Автоматический регистрирующий прибор

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического регулирования и регистрации как электрических, так и неэлектрических параметров. Цель - расширение функциональных возможностей. В регистрирующем приборе применяется следящая система, основанная на использовании стрелочного измерительного прибора. Вал системы кинематически связан с ходовым винтом, на гайке которого установлено пишущее устройство, опирающееся пером на диаграммную бумагу. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК д511 4 G 05 В 11/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г. с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4241177/24-10 (22) 08,05.87 (46) 15 ° 10.89. Бюл. У 38 (71) Тбилисский научно-исследовательский институт приборостроения и средств автоматизации Научно-производственного объединения, Эльва (72) А.Г.Азмайпарашвили и З,А.Азмайпарашвили (53) 681.846. 2 088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 970316, кл..G 05 В II/16, 1982, (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГИСТРИРУЮЩИЙ

ПРИБОР. Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического регулирования и регистрации как электрических, так и неэлектрических параметров, а именно тех параметров, которые можно измерить стрелочным измерительным прибором любого типа.

Цель — расширение функциональных воэможностей °

На фиг.1 приведена функциональная схема прибора; на фиг,2 — разрез А-А на фиг.l.

Автоматический регистрирующий прибор состоит из реверсивного электродвигателя I с малой редукцией, на валу 2 которого установлен тормозящий электромагнит 3, состоящий; например, из зубчатого ферромагнитного диска 4, жестко установленного на валу указанного двигателя. Вблизи

ÄÄSUÄÄ 1515144 А 1

2 (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического регулирования и регистрации как электрических, так и неэлектрических параметров. Цель расширение функциональных возможностей. В регистрирующем приборе применяется следящая система, основанная на использовании стрелочного измерительного прибора. Вал системы кинематически связан с ходовым винтом, на гайке которого установлено пишущее устройство, опирающееся пером на диаграммну1о бумагу. 2 ил. зубцов 4 диска установлены аналогич- С ные зубцы 5 магнитопровода, охватывающие обмотку 6 управления, при этом указанный магнитопровод с обмоткой установлен неподвижно на корпусе

7 устройства. Вал двигателя через глухую муфту 8 связан с ходовым вин)ве4 том 9, установленным на подшипниках Ql

10, 11 ° На ходовом винте установлена гайка 12, которая своим вырезом рас- МЬ полагается в направляющей 13, На гай- ффйь ке установлено пишущее устройство

14, которое прижимает пишущее перо 15 к диаграммной бумаге 16, связанной с лентопротяжным устройством (не показано). На гайке 12 установлена также показывающая стрелка 17, а напротив нее — шкала 18. Ходовой винт

9 через редуктор, напр .мер, червячной передачи (червяка 19, который установлен на конце xone !of. гo винта 9, связан червячным колесом . )) связан

1515144 с валом 21, на котором установлена планка 22 с тремя фотоприемниками:

23 с правой стороны, 24 в середине, 25 с левой стороны, а напротив них осветитель 26, между ними установлена стрелка 27 измерительного прибора 28, Планка 22 снабжена выступом 29 и пРи вращении между фотоприемником 30 и осветителем 31, установленными не- 1ð о подвижно на корпусе. левее на 1-3 от места расположения линии нулевой отметки шкалы стрелочного измерительного прибора 28. Фотоприемник 23 через ключевой усилитель 32 соединен с 15 единичным входом первОго триггера 33, прямой выход которого подключен к одному входу первого элемента И 34, выход которого через первый элемент

ИЛИ 35 плчключен к управляющему вхо- 20 ду первого аналогового ключа 36. Все ключевые усилители 32, 37, 49, 50 собраны на одном полевом транзисторе..

Аналогичным образом фотоприемник 25 через второй ключевой усилитель 37 соединен с единичным входом второго триггера 38, прямой выход которого подключен к одному входу второго элемента И 39, выход которого через второй элемент ИЛИ 40 подключен к управляющему входу второго аналогового ключа 41. Второ: вход первого зле " мента И 34 подключен к разде. ьны. входам первого 33, второго 38, третьего 42 триггеров, к раздельному единичному входу четвертого тригге ра 43 и к инверсному выходу пятого триггера 44, который через первую линию задержки 45 подключен к второму входу второго элемента ИЛИ 39. 40

Прямой выход триггера 44 подключен к второму входу элемента ИЛИ 35, а прямой выход триггера 42 через вторую линию задержки 46 — к второму входу элемента ИЛИ 40 и одновременно через 45 первую дифференциальную цепочку 47 и первый инвертор 48 — к нулевому входу пятого триггера 44.

Фотоприемник 30 через четвертый усилитель 49 подключен к единичному входу триггера 42. Другие раздельные нулевые входы триггеров 33, 38, 42, 43 объединены и подключены к выходу третьего усилителя 50. Инверсные выходы 33, 38 подключены к раз55 дельным единичным входам триггера

43, инверсный выход которого подключен к управляющему входу третьего аналогового ключа 51, выход котороro соединен с тормозным электромагнитом 3, Источник положительного напряжения 52 (по.отношению к земляной шине нулевого потенциала) через вторую дифференцирующую цепочку 53 и второй инвертор 54 подключен к единичному входу пятого триггера 44.

Аналоговые входы ключей 36 и 41 объединены и подключены к источнику напряжения 55. Аналоговый вход ключа

51 подключен к положительному полюсу источника питания 52.

ПровоДа, идущие от фотоприемников

23-25, намотаны в спираль, спущены к центру вала 21 и через жгут соединены с соответствующим ключевым усилителем 32, 37, 50. Одновременно вал

21, имеющий достаточно большой крутящий момент, может .=лужить для подсоединения исполнительного органа (механизма), например, с целью регулирования измеряемого параметра, Максимальный угол поворота вала 2 (поворот планки 22) соответствует максимальному перемещению гайки 12, следовательно, и пишущего устройства

14 по ширине диаграммной бумаги 16.

При перекрыться стрелкой 27 или выступом 29 светового потока от осветителя к фотоприемнику на выходе соответствующего ключевого усилителя возникает низкий уровень напряжения— логический "0". Отпирающим сигналом для аналоговых ключей 36, 31, 51 является высокий уровень напряжения— логическая "1".

Так как система автоматически вступает в работу и после перебоя питания, когда вновь возникает напряжения, описание работы начнем с этого момента.

При снятии напряжения питания и появления вновь стрелка измерительного прибора 28 может находиться в любом месте по отношению к планке

22, допустим, левее, как показано на фиг.1.

В течение нескольких секунд триггеры могут находиться в хаотическом состоянии, но от источника питания

52 через дифференцирующую цепочку 53 и инвертор 54 триггер 44 перебрасывается в единичное состояние с инверсного выхода Q, последний установит триггеры 33, 38, 42 в нулевое состояние, а триггер 43 — в единичное. При этом элементы И 34 и 39 запрещают сигналы от триггеров 33 и 38 (если

1 5! 5l iu от прямых выходов последних будут поступать "1"). Для переброса триггера

44 обратно в нулевое состояние (при включении питания через триггер 42) постоянная времени дифференцирующей цепочки 53 выбрана бол. me постоянной времени дифференцирующей цепочки 47, На управляющий вход ключа 51 с прямого выхода В8-триггера 43 посту- 1О пает "0 — тормозящий электромагнит

3 отпущен, с прямого выхода В$-триггера 44 — "1", через элемент ИЛИ 35 подается опирающий сигнал на аналоговый ключ 36, и двигате ь 1 начинает вращать против часовой ;трелки, пишущее устройство перемещается влево через червячную передачу вала 21, следовательно, планка 22 также поворачивается в левую сторону, Далее при пробегании сперва фотоприемником

25 местонахождения стрелки 27 импульсно перекидывается триггер 33 в единичное состояние, но сразу же при пробегании фотоприемником 24 указанный триггер возвращается в нулевое состояние, далее при пробегании фотоприемником 23 местонахождения стрелки триггер 38 перекидывается в единичное состояние, .ак как на одних входах элементов И 34 и 39 дается запрет (подается 0"), то состояние триггеров 33, 38 не отражается на работе схемы, только триггер 43 получает подтверждение сигнала (0") на 3S своем единичном входе, . Далее при установке выступа 29 планки 22 напротив фотоприемника 30 перо 15 пишущего устройства переходит 40 за нулевую координату на 1-3 мм, что на диаграммной бумаге будет обозначать, что произошел перебой питающего напряжения. Выходной сигнал от фотоприемника 30 через ключевой усили- 4 тель 49 перекидывает триггер 42 в единичное состояние, через дифференцирующую цепочку 47 и инвертор 48 перекидывается триггер 44 в нулевое состояние, прямой выход которого через схему ИЛИ 35 запирает аналоговый ключ 36 и выключает двигатель l, Через интервал времени, обусловленный линией задержки 46, через схему

ИЛИ 40 подается отпирающий сигнал ("1") на управляющий вход аналогэвого ключа 41, который включает двигатель 1 в направлении по часовой стрело ке, при котором планка 22 вращается в правую сторону (фиг.1). Одновременно

"единицей" с инверсного выхода РБтриггера 44, через интервал времени, обусловленный линией задержки 45, происходит совпадение на схеме И 39, которое нодтверждает сигнал на аналоговом ключе 41. Пишущее устройство также перемещается вправо °

При установке планки 22 в такое положение, когда фотоприемник 23 установится напротив стрелки 27, на триггере 38 происходит только под-тверждение сигнала. При установке фотоприемника 24 напротив стрелки вы . ходной сигнал от ключевого усилителя

50 подается на нулевые входы триггеров 33, 38, 43, 42 и устанавливает последние в нулевое состояние, аналоговый ключ 41 закрывается, двигатель включается через инверсный выход Q триггера 43, ключ 51 отпирается, включается тормозящий электромагнит

3 и вал двигателя 2, и система фиксируется, При этом перо 15 пишущего устройства и указательная стрелка 17 на шкале 18 устанавливаются в строго пропорциональной зависимости от линейного перемещения 1 от угла c(от,,клонения стрелки 27 измерительного прибора 28.

При отклонении стрелки 27 прибора

28 от положения равновесия стрелка

27 перекрывает фотоприемник 25 или

23 (в зависимости от того, в какую сторону она отклонится). Выходной нулевой сигнал соответствующего усилителя 32 или 37, поступая на единичный вход триггера 33 или 38, перекидывает последний, Логический "0" от инверсного выхода триггера 33 или 38 перекидывает триггер 43 в единичное состояние, эапираетсл ключ 51 и тормозяший электромагнит 3 обесточивается. Одновременно открывается аналоговый ключ 36 или 41, и напряжение от источника 55 поступает на один или другой вход реверсивного двигателя 1, который поворачивает ходовой винт, перемещая пишущее устройство в ту или другую сторону, одновременно поворачивая через червячную передачу планку 22 с фотоприемниками 23-25 и осветителем 26 в сторону уменьшения рассогласования до тех пор, пока стрелка 27 не перекроет фотоприемник

24. При этом триггеры 33, 38 устанав1515144 ливаются в нулевое состояние, аналоговые ключи 36, 41 закрываются, двигатель 1 останавливается, триггер

43 устанавливается в единичное состоя5 ние, ключ 51 отпирается, тормозящий электромагнит 3 включается, и система фиксируется °

Формула изобретения

Автоматический регистрирующий прибор, содержащий привод, кинематически связанный с валом, на котором закреплен диск с осветителем и тремя 15 фотоэлементами, стрелка измерительного прибора установлена соосно с валом и расположена между осветителем и фотоэлементами, неподвижные осветитель и фотоэлемент, оптически связанные 20 между собой, и три триггера, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в нем вал кинематически связан с ходовым винтом, на гайке которого установлено пишущее устройство, опирающееся пером на диаграммную бумагу, прямой выход первого триггера подключен к одному входу первого элемента И, выход которого через первый элемент ИЛИ подключен к управляющему входу первого аналогового ключа, аналогично подключен выход второго триггера к входу второго аналогового ключа, другие входы первого и второго элементов И объединены через первую линию задержки и подключены к раздельным входам первого, второго, третьего триггеров, к раздельному единичному входу четвертого триггера и к инверсному выходу пятого триггера, прямой выход которого подключен к второму входу первого элемента

ИЛИ, а прямой выход. третьего триггера через вторую линию задержки подключен к второму входу второго элемента ИЛИ и одновременно через первую дифференцирующую цепочку и первый инвертор — к нулевому входу пятого триггера, другие раздельные нулевые входы первого, второго, третьего и четвертого триггеров объединены и подключены к выходу ключевого усилителя, источник питания через вторую дифференцирующую цепочку и второй инвертор подключен к единичному входу пятого триггера.

I5I5I44

27

Ю

Составитель С.Подорский

Техред А.Кравчук Корректор О.Ципле

Редактор М.Циткина

Заказ 6276/45 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб., д. 4/5

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