Устройство для контроля параметров сложных систем

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и служит для расширения функциональных возможностей устройства. Устройство содержит коммутатор 1, блок 2 сравнения, блок 5 дешифрации, блок 6 индикации, блок 7 опорных сигналов и синхронизатор 8. Введение шифратора 3, коммутатора 4, формирователя 9 режима индик ини и образование новых функциональных связей обеспечивают одновременный контроль параметров в нескольких диапазонах допусков. 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1 9418 (sg4 G 01 R31 28

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А ВТОРСКОЬЮ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, (21) 3986501/24-21 (22) 06. 12.85 (46) 07.05.88. Бюл. М 17 (71) Главный центр управления междугородними связями (72) Г.Е.Иткис (53) 621.387(088.8) (56) Ипьин В.А. Телеуправление и телеизмерение. — М.: Энергоиздат, 1982, с. 449.

Авторское свидетельство СССР

У 1205084, кл. G 01 R 31/28, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и служит для расширения функциональных возможностей устройства. Устройство содержит коммутатор 1, блок 2 сравнения, блок

5 дешифрации, блок 6 индикации, блок 7 опорных сигналов и синхронизатор 8.

Введение шифратора 3, коммутатора 4, формирователя 9 режима индикМЦии и образование новых функциональных связей обеспечивают одновременный контроль параметров в нескольких диапазонах допусков. 8 ил.

1394180

Изобретение относится к электрозмерительной технике и может быть спользовано для оперативного контроя технических объектов по электричес- ким сигналам от них.

Цель изобретения - .расширение функциональных возможностей путем обеспечения одновременного контроля, параметров в нескольких диапазонах 1р допусков.

На фиг. 1 изображена функциональ" иая схема устройства для контроля па": раметров сложных систем; на фиг.2блок сравнения (a) и передаточная характеристика блока сравнения (б); на фиг. 3 - блок опорных сигналов;,,. на фиг. 4 - блок дешифрации; на, фиг. 5 — блок индикации; на фиг. 6— шифратор на фиг. 7 - формирователь 20

9 режима индикации; на фиг. 8 - временные диаграммы сигналов в характерных точках (a,á,â,r,ä,å,æ) схемы уст . PoHCTBB

Устройство для контроля параметров25 сложных систем (Фиг. 1) содержит коммутатор 1, блок 2 сравнения, шифратор 3, дополнительный коммутатор 4, блок 5 дешифрации, блок 6 индикации, блок 7 опорных сигналов, синхронизатор 8 и фор- 30 мирователь 9 режима индикации.

Входы коммутатора 1 соединены с соответствующими входами устройства.

Выход коммутатора 1 соединен с входом блока 2 сравнения. Опорные входы последнего соединены с выходами блока 7 опорных сигналов, вход блока 6 индикации соединен с выходом блока 5 дешифрации, Групповой управляющий вход блока 5 дешифрации еоединен с 40 групповым входом коммутатора 1 и групповым выходом синхронизатора 8.

Формирователь 9 режима индикации подключен управляющим групповым входом к групповому выходу синхронизато- 45 ра 8, а выходамн - к информационным входам дополнительного коммутатора 4, Выход дополнительного коммутатора 4 соединен с входом блока 5 дешифрации.

Выход блока 2 сравнения через шиФратор 3 соединен с входом дополнительного коммутатора 4. Групповые связи, содержащие несколько проводников, выделены утолщенными линиями (фиг.1).

Блок 2 сравнения (Фиг. 2а) состоит из и одинаковых ячеек 2. 1-2.п по чисS5 лу .контрольных диапазонов, каждая из которых содержит, например, сдвоенный компаратор 10, резисторы 11. 1-11.8, к каждому входу компаратора 10 (двум инвертирующим и двум неинвертирующим) подключены первые концы двух соответствующих резисторов. Вторые концы всех резисторов 11, 1-11.8 соединены следующим образом: первого и шестого (считая сверху на фиг. 2а) - с общей шиной, второго.и седьмого объединены и подключены к входу блока 2, третьего и пятого объединены и образуют опорный вход (Но) ячейки, четвертого и восьмого объединены и образуют опорный вход {U ) ячейки. Входы U и U всех ячеек образуют групповой опорный вход блока 2, а выходы ячеек— групповой выход блока 2 сравнения.

Резисторы 11 предназначены для выполнения операций сложения и вычитания напряжений входного сигнала и опорных. В одной половине компаратора 10 сравниваются напряжения Us„ è (U ; +

+0„, ), а в другой — Нв„и (4; -U; ).

Передаточная характеристика одной ячейки блока 2 сравнения представлена на фиг. 2б, Блок 7 опорных сигналов (фиг.3) содержит несколько одинаковых ячеек, каждая из которых выполнена в виде делителя 12.i напряжения (где i=1-n), например -потенциометра, первый вывод которого подключен к выходу источника стабильного постоянного напряжения (U, ), второй ; соединен с общей шиной, а подвижный контакт является выходом ячейки (с напряжением U; или

U„;) Для удобства оперативного контроля параметров каждая ячейка содержит вольтметр 13.i, подключенный вхо-, дом к подвижному контакту потенцио . метра 12.i. Если в процессе контроля не требуется оперативно изменять значения допусков ячейка блока 7 может быть выполнена в виде делителя напряжения из постоянных резисторов без вольтметров. Наибольшее количест- во ячеек разно 2п где и — число диапазонов контроля. В случае равенства каких-либо опорных напряжений

0„; и 0„(,+„1 Н Н„; и Н„(;, p} коли чество ячеек соответственно сокращается. Выходы ячеек U ; и U; образуют групповой выход блока 7 опорных сигналов.

Блок 5 дешифрации (фиг. 4) содержит первый 14 и второй 15 дешифраторы, адресные входы которых образуют групповой управляющий вход блока 5 дешифрации, а разрешающие (стробируюдов блока 6 индикации. Для этого на проводниках группового выхода формирователя 9 формируются импульсные сигналы с требуемой частотой и скваж30 остью. В общем случае формирователь (фиг. 7) содержит счетчик 23 и блок

24 элементов И. Проводники группового выхода подключены в зависимости от требуемого сочетания режимов индикации к тем или инык выходам счетчика 23 и блока 24 элементов И, а также к нужным проводникам группового входа формирователя 9. При этом вход счет чика 23 соединен с одним проводником группового входа (с наименьшей частотой), а входы блока 24 элементов И в соответствии с требуемой формой сигналов подключены к нужным выхсдам счетчика 23 и проводникам группового

45 входа формирователя 9. Кроме того, групповой выход формирователя 9 содержит еще два проводника, один из которых соединен. с общей шиной, а другой через резистор 25 — с. положительным полюсом источника питания. .Указанная структура формирователя

9 позволяет синтезировать набор сигналов, задающих различные режимы работы светодиодов: свечение с различной яркостью, мелькание с разным периодом. Кроме того, при помощи сиг1 налов, вырабатываемых формирователем

9, можно, разбив все контролируемые точки на группы, обеспечить разную з 139418 щие) входы объединены и образуют вход блока 5, и блок 16 инверторов с открытым коллектором. Входы инверторов порознь соединены с выходами второго дешифратора 15. Выходы первого дешифратора 14 (соответствуют номерам строк блока 6 индикации) и выходы блока !6 инверторов (соответствуют номерам столбцов блока 6 индикации) 10 образуют групповой выход блока 5 дешифрации.

Блок 6 индикации (фиг. 5) представляет собой матрицу 17 светодиодов, каждый из которых выводами по- 15 рознь подключен к соогветствующим г шине строки и шине столбца. Набор концов этих шин образует групповой вход блока 6 индикации. Противоположные концы шин столбцов через со- 20 ответствующие резисторы 18 i соединены с одним из полюсов источника питания, другой полюс которого подключен к общей шине. В каждом из столбцов. матрицы 17 аноды всех светодиодов. подключены к шине этого столбца, а катоды — к соответствующим шинам строк. Функционирование матрицы 17 основано на использовании принципа динамической индикации, т.е. светодиоды зажигаются поочередно при одновременном поступлении на их выводы соответствующих импульсов (положительных на аноды и отрицательных на катоды). При этом частота повторения импульсов выбирается достаточно высокой, чтобы глаз оператора не реагировал на мелькания светодиодов.

Синхронизатор 8 осуществляет цифровое управление блоками устройства и содержит последовательно соединенные генератор тактовых импульсов (ГТИ) и двоичный счетчик, выходы которого образуют групповой выход синхронизатора 8. Управляющие выходные сигналы синхронизатора 8 имеют форму меандра, а их частоты относятся к частоте сигналов ГТИ, как целые степени двух.

I шифратор 3, когда диапазоны допусков не перекрываются, выполнен в виде преобразователя позиционного кода в двоичный код. Если диапазоны допусков перекрываются, шифратор 3 делают более сложным. Например, на ,фиг. 6 приведена схема шифратора для работы устройства в трех контрольных диапазонах, причем второй и третий диапазоны перекрываются. В этом слу0 чае групповой вход шифратора 3 содержит три проводника (по числу ячеек блока 2 сравнения), а групповой выход — два проводника для цифрового управления дополнительным коммутатором 4. Шифратор 3 содержит первый 19 и второй 20 элементы И-НЕ, порознь подключенные выходами к первым входам соответственно первого 21 и второго 22 элементов И, выходы которых образуют групповой выход шифратора 3, при этом первый вход первого элемента И-НЕ 19 объединен.: с вторым входом второго элемента И 22 и подключен к первому входному проводнику шифратора 3, первый вход второго элемента

И-HE 20 объединен с вторым входом первого элемента И 21 и соединен с вторым входным проводником шифратора 3, а вторые входы элементов И-НЕ 19 и 2О объединены и подключены к третьему входному проводнику шифратора 3.

Формирователь 9 предназначен для задания режимов работы светодио1394180! реакцию соответствующих светодиодов на одинаковые состояния этих конт рольныхх точек. Например, если требуется проверять на соответствие j-My

5 допуску только параметры с четными номерами (m=2p, где: р=1, 2, 3... ), то сигнал, обеспечивающий нужный режим . индикации (свечение или мелькание), необходимо умножить (на элементе И) на один из управляющих сигналов, который соответствует младшему разряду группового входа формирователя 9 (с наибольшей частотой).

Устройство работает следующим образом (фиг. 8).

Для определенности в качестве контролируемого объекта принято оборудование электропитания крупного радиотехнического комплекса. Входящие 20 в его состав блоки питания снабжены датчиками, измеряющими величины напряжений и токов. Сигнал в каждом датчике при помощи согласующего элемента преобразован в стандартную (норма- 25 лизованную) форму, например в сигнал постоянного напряжения 1 В. Каждая контрольная точка (выход датчика) снабжена индивидуальным номером, показывающим место расположения соответствующего датчика и тип измеряемо" го параметра (напряжение, ток), Сигналы с контрольных точек подают на входы коммутатора 1 (фиг. 1), осуществляющего поочередный циклический (обегающий) опрос всех точек под действием цифровых управляющих сигналов, которые формируются в виде двоичного кода синхронизатором 8 из импульсной тактовой последовательности, выраба- 40 тываемой генератором тактовых импульсов (фиг. 8, диаграмма а.".). На выходе коммутатора 1 образуется по" следовательность контрольных сигналов (фиг. 8, диаграмма Б ).

Устройство может быть использовано для контроля параметров, преобразованных. в электрические сигналы разного вида. В этом случае между выходом коммутатора 1 и входом блока 2 сравне-ния необходимо включить дополнительный преобразователь (не показан). Например, для контроля положительных и отрицательных напряжений от разно55 полярных источников питания дополнительный преобразователь выполняют в виде блока выделения абсолютной величины сигнала.

В блоке 2 сравнения контрольные сигналы сравниваются по уровняю с набором опорных (эталонных) сигналов (U; +U „, ) и (U; -U ), сформированных в блоке 7 опорных сигналов (диаграмма F пунктир). Результаты сравнения в вице логических сигналов "0" и "1" (фиг. 8, диаграммы 6,, ) ) поступают в шифратор 3, где из них формируются управляющие сигналы для переключения дополнительного коммутатора 4 (фиг.8, диаграммы е, к ). В зависимости от сочетаний этих управляющих сигналов дополнительный коммутатор 4 пропускает на блок 5 дешифрации тот или иной сигнал из набора сигналов, синтезированных формирователем 9 режима индикации.

Блок 5 дешифрации, управляемый цифровыми сигналами QT синхронизатора 8, осуществляет временную развертку импульсов. для блока 6 индикации.

При этом сигнал на входе блока 5 де" шифрации разрешает или запрещает (в зависимости от логического уровня "0" или "1") включением дешифраторов 14 и 15 и, следовательно, включает или не включает соответствующий светодиод в блоке 6 индикации.

В результате циклического опроса всех контрольных точек исследуемого объекта в блоке 6 индикации отображаются исчерпывающие данные о его состоянии, представленные, например, в форме мнемосхемы (схемы расположения контролируемых блоков питания), на который одним цветом высвечивается информация о напряжениях, другим цветом — о токах. При этом разным диапазонам изменений контролируемых параметров соответствуют различные режимы индикации светодиодов блока 6.

Формула изобретения

Устройство для контроля параметров сложных систем, содержащее коммутатор, блок опорных сигналов, блок сравнения, блок дешифрации, блок индикации, синхронизатор, входы коммутатора соединены с соответствующими входами устройства, выход коммутатора соединен с входом блока сравнения, опорные входы которого соединены с выходами блока опорных сигналов, вход блока индикации соединен с выходом блока дешифрации, групповой уп1394180

63 равляющий вход которого соединен с групповым входом коммутатора и групповым выходом синхронизатора, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены шифратор, дополнительный коммутатор и формирователь режима индикации, подключенный управляющим групповым входом к групповому выходу синхронизатора, а выходами — к информационным входам дополнительного коммутатора, выход которого соединен с входом блока де" шифрации, выход блока сравнения через шифратор соединен с входом дополнительного коммутатора.

1394180 сюолдцы фиг,5

1394180 фие. б

0

3 д р 1

О е

Ж

Составитель В.Савинов

Редактор И.Шулла Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни

Заказ 2218/43 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ 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