Счетчик импульсов с неразрушающейся информацией

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных системах дискретной автоматики. Цель изобретения - снижение потребляемой мощности путем организации подачи напряжения поочередно на единственный электромагнитный элемент коммутации без самовозврата, наI i,

C0IO3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (504 Н 03 К 23 74

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

B. У

Ю. 8

К7

Ю.б

b . 5

b . 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3898608/24-21 (22) 22.05.85 (46) 07.12.86. Вюл. и 45 (72) В.А.Вражнов (53) 621 ° 374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11- - 832729, кл. Н 03 К 23/25, 28.11.75.

Авторское свидетельство СССР

В 1051733, кл. Н 03 К 23/10, 13.06.79.

5 (54) СЧЕТЧИК И11ПУЛЬСОВ С НЕРАЗРУШАЮЩЕЙСЯ ИНФОРМАЦИЕЙ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных системах дискретной автоматики. Цель изобретения — снижение потребляемой мощности путем организации подачи напряжения поочередно на единственный электромагнитный элемент коммутации без самовозврата, на1275763 чиная от младшего разряда к старшему печивает достижение поставленной счетной декады. Введение новых связей цели. Устройство содержит элекв известное устройство, а также вклю- тромагнитные элементы 11, 12, 13, чение параллепьно обмоткам электромаг,14, 15, диоды 18, 19, формированитных элементов коммутации беэ само- тель 10, тиристор 9. 1 табл., возврата шунтирующего элемента обес- 5 s.ï. ф-лы, 2 ил, Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных системах дискретной автоматики.

Цель изобретения — снижение потребляемой мощности путем организации подачи напряжения поочередно на единственный электромагнитный элемент коммутации без самовозврата, начиная от младшего разряда к старшему„

На фиг.1 представлена функциональная схема счетчика импульсов с нераз)ушающейся информацией; на фиг„2 принципиальная электрическая схема счетного разряда по модулю 2п=-10, т.е. пересчетной декады.

Счетчик импульсов с неразрушающейся информацией содержит шину 1 сложения, счетные разряды 2.1., 2,2, ...,2m по модулю 2п (где п = 2,3, 4...), вход 3 прямого счета, выход

4 прямого счета, вход 5 разрешения счета. Кроме того, счетный разряд по модулю 2п содержит положительную 6 и отрицательную 7 шины питания, информационные выходы 8.1-8,10, тиристор 9, входящий в состав формирователя 10 короткого импульса, с первого пО пятый электромагнитные элементы

11-15 коммутации без самовозврата с первыми 11.1-15.1 и вторыми 11.215.2 переключающими контактными группамн соответственно, электромагнитные элементы 11-15 коммутации без самовозврата, имеющие рабочие 16 и отбойные 17 обмотки, группу 18 разделительных диодов. Счетчик импульсов (фиг.1) с нераз. рушающейся информацией содержит шину сложения, счетные разряды 2.1-2ш по модулю 2п (где n = 2,3,4....), каждый из которых снабжен входом 3 и выходом 4 счета и входом 5 разрешения счета, причем шина 1 сложения подключена к входу 3 счета первого счетного разряда 2,1 и к входам 5 разрешения счета всех 2.m счетных раз- рядов по модулю 2п, а выход 4 счета

5 каждого счетного разряда 2.1, 2.2, ...,2.(m-f), кроме последнего 2.m, подключен к входу 3 счета последующего счетного разряда.

В счетном разряде (фиг.2) по мо10 дулю 2n=10, содержащем вход 3 и выход 4 счета, вход 5 разрешения счета, положительную б и отрицательную

7 шины питания, информационные выходы 8.1-8.10, анод тиристора 9 подклю5 чен к входу 5 разрешения счета, вход формирователя 10 — к входу 3 счета, а выход — к управляющему электроду тиристора 9. Первый 11, второй 12, третий 13, четвертый 14 и пятый (n-й)

15 электромагнитные элементы коммутации без самовозврата снабжены двумя соответствующими переключающими контактными группами 11.1 и 11.2, 12. 1 и 12 .2, 13. 1 и 13.2, 14. 1 и

14.2, 15.1 и 15.2, соответственно, а также рабочей 16 и отбойной 17 обмотками, в цепИ каждой из которых в прямом направлении относительно рабочего тока включен один иэ 2n=10

З0 диодов, входящих в группу 18 диодов.

Переключающий контакт первой контактной группы 11.1 первого электромагнитного элемента 11 подключен к отрицательной шине 7 питания, переклю35 чающие контакты первой и второй контактных групп 12. 1 и 12.2 ° f3. 1 и

13.2, 14.1 и 14.2, 15.1 и 15.2 остальных электромагнитных элементов

12-15 коммутации без самовозврата 0 подключены соответственнс к размыкающим и замыкающим контактам первых контактных групп 11.1-14.1 предыдущих электромагнитных элементов 11-14.

Замыкающие контакты вторых контакт1275763 ных групп 12. 2-15. 2 всех электромагнитных элементов 12-15 коммутации без самовозврата, кроме первого 11, подключены к концам отбойных обмоток

17 своих электромагнитных элементов коммутации без самовозврата и к соответствующим информационным выходам

8.9, 8.7, 8.5 и 8.3.

Размыкающий контакт второй контактной группы 12.2 второго электро в 10 магнитного элемента 12 коммутации без самовозврата подключен к концу отбойной обмотки 17. первого электромагнитного элемента 11 коммутации без самовозврата к соответствующему информационному выходу 8.10. Размыкающие контакты вторых контактных групп

13.2-15.2 i-x (13, 14 и 1 5-ro) электромагнитных элементов коммутации без самовозврата (i = 3,4,...,n) под- 2п ключены к концам рабочих обмоток 16 (i-2)-х (соответственно 11, 12 и

13-ro) электромагнитных элементов коммутации без самовозврата и соответствующим информационным выходам 25

8.8, 8.6 и 8.4. Размыкающий и замыкающий контакты первой контактной группы 15.1 п-го (пятого) электромагнитного элемента 15 коммутации без самовозврата подключены к концам об- ЗО моток 16 n-ro (пятого 15) и (n-1)-го (четвертого 14) электромагнитных элементов коммутации без самовоэврата и соответствующим информационным выходам 8.1 и 8.2. Вторая контактная группа 11.2 первого электромагнитного элемента 11 переключающим и размыкающим контактами включены между положительной шиной 6 питания и выходом 4 прямого счета.

Группа из 2n=10 диодов предназначена для исключения попадания потенциала с отрицательной шины 7 питания на информационные выходы через обмотки 16 и 17 электромагнитных элементов 11-15.

Формирователь 10 импульса предназ-. начен для формирования короткого импульса положительной полярности по переднему фронту входного импульса положительной полярности. Длительность формируемого короткого импульса должна быть меньше времени переключения электромагнитного элемента. 5

В качестве формирователя может быть использован дифференцирующий по переднему фронту импульса элемент.

Тиристор 9 предназначен для управления переключением по рабочей 16 или отбойной 17 обмоткам того электромагнитного элемента коммутации без самовозврата, соответствующая обмотка которого включена в его силовую цепь в момент поступления на его управляющий электрод короткого импульса положительной полярности с выхода формирователя 10. Включение соответствующей обмотки в силовую цепь тиристора определяется состоянием контактных групп 11.1, 12.1 и

12.2, 13.1 и 13.2, 14.1 и 14.2, 15.1 и 15.2.

Вторая контактная группа 11.2 первого электромагнитного элемента 11, включенная переключающим и размыкающим контактами между положительной шиной 6 питания и выходом 4 счета, предназначена для формирования импульса переноса положительной полярности, передний фронт которого совпадает по времени с моментом прихода счетного разряда в исходное (нулевое) состояние, т ° е. состояние, в котором все электромагнитные элементы отключены (последнее срабатывание каждого электромагнитного элемента по отбойной обмотке).

Если в качестве электромагнитных элементов использованы ферриды, то шунтирование их обмоток не обязательно, так как длительность импульсов, необходимых для надежного переключения ферридов, может быть меньше времени трогания его подвижной части.

Если в качестве электромагнитных элементов использованы дистанционные переключатели, в которых подвеска якоря исключает возможность их зависания в среднем положении,,то целесообразно шунтировать обмотки таких дистанционных переключателей диодами, включенными встречно полярности питающего их напряжения. На чертеже шунтирующие диоды 19 изображены пунктиром. Вместо диодов для шунтирования обмоток таких дистанционных переключателей могут быть использованы конденсаторы, резисторы или бифилярно намотанные обмотки этих электромагнитных элементов.

Если в качестве электромагнитных элементов использованы дистанционные переключатели, в которых не исключена возможность зависания якоря в среднем положении из-за трения в

5 1275 осях, то параллельно обмоткам таких дистанционных переключателей целесообразно подключать конденсаторы.

Счетчик импульсов с неразрушающейся информацией работает следующим образом.

Счетные импульсы положительной полярности поступают с шины 1 сложения на входы 5 разрешения счета всех счетных разрядов 2.1-2.m и на вход 10

3 счета первого счетного разряда 2.1, обеспечивая управление включением и отбоем электромагнитных элементов счетных разрядов. Импульс переноса с выхода 4 любого предыдущего счетного разряда на вход 3 последующего счетного разряда формируется в те моменСостояние электромагнитного элемента (ЭЭ) 14

13.

"0"

8.1

8.2

"2"

8.3

"3"

8.4

"4"

8.5

8.6

"5"

0 и 6rr

11711

8.8

"8"

8.9

11 911

8. 10

В исходном состоянии с номером "0" все электромагнитные элементы находятся в отключенном состоянии. Потен.циал с отрицальной шины 7 питания поступает на информационный выход 8.1 и на конец цепи рабочей обмотки 16 пятого электромагнитного элемента

15, начало цепи которой соединено с катодом выключенного тиристора 9. По 55 переднему фронту импульса положительной Полярности, поступившего в исходном состоянии счетного разряда с

Информа- Состояние ционный счетного выход разряда

763 Ф ты времени, когда предыдущий счетный разряд переходит иэ состояния с номером "2п-1" в состояние с нсмером "0".

Счетный разряд по модулю 2п=10 (фиг,2) работает следующим образом.

Обозначим цифрой "0" отключенное состояние электромагнитного элемента (состояние, в которое электромагнит-.. ный элемент попадает после его переключения по отбойной обмотке), а цифрой " 1" — включенное состояние электромагнитного элемента (состояние, в которое электромагнитный элемент попадает после его переключения по нерабочей обмотке).

Работу счетного разряда можно описать таблицей переходов. входа 3, формирователь 10 выдает короткий импульс положительной полярности на управляющий электрод тиристора 9, который при наличии на входе

5 разрешения счета напряжения положительной полярности с шины 1 сложения включается.

Так как в исходном положении в силовую цепь тиристора включена только рабочая обмотка 16 пятого электромагнитного элемента 15, то через нее начинает протекать ток от входа 5

1275 разрешения счета через анод-катод тиристора 9, рабочую обмотку 16 и диод группы 18, включенный в цепь этой обмотки, размыкающие и переключающие контакты контактных групп 15.1, 14.1, 13.1, 12.1 и 11.1 на отрицательную шину 7 питания. В процессе переключения пятого электромагнитного элемента

15 его контактной группой 15.1 разрывается силовая цепь тиристора 9, в 1О результате чего последний закрывается.

После переключения пятого электромагнитного элемента 15 потенциал с . отрицательной шины 7 питания через 15 первые контактные группы 11.1-14.1 несработавших первого, второго, третьего и четвертого электромагнитных элементов 11-14, а также через первую контактную группу сработавшего 20 пятого электромагнитного элемента 15 поступает на информационный выход

8.2 и на конец рабочей обмотки 16 четвертого.электромагнитного элемента 14, начало которой соединено с 25 катодом выключенного тиристора 9.

При поступлении следующих импульсов с входов 3 счета и 5 разрешения счета электромагнитные элементы счетного разряда переключаются в соот- 30 ветствии с таблицей переходов. В соответствии с этой таблицей каждый раз при переходе счетного разряда из состояния с номером "9" в состояние с номером "О" переключается по ,отбойной обмотке первый электромагнитный элемент 11, после чего потенциал с положительной шины 6 питания через переключающий и размыкающий контакты его второй контактной груп- 40 пы 11.2 поступает на выход 4. В ре зультате формируется передний фронт импульса переноса на следующий старший разряд.

Если обмотки электромагнитных элементов зашунтированы диодами, то увеличивается продолжительность нахождения обмоток под током, так как после того, как тиристор 9 закрывается, по обмотке продолжает в том же направлении протекать ток за счет ЭДС самоиндукции, запасенной в обмотке в период ее находжения под током.

При шунтировании обмоток резисторами и бифилярно намотанными короткозамкнутыми обмотками продолжительность нахождения обмотки под током также увеличивается за счет использо763 8 вания энергии, запасенной в обмотке в период, когда она находилась под током. Кроме того, шунтирование обмотки диодами, резисторами или бифилярно намотанными обмотками обеспечивает одновременно искрогашение на контактах и защиту тиристоров от перенапряжений, возникающих на обмотках в моменты разрыва цепей протекания тока по ним.

При шунтировании обмоток электромагнитных элементов конденсаторами продолжительность нахождения этих обмоток под током увеличивается за счет энергии, запасенной конденсаторами в период нахождения обмоток под током, Таким образом, счетчик импульсов позволяет суммировать входные импульсы. При этом использование в качестве элементов памяти электомагнитных элементов коммутации без самовозврата (например, дистанционных переключателей или ферридов), переключающихся через свои размыкающиеся в процессе переключения контакты, сводит к минимуму потребляемую на переключение энергию, а используемый в предлагаемом устройстве последовательный принцип переключения электромагнитных элементов, когда в любой момент времени любого такта работы. счетчика во всех его счетных разрядах под током находится не более одной обмотки одного электромагнитного элемента, сводит к минимуму и потребляемую счетчиком мощность. В каждом счетном разряде счетчика число переключений электромагнитных элементов за цикл работы одинаково, чем обеспечивается равномерность выработки рабочего ресурсе и, как следствие, увеличение гарантийного ресурса работы счетнбго разряда.

С увеличением модуля счета число контактов электромагнитных элементов не возрастает и независимо от модуля счета для реализации счетного разряда используются надежные в эксплуатации малогабаритные двухобмоточные электромагнитные элеМенты коммутации без самовозврата с двумя переключающими контактными группами, например, дистанционные переключатели. Число дистанционных переключателей, необходимых для реализации счетного разряда, вдвое меньше модуля счета, Счетные разряды могут быть

1275763 1О реализованы с различными модулями счета, что требуется, например, в часах, календарях, при подсчете градусов, минут, секунд.

Формула изобретения

1. Счетчик импульсов с неразрушающейся информацией, содержащий вход" ную шину, которая подключена к: входу

10 счета первого счетного разряда, и

m счетных разрядов по модулю 2п (где п = 2,3,4,,), выход счета каждого из которых, кроме последнего, подключен к входу последующего счетного

15 разряда, счетный разряд по модулю

2п содержит положительную и отрицательную шины питания, 2п информационных выходов, и электромагнитных элементов коммутации без самовозвра20 та, в цепи рабочих и отбойных обмоток которых в прямом направлении относительно рабочего тока включены диоды, тиристор, катод которого подключен к соединенным вместе началам рабочих обмоток всех электромагнитных элементов коммутации без самовозврата, переключающий контакт первой контактной группы первого элек:тромаг— нитного элемента коммутации без само30 возврата подключен к отрицательной шине питания, переключающие контакты первой и второй контактных групп остальных электромагнитных элементов коммутации без самовозврата подключены соответственно к размыкающим и за-З5 мыкающим контактам первых контактных групп предыдущих электромагнитных элементов коммутации без самовозврата, замыкающие контакты вторых контактных групп всех электромагнитных элементов коммутации без самовозврата, кроме первого, подключены к концам отбойных обмоток своих электромагнитных элементов коммутации без самовозврата и к соответствующим информационным выходам, размыкающий контакт второй контактной группы второго электромагнитного элемента коммутации без самовозврата — к соответствующему информационному выходу, размыкающие контакты вторых кснтактных групп l.-электромагнитных элеметов коммутации без самовозврата (i = 3, 4,...,n) подключены к концам рабочих обмоток (i — 2)-х электромагнитных элементов коммутации без самовозврата и к соответствующим информационным выходам, размыкающий контакт первой контактной группы и-го электромагнитного элемента коммутации без самовозврата подключен к концу рабо чей обмотки п-ro электромагнитного элемента коммутации без самовозврата и к соответствующему информационному выходу, замыкающий контакт первой контактной группы п-ro электромагнитного элемента коммутации без самовоэврата подключен к соответствующему информационному выходу, о т л и ч аю шийся тем, что с целью снижения потребляемой мощности, входная шина подключена к введенным входам разрешения счета всех счетных разрядов, в каждый из которых введены формироватепь короткого:импульса и вторая контактная группа первого электромагнитного элемента коммутации без самовозврата, вход формирователя короткого импульса подключен к входу счета, а выход — к управляющему электроду тиристора, анод которого подключен к введенному входу разрешения счета, катод — к началам отбойных обмоток всех электромагнитных элементов коммутации без самовозврата, размыкающий контакт .второй контактной группы второго электромагнитного элемента коммутации беэ самовозврата поцключен к концу отбойной обмотки первого электромагнитного элемента коммутации без самовозврата, замыкающий контакт первой контактной группы n-ro электромагнитного элемента коммутации без самовозврата подключен к концу рабочей обмотки (n-1)-го электромагнитного элемента коммутации без самовозврата, переключающий и размыкающий контакты второй контактной группы первого электромагнитного элемента коммутации без самовозврата подключены между положительной шиной питания и выходом счета.

2. Счетчик по и 1, о т л и ч а юшийся тем, что параллельно обмоткам электромагнитных элементов коммутации без самовозврата включен шунтирующий элемент.

3. Счетчик по п.2, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве шунтирующего элемента использован диод,включенный встречно полярности питающего обмотку напряжения.

4. Счетчик по п.2, о т л .и ч а юшийся тем, что в качестве шун1275763

Составитель Г.Пешков

Редактор В.Петраш Техред Л.Олейник Корректор Т.Колб

Заказ 6581/57 Тираж 816 Подписное. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5. Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4 тирующего элемента использован резистор.

5. Счетчик по п.2, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве шунтирующего элемента использован конденсатор.

12

6. Счетчик по п.2, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве шунтирующего элемента использована би,филярно намотанная короткоэамкнутая

I обмотка электромагнитного элемента коммутации беэ самовозврата.