Устройство для допускового контроля напряжений

 

Изобр,етение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для контроля напряжений. Цель изобретения - увеличение глубины контроля. Устройство для допускового контроля напряжений содержит преобразователи напряжение

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (191 (lli) (51)4 С

1 6

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

1ТРИ ГКНТ СССР (21) 4306400/24-24 (22) 22. 07 ° 87 (46) 28.02.89. Бил. № 8 (72) А.N. 3àÿö и С.В,Яковлев (53) 681 . 325 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 363982, кл. С 06 F 15/46, 1961.

Авторское свидетельство СССР № 1188756, кл. G 06 F 15/46, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОПУСКОВОГО КОН-.

ТРОЛЯ НАПРЯЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для контроля напряжений. Цель изобрЕтения — увеличение глубины контроля. Устройство для допускового контроля напряжений содержит преобразователи напряжение146 частота 1,1 †.п, мультиплексор 2, счетный триггер 3, формирователь им> пульсов 4, первый 5, второй 15, третий 16 и четвертый 14 регистры, накопитель 6, первый 29, второй 7, третий 9, четвертый 13 и пятый 28 элементы задержки, счетчики 10, 8, гене2359 раторы импульсов 11, 30, элементы

И 1?, ?1 31, 3?, элементы ИЛИ 19, 20, 33, D — триггеры 22-?4, RS-триггеры 25-27, дешифратор 34, индикаторы

35,1-35.п. Увеличение глубины контроля достигается расщирением номиналов контролируемых напряжений, 3 ип.

Изобретение относится к автоматике и.вычислительной технике и может быть использовано для контроля напряжений.

Цель изобретения — увеличение пол — 5 ноты контроля;

На фиг, 1 представлена функцио-! нальная схема устройства для допускового контроля напряжений; на фиг. 2временные диаграммi, поя сияющие его работу, на фиг. 3 — алгоритм формирования сигналов на выходах первой и второй схем сравнения.

Устройство для допускового контроля напряжений (фиг. 1) содержит преобразователи l Î-l.п напряжение частота, входы которых являются входами устройства, а выходы соединены с информационными входами мультиплексора ?, выход которого подключен к счетному входу .счетного триггера 3, выход которого соединен с входом формирователя 4 импульсов, выход которого соединен с установочным вхоцом первого регистра 5, входом накопителя 6, через второй элемент 7 задержки с входом сброса второго счетчика

8,через третий элемент 9 задержки со счетным входом первого 10 счетчика, выходы которого соединены с ад30 ресными входами мультиплексора 2, Кроме того, устройство содержит гене ратор 11 импульсов, выполненный кварцевым, выхрд которого соединен с первым входом первого элемента И 12, 35 выход которого соединен со счетным входом второго счетчика 8, выход третьего элемента 9 задержки соединен через четвертый элемент 13 задержки с установочным входом четвертого регистра 14, входы которого соединены с выходами первого 10 счетчика, а выходы — с адресными входами нако2 пителя 6, выходы которого соединены с входами второго 15 и третьего 16 регистров, установочные входы которых соединены с выходом тр ет ье го элемента 9 задержки, а выходы — с вторыми (В„... В, и g,... В „) входами первой 17 и второй 18 схем сравнения соответственно, выходы А=В и А (В первой схемы 17 сравнения соединены с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ 19 соответственно, а выходы А) В и А= — с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ 20, выходы первого 19 и второго 20 элементов ИЛИ соединены с первым и вторым входами второго элемента И 21, кроме того, устройство содержит первый 22, второй 23, третий 24 RS-триггеры, одни установочные S-входы которых соединены соответственно с выходами А) В первой 17 схемы сравнения, второго элемента И 21 и А (В второй 18 схемы сравнения, а прямые выходы соединены с D-входом первого

25, второго 26 и третьего 27 D-триггеров. Устройство включает также пятый элемент 28 задержки, вход которого соединен с выходом третьего элемента 9 задержки, а выход — с входом для синхронизирующих импульсов первого 25, второго 26, третьего 27

D-триггеров и входом первого элемента

29 задержки, выход которого соединен с входом сброса первого 22, второго

23 и третьего 24 RS-триггеров и первого 5, второго 15 и третьего 1 1 регистров. Устройство имеет в своем составе генератор 30 импульсов, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И 31, второй и третий входы которого соединены соответственно с прямым выходом первого 25 и инверсным ныходом второго его подключения поступает на счетный вход счетного триггера 3 и устанавливает его в нулевое положение (фиг, ?), Выходной сигнал триггера 3 подается на первый (инверсный) вход первого элемента И 12, разрешая его работу. Импульсы с выхода генератора 11 начинают поступать на счетный вход второго счетчика 8. Вторым импульсом с выхода преобразователя

1, О (по ступающим ч ер ез время (фиг. 2), равное периоду следования импульсов этого преобразователя, а следовательно, определяемое частотой его работы, которая, в свою очередь, зависит от величины напряжения контролируемого канала) счетный триггер

3 устанавливается в единичное состояние и выходным сигналом запрещает работу первого элемента И 12, Импульсы с выхода генератора 11 на счетный вход счетчика 8 перестают поступать, Таким образом, чем выше величина напряжения контролируемого канала, тем вьппе частота импульсов соответствующего преобразователя, а следовательно, меньше период следования этих импульсов и, соответственно, время, в течение которого разрешена работа счетчика 8, и наоборот.

Зто означает, что емкость второго счетчика определяется нижним пределом меньшего из контролируемых на35 пряжений, т. е. в этом случае работа второго счетчика 8 будет разрешена в течение наибольшего промежутка времени. Когда второй импульс с выхода преобразователя 1.0 установит

4О счетный триггер 3 в единичное состояние, на выходе последнего будет сформирован положительный перепад напряжения, который запускает формирователь 4 импульсов, на выходе ко45 торого появляется импульс (фиг. 2) .

Зтот импульс обеспечивает прием кода, хранящего в счетчике 8 (который определяется величиной напряжения контролируемого канала), в регистр

5 и считывание информации из накопителя 6 по адресу, храняшемуся в регистре 14, В данном случае это нулевой адрес, так как было установлено, что в данный момент контролируется напряжение нулевого канала. Переклю55 чение контролируемых каналов, адресов накопителя и индикаторов обеспечивается первым счетчиком 10, на выходе которого в данный момент ус1462359

?б D-триггеров, первый и второй входы четвертого элемента И 32 подключены соответственно к инверсному выходу второго 26 и прямому выходу тре5 тьего 27 D-триггеров, выходы третьего 31 и четвертого 32 элементов И подключены соответственно к первому и второму входам третьего элемента

ИЛИ 33, выход которого соединен со стробирующим входом дешифратора 34, выходы которого через соответствующие индикаторы 35.0-35,п подключены к общей шине устройства, причем индикатор 35.п подключен к нулевому выходу дешифратора, индикатор 35. 0— к первому выходу, индикатор 35.1 — к второму и т.д., а индикатор 35.n — 1. к выходу и дешифратора, на лицевой панели устройства индикаторы 35 ну- 20 меруются и располагаются в необходимом порядке, входы 36 и 37 устройства являются соответственно информационным и входом записи "Зп" и предназначены для ввода информации о до-. 25 пустимых верхнем и нижнем пределах изменения контролируемых напряжений в накопитель, выходы первого регистра

5 соединены с соответствующими первыми входами (А,„,А, ..А „ А „) первои 30

17 и второй 18 схем сравнения.

Устройство работает следующим образом.

Контролируемые напряжения U ...U (фиг.l) подаются на соответствующие входы устройства и далее на входы соответствующих преобразователей

1.0.-..1,п напряжения — частота, фор.-. мирующих на своих выходах импульсы с частотами f f» пропорциональными величине напряжений U U, причем возрастание напряжения ведет к увеличению частоты f, и, следовательно, к уменьшению периода следования импульсов, вырабатываемых преобразователем l i и поступающих на i-вход мультиплексора 2 и далее на выход.

На выход мультиплексора 2 подключается один из информационных входов, определяемый кодовой комбинацией на его адресном входе, Предположим, что к выходу мультиплексора 2 подключен нулевой канал и осуществляется контроль величины напряжения этого канала. Преобразователь 1.О формирует импульсы с частотой, пропорциональной величине напряжения этого канала. Первый импульс с выхода преобразователя 1,0 после

5 146 тановлен нулевой код, В накопитель

6 з аписываются значения некиего и верхнего пределон отклоненИя напряжений и соответствии с контролируемыми каналами, причем по одному адресу накопителя 6 записываются сразу нижний и верхний пределы для соответствующего канала. При считывании из накопителя информации, соответствующая величине нижнего предела, принимается на второй регистр 15, а информация, соответствующая верхнему пределу, — на третий регистр 16.

Величины допустимых пределов могут быть различными и определяются номиналом напряжения в контролируемом канале (например, 5+57 соответствует

4,75 - нижний предел и 5,25 — верхний предел, 10 В + 57 соответствует

9,5 — нижний и 10,5 — верхний пределы, а в накопитель будет записано 4,?5; 5,25 и 9,5, 10,5) . Пределы от клонения записываются в накопитель до начала работы.

Импульс. с выхода формирователя 4 через нремя, определяемое элементом

7 (время записи информации в регистр

5), сбрасывает счетчик 8 и подготавливает его к дальнейшей работе, ИмПульс с выхода формирователя, пройдя элемент 9 задержки (время считы.— вания информации из накопителя 6), разрешает прием считанной информации в регистры 15 и 16 (нижний и

Верхний предел соответственно) и переключает первый счетчик 1О по счетному входу. Состояние счетчика 10 изменяется íà 1, следовательно, к выходу мультиплексора 2 подключается следующий канал (преобразователь 1.1 первого канада); изменяется код на входе адресного регистра 14 и этот код принимается на регистр 14 через время, определяемое элементом 13 (время переключения счетчика 10) импульсом с выхода элемента 9 задержки выбирается первый вход дешифратора 34, к которому подключен индикатор 35.0. Пока выполняются все эти переключения код счетчика 8 (соответствующий величине напряжения нулевого канала) уже принят на регистр а информация о нижнем и верхнем пределах считана из накопителя 6 и принята на регистры 15 и 16 соответственно. Информация с первого регистра подается на первые входы (A«, А1„,...,А,„,А,) первой 17 и второй 18

2359 6 схем сравнения. Информация с выхода регистра 15 подается на вторые входы (В „...В,„) схемы 17, а с выхода регистра 16 — на вторые входы (В,...

Ц. ) второй схемы 18 сравнения. На

1Ï схемах сравнения происходит сравнение величины напряжения (информация с регистра 5) с допустимыми нижним

10 (информация с регистра 15) и верхним (информация с регистра 16) пределами. Обратимся к алгоритму формирования сигналов на выходах первой

17 и второй 18 схем сравнения (фиг.3), 15 Предположим, в момент времени t первым импульсом с преобразователя сброшен счетный триггер 3 и разрешено прохождение импульсов с генератора 11 через элемент И 12 на счетный

2р вход счетчика 8. Если величина контролируемого напряжения меньше нижнего допустимого предела, то период следования импульсов велик и за ин- . тервал времени t-1„,на счетчик будет

25 принят код, соответствующий точке

А1. Этот код, пропорциональный величине U принимается в регистр 14 и поступает на первые входы схем 17 и

18 сравнения. Код о допусках (В я—

30 нижний допуск и Вя — верхний допуск) из накопителя 6 принимается в регистры 15 и 16 ( — на регистр 15, а

В > — на регистр 16) . Так как с увеличением величины контролируемого напряжения увеличивается частота (следонательно, уменьшается период) следования импульсон с выхода соответствующего преобразователя и, соответственно, в течение меньшего проме4р жутка времени будет разрешена работа счетчика 8, это означает, что на . счетчик 8 будет принят меньший (по величине) код и наоборот. Поэтому величина нижнего предела-..В (н чис4 ленном выражении) выше, чем верхнего

В> В результате сравнения принятого кода А„ (пропорционального величине контролируемого напряжения) с допустимыми пределами В „ и В, поступающими с регистров 15 и 16, видно (фиг, 3), что А, > В . Следовательно, на выходе А В первой схемы 17 сравнения появляется единичный сигнал, а на остальных выходах схем 17 и 18 сравнения присутствует "О". В этом случае П (U„„ . Если счетчик 8 будет считать в течение нремени t-tA<, на нем устанавливается код А 4. Из сравнения с допустимыми пределани вид7

1462359 но, что A> B!!, íî A>=B<, что означает, что И; =П„ . В этом случае на вымнн ходе А=В первой схемы !7 сравнения и на выходе А> В второй схемы 18 сравнения появляется I, а на ос!!! 1 11 5 тальных — "0". Если счетчик открыт в течение времени t-tA» то код

Ba < Аз (B» что означает U!!I!I!! ñU,. (Ума!!с т.е. напряжение ..находится в допусти!ых пределах. В этом случае на выходах А (B первой 1 7 и A ) В второй

18 схем сравнения появляются ", 1", а на остальных — "0". Если счетчик работает в течение времени t-t4 и принимает код А, то это означает, что А (Вн, но A+=B» следовательно

U;=U !!1,и сигнал "1" появляется на выходах А (В первой 17 и А=В второй

18 схем сравнения. Если счетчик ра- 20 ботает в течение очень малого промежутка времени - д (высокая частота сигнала на. выходе преобразователя, что соответствует большому значению контролируемого напряжения), код А 25 будет А ñ . В этом случае U,,iU „а!!с а на выходе А < В второй схемы 18 сравнения устанавливается "1", на остальных выходах — "0". Предположим, что в случае, если П;=Б „„или 30

:П;=Б„.„то это нормальный вариант и контролируемое напряжение еще в норме. В зависимости от разрядности кодов, характеризующих величину напряжения и допустимые пределы, указанные микросхемы можно наращивать, дпя чего используются дополнительные входы микросхем. Выходы А=В и А < В первой схемы 17 сравнения соединены с входами первого элемента ИЛИ 19, а 40 выходы А> В и A=E второй схемы 18 сравнения соединены с входами второго элемента ИЛИ 20, что позволяет реализовать такой вариант при контроле напряжения Б„„„ П,. Бмакс Если. вели- 45 чина контролируемого напряжения в норме, т.е. выполняется условие U-„н( (и! 6 смак„ срабатыват оба элемента ИЛИ 19 и 20 (фиг. 2 и 3)и единичный сигнал поступает на первый и вто50 рой входы второго элемента И 21, который тоже сработает, Таким образом, в зависимости от результата сравне-.. ния кода, характеризующего величину контролируемого напряжения, и кодов, характеризующих допустимые пределы, сигнал "!" может появиться на входе S первого RS-триггера 22, !если U; U на входе S второго RS-триггера 23, U!!,„!! (П 1 ма!!!@ на входе S третьего RS-триггера

24, если 11! Пмакс и будет установлен соответствующий

RS-триггер,.- а два других останутся

t I 11

Через время, определяемое элементом 28 задержки (время срабатывания схем сравнения, которые обладают высоким быстродействием, а это одно из основных требований, предъявляемых к этим схемам), информация о состоянии RS-триггеров 22-24 будет переписана в соответствующие D-триггеры

25-27 для обеспечения соответствующего режима работы индикатора. Через время, определяемое элементом 29 задержки, RS-триггеры будут; сброшены в "0" и подготовлены к работе в следующем цикле.

Если U »

"1" будет установлен триггер 23. Эта информация "l" будет переписана в

D-триггер 26, который установится также в состояние "1". Уровень "0" с инверсного выхода этого триггера подается на соответствующие входы третьего 31 и четвертого 32 элементов И и .:блокирует их работу, а следовательно, на стробирующий вход дешифратора 34 будет подан "0" и поэтому подключенный к выходу дешифратора соответствующий индикатор будет выключен, Таким образом, если контролируемое напряжение в норме, индикатор не светится.

Е

Если Ul

Уровень "1" с прямого выхода триггера 25 подается на второй вход третьего элемента И 31, на третьем входе которого также будет уровень "1" с инверсного выхода триггера 26, и первый вход третьего элемента И 31 будет подключен к выходу генератора 30, а следовательно,на выходе элемента И

31 сигнал будет определяться сигналом генератора 30, т.е. изменяться с частотой этого генератора. Сигнал с выхода элемента И 31, пройдя элемент

ИЛИ 33, поступает на стробирующий вход дешифратора 34, т.е. индикатор, подключенный к соответствующему выходу дешифратора, будет мерцать с ча1462359!

О стотой генератора 30, которая выбирается такой, чтобы удобно было наблюдать за миганием индикатора, Работа элемента И 32 при этом блокирована уровнем 0 с выхода триггера 27, ко!! I I

5 тарый находится н "0". Если U >U „„, 1 то будет установлен в "!" триггер 4 и информация с него перепишется н триггер 27, который также установит-!0 ся в "1", Сигнал с прямого выхода триггера 27 подается на второй вход четвертого элемента И 32, на первом ходе которого также. будет уровень

",: 1" с инверсного выхода триггера 26, который вместе с триггером 25 остались в "0", Сигнал с выхода триггера

25 блокирует работу элемента И 31.

1„ лемент И 32 сработает, и сигнал

".1" с его выхода, пройдя элемент

ИЛИ 33, поступит на вход дешифратора

34, а индикатор, подключенный к его выходу, будет светиться, Отмечалось, что к моменту, когда йачинается сравнение кодов (т.е. не- 25

Личины напряжения и допускон),принятых на первый 5, второй 15 и третий 16 регистры, произошло переключейие счетчика 10, который обеспечивает подключение очередного канала к 30 выходу мультиплексора, выбор очередного адреса накопителя и переключеЖие дешифратора 34, но индикаторы

35.0-35.п подключены таким образом, что когда идет контроль напряжения

i-го канала (т.е. разрешена работа счетчика 8, а потом осуществляется сравнение этого кода с кодами допусков), в этот момент к выходу дешифратора подключен (i-1)-й индикатор, 40 который сигнализирует о результатах контроля величины напряжения предыдущего канала.

Когда переключился счетчик 10, подключается очередной кана (соответствующий преобразователь) и первым импульсом с выхода преобразойателя сбрасывается триггер 2 и начинает работать счетчик 8, который был подготовлен к работе, далее осуществляются сравнение оиередного кода

"о счетчика 8 с кодами допусков и индикация результатов контроля напряжения предыдущего канала.

Устройство обеспечивает последовательное подключение контролируеж х

Каналов и индикацию результатов контроля. Счетчик 10 — кольцевой, т.е., просчитан до максимального значения, возвращается н исходное состояние и считает снова.

Б случае, если изменились номиналы или допуски контролируемых напряжений (подключены дпя контроля новые источники питания) хотя бы в одном из каналов, то информация о новых допусках записывается в накопитель,:что можно сделать, например, с помощью фотосчитывающего устройства. Подобная оперативность смены информации о допусках контролируемых напряжений в любом из каналов или но всех каналах одновременна.обуславливает удобство эксплуатации устройства, а возможность контроля различных величин напряжений с различными допусками в каждом из каналов существенно повышает глубину контроля в предлагаемом устройстве по сравнению с известным, которое позволяет контролиров ат ь напряжения одного номинала:.с одинаковыми допусками в каждом канале.

Одним из основных показателей эффективности известного и предлагаемого устройств и является количество и напряжений различных номиналов, которые могут быть проконтролированы.

Для известного устройства значение

n=l в предлагаемом устройстве значение и определяется разрядностью

1 счетчика 10 и ограничивается значением п=2 . Таким образом, изобрете1 ние в 2 раза превосходит известное устройство по допусконому контролю. ормула изобр етения

Устройство для допусковпго контроля напряжений, .содержащее преобразователь напряжение — частота, перный элемент задержки, мультиплексор, счетный триггер,, индикаторы, генератор импульсов, первый и второй счетчики, первый и второй RS-триггеры, первый и второй В-триггеры, дешифратор и генератор импульсов, вхр- ды преобразователей напряжение— частота являются входами устройства, а выходы подключены к соответствующим информационным входам мультиплексора, выходом соединенного со счетным входом счетного триггера, выходы перного счетчика подключень1 к соответствующим адресным входам мультиплексора и к соответствующим информационным входам дешифратора, выход перво1462359

12 го элемента задержки подсоединен к входам сброса первого и второго RSтриггеров, выходами подключенных к соответствующим информационным входам первого и второго D-триггеров, выхо5 ды дешифратора подключены через соответствующие индикаторы к соотнетствующим информационным выходам устройства, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что,с целью увеличения полноты контроля, н устройство введены с первого по четвертый элементы И, с первого по третий элементы ИЛИ, с. второго по пятый элементы задержки, с перво- 15 го по четвертый регистры, формирователь импульсов, накопитель, первая и вторая схемы сравнения, третий RSтриггер и третий D-триггер, выходы генератора импульсов и счетного 20 триггера соединены соответственно с прямым инвертирующим входами первого . элемента И, выходом подключенного к счетному входу второго счетчика, выход счетного триггера соединен с йсо - 25 дом формирователя импульсов, выходом через второй элемент задержки подключенного к нходу сброса второго счетчика и непосредственно соединенного с установочным входом первого реги- () стра, с входом третьего элемента задержки и с входом считывания накопителя, выход третьего элемента задержки соединен со счетным входом первого счетчика,с установочными входами второго и третьего регистров > через четвертый элемент задержки— с установочным входом четвертого регистра, через пятый элемент задержки — с синхровходами D-триггеров и первого по третий, выход пятого элемента задержки подключен к входу первого элемента задержки, выходы первоro счетчика соединены с соответствующими информационными входами 45 четвертого регистра, выходы котороro подсоединены к адресным входам накопителя, входы информационный и записи которого являются соответствующими входами устройства, а выходы соответственно подключены к . группам информационных входов второго и третьего регистров, выход первого элемента задержки подключен к входам сброса первого, второго и третьего регистров и третьего RS-триггера, выходом подсоединенного к нходу третьего D-триггера, выход "Больше" первой схемы сравнения, выход второго элемента ИЛИ и выход "Меньше". второй схемы сравнения подключены к входам установки в "1" RS-триггеров с первого по третий соответственно, выходы второго и третьего регистров подключены соответственно к первым группам первой и второй схем сравнения, вторыми группами входов подключенных к выходам первого регистра, выходы "Равно" и "Меньше" первой схемы сравнения соединены с соответствующими входами первого элемента

ИЛ4, выходы "Больше" и "Равно" нторой схемы сравнения подключены к соответствующим нходам второго элемента ИЛИ, выход которого и выход перного элемента ИЛИ подключены к соответствующим входам второго элемента

И, выходы первого D-триггера и генератора импульсов соединены с первым и вторым входами третьего элемента

И, выход второго D-триггера подключен к третьему входу третьего элемента И и к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего D-триггера, а выход — с первым входом второго элемента ИЛИ, вторым входом подключенного к выходу третьего элемента И, а выходом — к стробирующему входу дешифратора.

1462359

r.а

f.2

22

27

И

Фиг. 2

4,>Вн

ЗЕ<42 Ф ф®а4у с

8g lg48

4у<В

43 144 йдэ да Фн ВРекл

Фиа. Л

Составитель И.Алексеев

Редактор А.Огар ТехредП.Сердщщова Корректор В.Романенко

Заказ 716/50 Тираж 667 По дп ис но е

ВНИКПК Государственного комитета. по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101