Устройство для измерения параметров пульсаций доильного аппарата

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к средствамавтоматизации контроля и-наладки доильных аппаратов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повьш1ение точности измерения устройства. Сигнал, пропорциональньй пульсациям вакуумметрического давления, от источника сигнала 2 поступает на компараторы 6 и 7, которые сравнивают его с напряжениями нижнего li верхнего опорного уровней. Полученные сигналы поступают на триггер 11, формирующий импульс, длительность которого соответствует времени нарастания давления, а триггер 13 . формирует импульс длительностью равный фазе спада давления. Одновременно триггеры 18 и 15 формируют импульсы длительностью равные фазе установиви егося вакууьгметрического и атмосферного давлений соответственно. Посредством коммутатора 22, работой которого управляет синхрогенератор 2,1, через элемент И 23 полученные импульсы поступают на элемент И 27, где заполняются импульсами эталонной частоты. Далее сигналы через коммутатор 32 поступают на вход делителя частоты 36. В результате на выходе последнего всегда имеется среднее по п измеренным значениям число импульсов , преобразуемое счетчиком 37 и отображаемое на табло 38. 2 ил. S (Л Од ( СО СО О5 N;

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1УБЛИН

А1 (51)4 А 01 1 7 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4159053/30 — 15 (22) 29.09.86 (46) 07.05.88. Бюл. Р 17 (71) Кишиневский научно-исследовательский институт электроприборостроения (72) В.И.Донецких,Д.A.Áóõíà, С.В.Осминин и И.Г.Старуш (53) 621.317(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1207773, кл. А 01 J 7/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГ1ЕРЕНИЯ IIAPAMETPOB ПУЛЬСАЦИЙ ДОИЛЬНОГО АППАРАТА (57) Изобретение относится к сельско.му хозяйству, а именно к средствам автоматизации контроля и наладки доильных аппаратов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение точности измерения устройства, Сигнал, пропорциональный пульсациям вакуумметрического давления, от источника сигнала

2 поступает на компараторы 6 и 7, ко„„SU„„I ВЗЗЫ торые сравнивают его с напряжениями нижнего и верхнего опорного уровней.

Полученные сигналы поступают на триггер 11, формирующий импульс, длительность которого соответствует времени нарастания давления, а триггер 13 формирует импульс длительностью равный фазе спада давления. Одновременно триггеры 18 и 15 формируют импульсы длительностью равные фазе установившегося вакуумметрического и атмосферного давлений соответственно.

Посредством коммутатора 22, работой которого управляет синхрогенератор

21, через элемент И ?3 полученные импульсы поступают на элемент И 27, где заполняются импульсами эталонной частоты. Далее сигналы через коммутатор 32 поступают на вход делителя частоты 36. В результате на выходе последнего всегда имеется среднее по п измеренным значениям число импульсов, преобразуемое счетчиком 37 и отображаемое на табло 38. 2 ил.

1393364

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к срецстнам автоматизации контроля и нападки доильных аппаратов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение точности измерения устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема 10 устройства, на фиг. 2 — временные ( диаграммы сигналов.

Устройство для измерения параметров пульсаций доильного аппарата содержит преобразонатель 1 амплитуды, 15 вход которого соединен с источником

2 сигнала, а выход — с первым входом элемента 3 сравнения и с входом пре образователя 4 напряжение — частота, задатчик 5 нижнего опорного уровня 20 соединен с вторыми входами первого компаратора 6 и перного элемента 3 сравнения, выход элемента 3 сравнения соединен с вторым входом второго компаратора 7. Первые входы первого

6 и второго 7 компараторон соединены с источником 2 сигнала. Выход второго компаратора 7 соединен с вторым входом второго элемента 8 задержки, выход первого компаратора 6 соединен 30 с первым входом первого элемента 9 задержки, а второй вход первого эле. мента 9 задержки и первый вход второго элемента 8 задержки соединены с первым выходом генератора 10. Выход второго элемента 8 задержки соединен . с единичным входом первого триггера

11 и через второй однонибратор 12 с нулевым входом пятого триггера 13.

Выход первого элемента 9 задержки 40 соединен с единичным входом пятого триггера 13 и через первый однонибратор 14 с нулевым входом первого триггера 11.

Выход первого триггера 11 соединен 45 с единичными входами второго 15 и третьего 16 триггеров и через четвертый одновибратор 17 с нулевым входом четвертого триггера 18. Выход пятого триггера 13 соединен с нуле50 вым входом третьего триггера 16, единичным входом четвертого триггера 18 и через третий одновибратор 19 с нулевым входом второго триггера 15.

Первый выход третьего триггера 16

55 соединен с входом первого счетчика

20. Выходы первого 11, второго 15, четвертого 18, пятого 13 и первый выход третьего,16 триггеров, первый выход первого счетчика 20, второй выход третьего триггера 16 и выход синхрогенератора 21 соответственно соединены с первым, вторым, шестым, седьмым, третьим, четвертым, пятым и восьмым входами второго коммутатора 22, Выход второго коммутатора 22 соединен с вторым входом третьего элемента И 23. Первый вход третьего элемента И 23 соединен с первым выходом первого счетчика 20 и первым входом синхрогенератора 21. Второй вход синхрогенератора 21 соединен с третьим выходом генератора 10 и первым входом четвертого элемента И 24.

Второй вход четвертого элемента И 24 соединен с входом пятого однонибратора 25 и вторым выходом первого счетчика 20. Первый вход пятого элемента И 26 соединен с четвертым выходом генератора 10, Второй вход пятого элемента И 26 соединен с выходом третьего элемента И 23, с вторыми входами первого элемента И 27 и третьего коммутатора 28. Первые входы первого элемента И 27 и третьего коммутатора 28 соединены соответственно с первым и вторым выходами генератора 10. Выход третьего коммутатора 28 через первый делитель 29 частоты соединен с входом блока 30 управления.

Первый и второй входы второго элемента И 31 соответственно соединены с вторым выходом генератора 10 и выходом преобразователя 4 напряжение — частота. Выходы первого 27 и второго 31 элементов И соответственно соединены с вторым и первым входами первого коммутатора 32. Третий вход первого коммутатора 32 соединен с первым входом четвертого счетчика 33 и выходом блока 34 сравнения кодов. Выход пятого элемента И 26 соединен с вторым входом четвертого счетчика 33. Выходы четвертого элемента И 24 и пятого одновибратора 25 соединены соответственно с вторым и первым входами третьего счетчика

35. Выходы четвертого 33 и третьего

35 счетчиков соединены соответственно с первым и вторым входами блока

34 сравнения кодов. Выход первого коммутатора 32 соединен с вторым входом второго делителя 36 частоты, а выход второго делителя 36 частоты соединен с вторым входом второго

1393364

40 счетчика 37. Выход блока 30 управления соединен с первыми входами второго делителя 36 частоты и второго счетчика 37 а выход второго счетчиУ

5 ка 37 соединен с табло 38.

Устройство работает следующим образом.

Электрический сигнал пульсаций от источника 2 сигнала, пропорциональный пульсациям вакуумметрического давления, поступает на вход преобразователя 1 амплитуды и первые входы первого 6 и второго 7 компараторов. Преобразователь амплитуды преобразует амплитуду сигнала пульсаций в постоянное напряжение, которое поступает на первый вход элемента 3 сравнения и вход преобразователя 4 напряжение — частота, который преобразует постоянное напряжение в частоту, С выхода задатчика 5 нижнего опорного уровня на вторые входы первого компаратора 6 и элемента 3

° сравнения поступает постоянное на- 25 пряжение нижнего опорного уровня, пропорциональное значению вакуумметрического давления, равного 3,99 кПа.

В результате на выходе первого элемента 3 сравнения появляется напряжение верхнего опорного уровня, соответствующее разности входных сигналов. Первый 6 и второй 7 компараторы сравнивают входной сигнал с постоянными напряжениями соответственно нижнего и верхнего опорных уровней, в результате на выходе первого 6 и второго 7 компараторов появляются прямоугольные импульсы (фиг. 2, поз. 2 и 3).

Второй 8 и первый 9 элементы задержки обеспечивают постоянный временной сдвиг прямоугольных импульсов, поступающих с второго 7 и первого 6 компараторов для исключения

45 влияния помех, сопровождающих сигнал пульсаций. (Временной сдвиг прямоугольных импульсов на фиг. 2 для упрощения не показан). Импульсы с выхода первого элемента 9 задержки через первый одновибратор 14 поступают на нулевой вход первого триггера 11, а с выхода второго элемента 8 задержки — на единичный вход первого триггера 11, который формирует прямоугольный импульс, длительность которого соответствует фазе А — время нарастания вакуумметрического давления (фиг. 2, поз. 4).

Импульсы с выхода первого элемента

9 задержки поступают на единичный вход пятого триггера 13, а с выхода второго элемента 8 задержки через второй одновибратор 12 — на нулевой вход пятого триггера 13, который формирует прямоугольный импульс, длительность которого соответствует фазе

С вЂ” время спада вакуумметрического давления (фиг ° 2, поз. 5).

Импульсы с выхода первого триггера 11 через четвертый одновибратор

17 и с выхода пятого триггера 13 поступают соответственно на нулевой и первый входы четвертого триггера 18, который формирует прямоугольный импульс, длительность которого соответствует фазе  — время установившегося вакуумметрического давления (фиг. 2, поз. 6).

Импульсы с выхода первого триггера

11 и с выхода пятого триггера 13 через третий одновибратор 19 поступают соответственно на единичный и нулевой входы второго триггера 15, который формирует прямоугольный импульс, длительность которого соответствует фазе D — время установившегося атмосферного давления (фиг. 1, поз. 7) °

Импульсы е выходов первого 11 и пятого 13 триггеров поступают соответственно на единичный и нулевой входы третьего триггера 16, который формирует на первом выходе прямоугольный импульс, длительность которого соответствует сумме фаз А и  — время такта сосания (фиг. 2, поз. 8), а на втором выходе — прямоугольный импульс, длительность которого соответствует сумме фаз С и D — время такта сжатия (фиг. 2, поз. 9).

Импульс с первого выхода третьего триггера 16 поступает на вход первого счетчика 20, который формирует на своих первом и втором выходах прямоугольные импульсы, длительность которых соответствует сумме фаз А, В, С и D и тем самым определяет соответственно второй и первый периоды Т цикла измерения при измерениях частоты и относительной длительности фаз пульсаций (фиг. 2, поз ° 10 и 11).

Прямоугольные импульсы, соответствующие длительности отдельных фаз, сумме двух фаз и периоду пульсаций с выходов первого 11, второго 15, третьего 16, четвертого 18 и пятого

«393364

13 триггеров, а также с выходов первого счетчика 20 и синхрогенератора

21 поступают соответственна на первый, второй, третий, пятый, шестой, седь5 мой, четвертый и восьмой входы второго коммутатора 22, с выхода которого в зависимости от его состояния, подаются на второй вход третьего элемента И 23, на первый вход которого пас- 10 тупают прямоугольные импульсы дли тельности Т с первого выхода первого

", счетчика 20. Fla выходе третьего элемента И 23 выделяются поступающие на его второй вход прямоугольные импуль- «5 сы только во время второго периода цикла измерения.(например, фаза В, фиг. 2, поз. 12). Это необходимо для проведения измерений периода, длительности, частоты и относительной дли тельности фаз сигнала пульсаций.

При измерении периода и длительности фаз сигнала. пульсаций соответ ствующие им прямоугольные импульсы (,,с выхода третьего элемента И 23 по, даются на вторые входы первого эле( мента.И 27 и третьего коммутатора 28

9 с выхода которого поступают на вход первого делителя 29 частоты, который делит частоту входных чмпульсов ня 2.п (где n = 2,3,4,...), в результа, те на его выходе появляются прямоугольные импульсы с длительностью, .,равной п Т (фиг. 2, поз. 13 при п =- 2),,которые поступают на вход блока 30 управления. Первый элемент И 27 с по- . мощью импульсов эталонной частоты (например, 1 кГц), поступающих с первого выхода генератора 10 на его перый вход, преобразует длительность рямоугольных импульсов соответствую40

; щих фаз А, В, С, D, (А+В), (C+D) и периода Т сигнала пульсации в число импульсов (фиг. 2,поз. 14, фаза В), которые с его выхода через первый коммутатор 32 поступают на второй

45 вход второго делителя 36 частоты, который делит частоту поступающих на

его второй вход импульсов на и (где и . 2,3,4,...), в результате чего на его выходе всегда имеется среднее по и измеренным значениям число импульсов (фиг. 2, поз. 15, при n = 2), преобразуемое вторым счетчиком 37 в цифровой код, отображаемый в виде числа на табло 38. 55

С выхода блока управления 30 на первые входы второго делителя 36 частоты и второго счетчика 37 поступают через промежутки времени, равные 2n,Ò, управляющие импульсы, которые устанавливают второй делитель 36 частоты и второй счетчик 37 в исходное состояние, после чего цикл работы устройства повторяется.

При измерении относитепьнай длительности фаз и частоты пульсаций определяется численное значение соотношений (1) и (2) п< — .100

Т (2)

N = 60/Т, где g — относительная длительность фя з пульсации, 7 — длительность фазы пульсах ции, с;

Т вЂ” период пульсаций, с;

N — частота пульсаций, имп/мин.

Цикл измерения относительной длительности фаэ и частоты пульсаций

cîñ-оит из двух периодов пульсаций сигнала. Б течение первого периода пульсаций сигнала четвертый элемент

И 24 разрешает счет числа М, которое подсчитывается третьим счетчиком

35> предварительно установленным в нуль в начале каждого цикла измерения с помощью пятого одновибратора

25. Значение записанного числа М у определяется по формуле

М = Т хf (3) где Т вЂ” период пульсации сигнала,с;

f, — эталонная частота (например, 100 Гц), поданная с третьего выхода генератора

10 на первый вход четвертого элемента И 24, Гц.

В течение второго периода пульсаций сигналя пятый элемент И 26 разрешает четвертому счетчику 33 . счет числа М> определяемого па формуле рР (4) где 7„ — длительность прямоугольного импульса, поступившего с выхода третьего элемента

И 23 на второй вход пятого элемента И 26, с;

f — эталонная частота (например, 100 кГц), поданная на первый вход пятого элемента

И 26 с четэертага выхода генератора 10, кГц.

1393364

С помощью блока 34 сравнения кодов число M записываемое в четвертый счетчик 33; сравнивается с числом

М>, набранным в третьем счетчике 35.

11ри равенстве чисел М „ и М блок 34 сравнения кодов формирует на своем выходе импульс, который сбрасывает в нуль четвертый счетчик 33 и подается на третий вход первого коммутатора 32. Число импульсов Мц, поступивших на третий вход первого коммутатора 32 с выхода блока 34 сравнения кодов, определяется по формуле .

Мх

М„

Для измерения частоты пульсаций в импульсах в минуту с помощью синхрогенератора 21 в течение второго периода измеряемого цикхга формируется строб-импульс длительностью „, равной 60 мс, который с его выхода через второй коммутатор 22 и третий

10

20 пятого элемента И 26 и далее аналогично описанному определяется число

М, Дальнейший процесс обработки и усреднения результата измерения при измерении относительной длительности фаз и частоты пульсаций такой же как и при измерении длительности фаз пульсаций.

11ри измерении амплитуды пульсаций с выхода преобразователя 4 напряжение — частота импульсы с частотой, пропорциональной амплитуде сигнала пульсаций, поступают на второй вход второго элемента И 31. На первые входы третьего коммутатора 28 и вто- @ рого элемента И 31 подаются прямоугольные импульсы эталонной длитель30 ности с второго выхода генератора 10 которые с выхода третьего коммутатора 28 через первый делитель 29 частоты подаются на вход блока 30 управления. Второй элемент И 31 преобразует частоту входных импульсов, поступающих в него за эталонный промежуток времени в число импульсов, которые с его выхода через первый коммутатор 32 подаются на второй вход второго делителя 36 частоты. Процедура усреднения результата измерения амплитуды пульсаций такая же как при измерении длительности фаз пульса- 55 ции.

Накапливаемая во втором счетчике

36 информация, отображаемая на табло элемент И 23 подается на второй вход 25

38, характеризует усредненные по и измеренным значениям параметры сигнапа пульсаций, т.е,: длительность фаз Л, В, С. D, (А+В), (С+р), период Т, относительную дпительность фаз О,, О, О, О. О, О, часто1) А+8 С+Р ту N и амплитуду, Формула изобретения

Устройство для измерения параметров пульсаций доильного аппарата, содержащее источник сигнала, соеди- . ненный с входами преобразователя амплитуды и двух компараторов, причем выход первого компаратора подключен к первому входу первого элемента задержки, второй вход которого соединен с первым выходом генератора, с первыми входами первого элемента И и второго элемента задержки, второй вход которого подключен к выходу второго компаратора, второй вход последнего соединен с выходом первого элемента сравнения, а выход второго элемента задержки подключен к единичному входу первого триггера и входу второго одновибратора, а также содержащее пятый триггер и первый одновибратор, причем выход первого элемента задержки подключен к входу первого одновибратора и к единичному входу пятого триггера, нулевой вход последнего соединен с выходом второго одновибратора, а выход первого одновибратора — с нулевым входом первого триггера, третий и четвертый одновибраторы, второй, третий и четвертый триггеры, первый счетчик и второй коммутатор, при этом выход первого триггера подключен к единичному входу второго и третьего триггеров, первому входу второго коммутатора и входу четвертого одновибратора, а выход пятого триггера связан с единичным входом четвертого триггера, седьмым входом второго коммутатора, нулевым входом третьего триггера и входом третьего одновибратора, а выход последнего подключен к нулевому входу второго триггера, выход которого соединен с вторым входом второго коммутатора, выход четвертого одновибратора соединен с нулевым входом четвертого триггера, выход которого подключен к шестому входу второго коммутатора, а первый выход третьего триггера соединен с третьим входом

9 1393 коммутатора и входом первого счетчика, первый выход которого связан с четвертым входом второго коммутатора", а второй выход третьего триггера подключен.к пятому входу второго коммутатора, эадатчик нижнего опорного уровня, выход которого связан с вторыми входами элемента. сравнения и первого компаратора, преобразова10 тель напряжение — частота, к входу которого подключен выход преобразователя амплитуды и первый вход первого элемента сравнения, причем выход преобразователя напряжения — частота связан с вторым входом второго эле15 мента И, первый вход которого подключен к второму выходу генератора, а выход — к первому входу первого коммутатора, причем второй вход пос20 леднего связан с выходом первого элемента И, а также содержит второй счетчик, выход которого подключен к табло, а первый вход связан с выходом блока управления, о т л и ч а ющ е е с я тем, что.„с целью расширения функциональных возможностей и повьппения точности измерения устройства, оно снабжено двумя делителями частоты, синхрогенератором, третьим коммутатором, третьим, четвертым и

30 пятым элементами И, пятым одновибратором, третьим и четвертым счетчиками и блоком сравнения кодов, причем первый выход первого счетчика подключен к первым входам третьего эле- 35 мента И и синхрогенератора, с вторым входом которого связан третий выход генератора, четвертый выход которого

l0 подключен к первому входу пятого элемента И, а выход синхрогенератора связан с восьмым входом второго коммутатора, причем третий выход генератора подсоединен к первому входу четвертого элемента И, а второй выход первого счетчика подключен к второму входу четвертого элемента И и входу пятого одновибратора, а выход

t второго коммутатора подключен к второму входу третьего элемента И, причем выход последнего связан с вторыми входами пятого и первого элементов

И и третьего коммутатора, а к первому входу последнего подключен второй выход генератора, кроме того, выход третьего коммутатора связан посредством первого делителя частоты с входом блока управления, а выход первого коммутатора соединен с вторым входом второго делителя частоты, выход которого связан с вторым входом второго счетчика, а выход блока управления соединен с первым входом второго делителя частоты, при этом выход пятого элемента И связан с вторым входом четвертого счетчик., а выходы пятого одмовибратора и четвертого элемента И подключены соответственно к первому и второму входам третьего счетчика, причем выход последнего подключен к второму входу блока сравнения кодов, к первому входу которого подключен выход четвертого счетчика, а выход блока сравнения кодов связан с первым входом четвертого счетчика и третьим входом первого коммутатора.

1393364

Верхноо» Неюжной»

Рк/7д

Составитель Ю.Курочкин

Редактор А.Шандор Техред М.Моргентал Корректор С.Черни

Тираж 519 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1898/3

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