Двухпороговое устройство для контроля напряжения

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в устройствах автоматического контроля и регистрации. Цель изобретения - расширение области применения и повышение надежности - достигается за счет логического анализа результатов измерения и введения дополнительных функций контроля отсутствия сигнала и одновременного контроля по двум уровням напряжений. Для этого в двухпороговое устройство дополнительно введены второй пороговый элемент 3, генератор 11 импульсов и три формирователя 12,14 и 15 импульсов . Устройство также содержит нуль-орган 1, пороговый элемент 2, блок 4 управления, элементы И-ИЛИ 5, 6,7 и 10, триггеры 8 и 9, элемент (Л (pufZ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 R 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 3984431 /24-2 1 (22) 02.12.85 (46) 15.09.87. Вюл. 11 34 (72) Т.И. Демьянчук, И,И. Ковбанюк и А.Ю.Нижник (53) 621. 317. 3 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1095077, кл. С 01 R 19!00,06.07.81.

Коффрон Дж, Техн иче ские средств а микропроцессорных систем. И.: MHp

1983, с. 149, Авторское свидетельство СССР

Ф 1170359, кл, С 01 R 19/00,04,04,83. (54) ДВУХПОРОГОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

K0HTl" lH НАПРЯЖЕНИЯ (57) 1зобретение относится к контрольно †измерительн технике и может

ЯО,» 1337785 А1 быть использовано в устройствах автоматического контроля и регистрации.

Цель изобретения — расширение области применения и повышение надежности— достигается эа счет логического анализа результатов измерения и введения дополнительных функций контроля отсутствия сигнала и одновременного контроля по двум уровням напряжений, Для этого в двухпороговое устройство дополнительно введены второй пороговый элемент 3, генератор 11 импульсов и три формирователя 12,14 и 15 импульсов. Устройство также содержит нуль-орган 1, пороговый элемент 2, блок 4 управления, элементы И-ИЛИ 5, 6,7 и 10, триггеры 8 и 9, элемент

1337785

13 регулировки опорного напряжения, источник 16 опорного напряжения, содержащий источники 17 и 18 положительного и отрицательного напряжений, управляемые ключи 19 и 20, выходную шину 21, шины 22 и 23 управления, входную и выходную шины 24 и ?5 уст1

Изобретение от осится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в устройствах я«томатического контроля и регистрации °

Целью изобретения является расширение области применения и повышение надежности эа счет логического янализа результатов измерения и введения дополнительных функций контроля от.10 сутствия сигнала и одновременного контроля по двум уровням напряжений.

На фиг,1 изображена функциональная схема устройства; на фиг ° 2 — функциональная схема источника опорного

16 напряжения; на фиг, 3 и 4 — эпюры напряжений в характерных точках схема при контроле гармонических колебаний и импульсов.

Лвухпороговое устройство для конт20 роля напряжений сод ржит нуль — орган

1, пороговые элементы 2 и 3, блок 4 управления, элементы И-ИЛИ 5-7, триггеры 8 и 9, элемент 11-ИЛИ 10, гpíåðàтор 11 импульсо«,, формирователь 12 импульсо«, элемент 13 регулировки опорного напряжения, формирователи

14 и 15 импульсов, источник 16 опорного напряжения, включающий в себя источники 17 и 18 положительного и

30 отрицательного напряжения и управляемые ключи 19 и 20, выходную шину 21 и шины 22 и 23 управления, а также входную 24 и выходную 25 шины устройства, Вход нуль-органа 1 и первые входы пороговых элементов 2 и 3 подключены к входной шине 24.устройства, причем нуль-орган 1 и пороговые элементы 2 и 3 охвачены Hp. показанной ня фиг,1

40 положительной обратной связью для образования петли гистеppэися. Первый выход блс кя 4 y»p;I«J!e«»II соединен с ройства, Блок 4 управления формирует ня своих выходах логические управляющие сигналы, программирующие режим ряботь1 устройства согласно таблицам, приведенным в описании изобретения.

1 з.п. ф-лы, 2 табл, вторыми входами первых групп входов э. темеHTo« И-ИЛИ 5-7, вторые входы вторых групп входов элементов И-ИЛИ

5-7 подключены к второму выходу блока упря«пения. Инверсный и прямой выходы нуль-органа 1 соединены с первыми входами cooT«pòñòâ !ННо первой и второй групп входов элемента И-ИЛИ первые «ходы первой и второй групп входов элемента И-ИЛИ 6 подключены соответственно к прямому и инверсному выходам порогового элемента 2.

Прямой H HH«ерсный выходы лемента 3 подключены к первым входам соответственно первой и второй групп входов элемента И-ИЛИ 7, Прямые выходы элементов И-ИЛИ 6 и 7 подключены к входам установки соответствен«о триггеров 8 и 9. Первый и второй

«ходы первой группы входов элемента

И-ИЛИ 10 соединены соответственно с прямым и инверсным выходами элементов И-И 1И 6 и 7. Выход генератора 11 импульсов и третий выход блока 4 управления подключены соответственно к третьему и четвертому входам первой группы входов элемента И-ИЛИ 10, второй, третий и четвертьш входы второй группы входов которого соответственно соединены с инверсным выходом триггера 8, прямым выходом триггера

9 и четвертым выходом блока 4 управления. Выход элемента И-ИЛИ 10 через ф рмирователь 12 импульсов соединен с выходной шинои 25 устройства. Вторые входы пороговых элементов 2 и 3 через элемент 13 регулировки опорного уровня, выполненный в виде потенциометров, подключены к выходу источника 16 опорного напряжения, пер«ый и второй управляющие входы которого соединены с соответствующими

Продолжение табл. 2

Режим работы (контроля) 1 О

О 1

+ перем, перем, Примечание. ременного, в том числе импульсного) Исправно

4Р

Неисправно макс.

Нх Iv I

Неисправно мин.

I vs. l a I vs I

О

Отсутствие сигнала

IU,„l = 0

Таблица 2

Режим работы (контроля) 1 1 2 3

1 0

О !

+ пост, — пост. з

13377 входами блока 4 управления. Инверсньп» выход элемента И-ИЛИ 5 через формирователь 14 импульсов соединен с тактовыми входами триггеров 8 и 9, информационные входы которых подключены к общей шине. Прямой выход элемента И-ИЛИ 5 через формирователь 1) импульсов соединен с первым входом второй группы входов элемента И-ИЛИ

10. В источнике 16 опорного напряжения источники 17 и 18 положительного и отрицательного напряжений соответственно через управляемые ключи 19 и 20 подключены к его выходной шине »5

21, управляющие входы ключей 19 и 20, выполненных, например, в виде электромагнитного реле, соединены с шинами 22 и 23 управления, В зависимости от соотношения на 2р входе устройства между контролируемым напряжением U (уровень постоянGx ного или амплитуда переменного или импульсного сигнала) и опорньп»и уровнями максимума U и минимума U конт- 25 а 5 роль осуществляется по четырем критериям согласно табл, 1, Блок 4 управления формирует на своих выходах логические управляющие сигналы, программирующие режим рабо- Зр ты устройства, согласно табл, 2, Таблица 1

Состояние U Критерий контроля Состов яние

Выходы блока управления

Выходы блока управления

1 2 3 4

+(-) — контроль в положительной (отрицательной полярности); пост.(перем.) — контроль уровня постоянного (амплитуды пенапряжения.

Устройство работает следуюищм образом.

Пусть устройство запрограммировано для контроля постоянного напряжения в положительной полярности (первая строка табл. 2), Контролируемое постоянное напряжение положительной полярности U поступает на первые вхоsx ды пороговых элементов 2 и 3, где сравнивается с опорным уровнем максимума U и опорным уровнем минимума

U5 соответственно, которые формируют элемент 13 регулировки опорного напряжения. Если состояние U „ соответствует первой строке табл, 1 то информация с прямых выходов пороговых элементов 2 и 3 (соответственно "1" и

"О"), поступая на элементы И вЂ И 6 и

7, устанавливает их соответственно прямой и инверсный выходы в состояние

"1", следовательно, в момент действия импульсов на выходе генератора 11 импульсов (Пп) на первой группе входов элемента И-ИЛИ 1О происходит совпадение "1", т.е. импульсы проходят на выход U<, запуская формирователь 12 импульсов. Длительность формируемых импульсов такова, что запускающие импульсы удерживают выход устройства в состоянии 1 . Для повышения помехоустойчивости выбирают " » Т, где Т период следования импульсов генератора 11импульсов. При выборе, учиты1337785 шлют также минимально необходимое вревремя нарушения критерия исправности, которое необходимо зафиксировать устройством, Если в определенный момент времени критерий исправности нарушаетсяя, т.е. выполняется соотношение второй, третьей либо четвертой строки табл, 1, то "0" с прямого выхода элемента И-ИЛИ 6 или инверсного выхода элементов И-ИЛИ 6 и 7 соответственно запрещает поступление импулт.— сов с выхода генератора 11 нл формирователь 12 импульсов.

После истечения времени 7, если длительность нарушения критерия игпрлвности болт тие, л ныха;тг фор тттра— вателя 12 импульсов устянлвлиглс 7ся тт It гостаяние 0, тт ттротттт;тта". с:ту!ле нл

Dõoä формирователя 12 импуJII с тн нг наступают 3àïóo!!:t стп,ттс имттульсы состоя.! тте его выходя не пз;1Р тl

Контроль пастоянногo nòðè!t,-.!òoльнаго напряжения П (ттторяя гтракл с „ табл, ?) осуществляется анл.тоги гна режиму рабаты при контроле положительттаг п т. >гтоянного нлпряжс ния, однако в этом случае информлция на выходы эле тентов И-ИЛИ б и 7 псс.тупает соответственно с инверсного и прямого выходов порстгавьтх элементов 2 и

3, л состояние логических управляющих сигналов на,первом и втором выходах блока ч управления таково, чта управляемый ключ 19 отключает от выхода источника 16 опорного напряжения источник 17 положительного напряжения, а к его выходу посредством управляемога ключа 20 подключается источник 18 отрицательного напряжения.

Потенциометрами элемента 13 регулирования опорнога напряжения устанавливают соответственно опорный уровень максимума (Uq) и минимума (U g) напряжения.

При контроле амплитуды гармонического сигнала в положительной полярности (третья строка табл. 2) после каждого перехода через нуль из отрицательной в положительную полярность на инверсном выходе нуль-органа 1 вырабатывается уровень О (фиг ° 3, Ut), который, проходя через элемент

И-ИЛИ 5, инвертируется íà его инверсном выходе (фиг. 3, с1,„) . Па фронту этого импульса формирователь 14 импульсов вырабатывает короткий импульс, записывающий в триггеры 8 и 9

"0" (фиг. 3, U,, U„, П ). Эта ситуация повторяется в каждом положительном полупериоде контролируемого сиг:т нала.

Если амплитуда контролируемого сигсигнала удовлетворяет критерию исправности (первая строка табл. 1), то в момент действия коротких импульсов на выходе формирователя 15 импульсов, сформированных по фронту нл прямом выходе элемента И-ИЛИ 5 (фиг ° 3, U» UT), инверсный выход

15 триггера 8 и прямой выхоД триггера

9 находятся в состоянии "1". Следовательно, короткие импульсы с выхода

TtTr рого Аор.тиравлтеля 15 импуттьгов чгре т татар д» группу входов элементов

?0 !1-11. Н1 10 проходят нл вход, формирователя 12 ттттпуттьсав, удерживля ега вы11 в гo(.тт тт}ттцт

Контроль амплитуды импульсной послс ттовятеtIE,!!oñòè ничем ке отличается

?5 т т контроля амплитуды синусоидального сигналя, Нл фиг. 4 показана после Jîâëòелт,нс сть логических переходов

"., стройстве, когда контроль осуществляется в отрицательной полярности.

Разница злк тючается в том, что как в сл чае контроля постоянного напряжения в nòðèöoòåëüíoé полярности на выхстды э.-тементов И-ИЛИ 6 и 7 информация нос т пает г инверсных выходов порот овых элементов 2 и 3, а ня выходы

:элемента И-ИЛИ 5 — с прямого выхода нуль-органа 1.

Если критерий исправности нарушаетсл, то "0" с. иттттерсттога выходя ,т0 триггера 8 (I U „ I - I U ) или прямого выходя триггера 9 (IU» (IU g I, !!т „! =- 0) запрещают поступление импульсов с выхода формирователя 15 импульсов через вторую группу входов элемента И вЂ И 10 ня вход формирователя 12 импульсов, выход которого по истечении стремени переходит в состояние "0".

Форм уллизoбретения

1. Двухпороговое устройство для контроля напряжения, содержащее четыре элемента И-ИЛИ, нуль-орган,пер55 вый пороговый элемент, первый и второй триггеры, элемент регулировки опорного напряжения, блок управления и источник опорного напряжения, выход которого соединен с входом эле13 37785 мента регулировки опорного напряжения, первый выход последнего подключен к первому входу первого порогового элемента, второй вход порогового

5 элемента соединен с входом нуль-органа и входной шиной устроиства, инверсный и прямой выходы нуль-органа соединены соответственно с первыми входами первой и второй групп входов 10 первого элемента И-ИЛИ, прямой и инверсный выходы первого порогового ,элемента подключены соответственно к первым входам первой и второй групп входов второго элемента И-ИЛИ, а вто- 15 рые входы первых и вторых групп входов первого и второго элементов ИИЛИ, а также первые входы первой и второй групп входов третьего элемента И-HF. соединены соответственно с 20 первым и вторым выходами блока управления, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к первым входам первой и второй групп входов четвертогo элемента И-ИЛИ, 25 прямой выход второго элемента И-ИЛИ подключен к установочному входу первого триггера, информационный вход последнего соединен с общий проводом, а прямой выход второго триггера под- 30 ключен ко второму входу второй группы входов четвертого элемента И-ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения и повышения надежности, в него введе- З5 ны три формирователя импульсов, генератор импульсов и второй пороговый элемент, первый вход которого соединен с входной шиной, второй вход — с вторым выходом. элемента регулировки 40 опорного напряжения,а прямой и инверсный выходы подключены соответственно к втс рым входам первой и второй групп входов тре тьего элемента И-ИЛИ, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с установочным входом второго триггера и с вторым входом первой группы входов четвертого элемента И-ИЛИ, третий и четвертый входы упомянутой группЫ подключены соответственно к выходу генератора импульсов и к установочному входу первого триггера, а прямой и инверсный выход первого элемента ИИЛИ через соответствующие формирователи импульсов соединены соответственно с третьим входом второй группы входов элемента И-ИЛИ и с тактовыми входами первого и второго триггеров, при этом инверсный выход первого триггера подключен к четвертому входу второй группы входов элемента ИИЛИ, выход последнего через третий формирователь импульсов соединен с выходной шиной устройства, а первый, и второй выходы блока управления соединены с соответствующими входами источника опорного напряжения.

2, Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что источник опорного напряжения содержит два источника положительного и отрицательного напряжений и два управляемых ключа, при этом первые выходы источников положительного и отрицательного напряжений через соответствующие ключи со1 единены с выходной шиной источника опорного напряжения, входы управления ключей — с соответствующими входами источника опорного напряжения, а . вторые выходы источников положительного и отрицательного напряжений подключены к общему проводу.

1337785

g7ue 4

1! одписное

Произв.-itovHrp. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

В15811111 Заказ 4125/42 Тираж 730