля во всем динамическом диапазоне уровней уставки независимо от нелинейности измерительного тракта, влияния шумов, нечувствительности и других факторов.

Время подключения канала на калибровку может быть сведено до допустимого минимума, поскольку нет необходимости повторять калибровку через короткие промежутки времени, за которые изменение характеристики канала маловероятно. Поэтому в устройстве, находящемся в любой момент времени в откалиброванном состоянии в рабочих точках диапазона, поддерживается высокая достоверность контроля непрерывно, так как каналы калибруются не одновременно, а поочередно и отключаются при этом на относительно малые промежутки времени, с большим интервалом времени между ними.

Формула из обре т ения

1. Устройство для контроля параметров электрических сигналов, содержащее и первичных измерительных преобразователей, и функциональных преобразователей, первый коммутатор, компаратор, регистр памяти результатов контроля, блок задания уставок, аналого-цифровой преобразователь, блок световой индикации, блок звуковой сигнализации, первый индикатор, блок управления, первый из выходов которого соединен с управляющим входом первого коммутатора, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью понышения достоверности контроля, в него введены второй коммутатор, и-1 компараторов, кодоуправляемый делитель напряжения, генератор образцового напряжения и регистратор неисправного канала, причем выходы первичных измерительных преобразователей и кодоуправляемого делителя напряжения через первый коммутатор соединены с входами функциональных преобразова1250971 телей, одни входы компараторов подключены к выходам функциональных преобразователей, другие входы — к выходам блока задания уставок, а выходы — к входам регистра памяти результатов контроля, входы блоков световой индикации и звуковой сигнализации соединены с выходами регистра памяти результатов контроля, сигналь- ip ные входы регистратора неисправного канала подключены к выходам компара— торов, а управляющий вход, входы записи и считывания — соответственно к первому, второму и третьему выходам блока управления, сигнальные входы второго коммутатора соединены с выходами блока задания уставок, а управляющий вход — с первым входом блока управления, вход аналого-цифрово- 20 го преобразователя подключен к выходу второго коммутатора, а выход — к входу первого индикатора и управляющему входу кодоуправляемого делителя на— пряжения, сигнальный вход которого 25 соединен с выходом генератора образцового напряжения, а выход — с калибровочной шиной первого коммутатора.

2. Устройство по п. 1, о т л и — ЗО ч а ю щ е е с я тем, что регистратор неисправного канала содержит последовательно включенные первый мультиплексор, сигнальные входы которого соединены с сигнальными входа- З ми, а управляющий вход — с управляющим входом регистратора, регистр памяти результатов калибровки, ждущий мультивибратор, элемент И, второй и третий входы которого подключены соответствено к входам записи и считывания регистратора, и первый счетчик импульсов, второй индикатор, сигнальный вход которого соединен с выходом первого счетчика импульсов, а управляющий вход — с выходом ждущего мультивибратора, второй мульти— плексор, сигнальный вход которого подключен к выходу счетчика импульсов, управляющий вход и вход записи — соответственно к управляющему входу и входу записи регистратора, а выход — к адресному входу регистра памяти результатов калибровки, формирователь сигналов записи, вход которого соединен с входом записи регистратора, а выход — с входом записи регистра памяти результатов калибровки, формирователь сигналов считывания, вход которого подключен к выходу элемента И, а выход — к входу считывания регистра памяти результатов калибровки.

3, Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит последовательно включенные задающий генератор, делитель частоты, второй счетчик импульсов, выходы которых соединены соответственно с третьим, вторым и первым входами данного блока.

1250971

Ar nd считыРа сия

УыхоР

Зо иси

g И

Составитель Л. Морозов

Редактор И. Келемеш Техред М.Ходанич Корректор И. Эрдейи

Заказ 4404/40 Тираж 728 Подписное

В11ИИПИ 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