Устройство для измерения времени переходного процесса

 

,нат! (! л;- А

Союз Сов!

Социалистичвских

Рестгубпик

ОПИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН Ия

""714363

И АВТОРСКОМУ СВИДЮТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.01.78 (21) 2568700/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл. 2

G 05 В 23/02

Государственный квинтет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 62.50 (088.8) Опубликовано 05.02.80. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 15.02.80 (72) Автор изобретения

В. А. Янкович (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ

ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА

Изобретение относится к области автоматики, а именно к измерительной технике, и может быть использовано для контроля динамических параметров систем автоматического управления, в частности, цифровых измерительных систем.

Известно устройство для визуального контроля переходных характеристик систем, содержащие генератор стимулирующих сигналов и схему сравнения (1) .

Однако это устройство обеспечивает только визуальный контроль переходного процесса, с чем связана его невысокая достоверность, а также невозможность автоматизации измерений.

Известно устройство для измерения времени переходного процесса, содержащее источник сигнала, преобразователь напряжения в частоту, делитель частоты, счетчик, блок сравнения кодов, блок управления, формирователь стробов, запоминающий блок и измеритель интервалов времени (2) .

Однако это устройство предназначено только для измерения постоянной времени апериодического процесса. На нем невозможно произвести измерение постоянной времени переходного процесса, если он является колебательным.

Наиболее близким по технической cywности к данному изобретению является устройство, содержащее генератор стимулирующих сигналов, первый блок сравнения, два счетчика, блок управления и измеритель временных интервалов. Это устройство предназначено для измерения времени переходного процесса в системе, имеющей выходной сигнал в аналоговой форме Q7, Однако в этом устройстве точность измерения ограничена длительностью промежутка времени, в котором выход преобразователя «аналог-частота» подключен к суммирующему входу первого счетчика. Кроме того, величина, на которую может отличаться сигнал на выходе системы в момент окончания переходного процесса от установившегося значения, зависит от уровня установившегося значения. Это также снижает точность измерения. При измерении времени переходных процессов, об окончании которых судят по остаточному отклонению составляющему доли процента от установившегося значения выходного сигнала контролиру714363

1$

4$

SS емой системы, применение этого устройства оказывается невозможным, так как резко снижается достоверность результата измерений. Для получения приемлемой точности требуется значительное усложнение преобразователей «аналог-частота», связанное с необходимостью повышения крутизны преобразования.

Цель изобретения — повышение точности устройства.

Это достигается тем, что оно содержит генератор стабильной частоты, второй блок сравнения и два логических элемента И вЂ” HE, первые входы которых связаны с выходом первого блока сравнения, вторые входы— с выходом второго блока сравнения, вход которого подключен ко входам устройства и первого блока сравнения. Счетный вход первого счетчика подключен к выходу генератора стабильной частоты и третьему входу второго элемента И вЂ” НЕ, установочный вход — к первому выходу блока управления, выход — ко входу «Старт» измерителя временных интервалов, ко входу «Стоп» которого присоединены выходы второго счетчика и первый вход блока управления, второй вход которого связан с выходом генератора стимулирующего сигнала, а второй выход-с выходом устройства, причем выход первого логического элемента И вЂ” НЕ связан с установочным входом второго счетчика, со счетным входомв которого соединен выход второго логического элемента И вЂ” НЕ.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит блоки сравнения

1 и 2, логические элементы И вЂ” HE 3 и 4, счетчики 5 и 6, кварцевый генератор 7, из— меритель 8 временных интервалов с разделительными входами «Старт» и «Стоп», блок управления 9, вход устройства 10, генератор стимулирующих сигналов 11, выход устройства 12. На вход 13 подается сигнал

«Пуск».

Устройство работает следующим образом.

При поступлении на вход 13 сигнала

«Пуск», блок управления 9 подключает стимулирующий сигнал на вход контролируемой системы через выход устройства 12. Одновременно снимается сигнал обнуления с установочного входа первого счетчика 5 и начинается заполнение этого счетчика сигналом генератора стабильной частоты 7. После записи в первый счетчик N импульсов, на выходе его появляется сигнал, запускающий измеритель 8 временных интервалов.

На входы блоков сравнения 1 и 2 входа устройства 10 подается цифровой код выходного сигнала контролируемой системы. На выходе блока сравнения 1 появляется логическая «1», когда значение выходного сигнала системы превышает первый пороговый уровень и логический «О», когда выходной сигнал системы меньше первого порогового уровня. На выходе блока сравнения 2 появляется логический «О», когда выходной сигнал системы превышает второй пороговый уровень и логическая «1», когда выходной сигнал системы меньше второго порогового уровня. Первый пороговый уровень по модулю меньше второго порогового уровня.

Они выбираются из условия, что переходной процесс считается оконченным, когда выходной сигнал системы по модулю больше первого и меньше второго порогового уровней.

На выходах блоков сравнения 1 и 2 будет логическая «1» только тогда, когда значение выходного сигнала будет находиться в

«коридоре», ограниченном первым и вторым пороговыми.уровнями. В этом случае логический элемент И вЂ” НЕ 4 начинает транслировать импульсы от генератора стабильной частоты 7 на счетный вход второго счетчика 6, а на выходе элемента И†HE 3 появляется логический нуль, разрешающий заполнение второго счетчика 6. Когда выходной сигнал выходит из заданного «коридора», то есть на выходе одного из блоков сравнения появляется логический «О», заполнение счетчика 6 прекращается, и он сбрасывается в «О» сигналом с выхода элемента

И- — HE 3. После окончания переходного процесса значение выходного сигнала системы находится в «коридоре», ограниченном первым и вторым пороговыми уровнями. На счетный вход счетчика 6 непрерывно подаются импульсы от генератора стабильной частоты 7 через элемент И вЂ” НЕ 4. После записи N импульсов во второй счетчик 6, на выходе его появляется сигнал, останавливающий измеритель интервалов времени 8 и проводящий устройство в исходное состояние.

Чтобы предупредить остановку измерителя временных интервалов до окончания переходного процесса, в системе время заполнения второго счетчика 4 выбирается значительно большим периода колебаний переходного процесса. Счетчик 5 служит для задержки запуска измерителя временных интервалов на время, равное времени заполнения счетчика 6. При отсутствии такой задержки, измеритель временных интервалов будет измерять суммарное время переходного процесса и время заполнения счетчика

6. Для увеличения точности измерения необходимости осуществить синхронизацию сигнала «Пуск» сигналом тактового генератора контролируемой системы. Для измерения времени переходного процесса в системах, имеющих на выходе сигнал в аналоговой форме, необходимо между выходом системы и входом устройства включить аналого-цифровой преобразователь. Таким образом, устройство обеспечивает измерение времени переходных процессов цифровых измерительных систем с точностью, определяемой частотой кварцевого генератора. Вели14363

Формула изобретения

Составитель В. Васильев

Техред К. Шуфрич Корректор Н. Задерновская

Тирада 959 Подписное

Редактор А. Виноградов

Заказ 9287 45

U,HH HAH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 чина, по которой судят об окончании переходного процесса может быть как угодно малой и определяется ценой младшего разряда двоично-десятичного кода.

Устройство для измерения времени переходного процесса, содержащее первьгй блок сравнения, два счетчика, генератор стимулирующих сигналов, измеритель временных интервалов и блок управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит генератор стабильной частоты, второй блок сравнения и два элемента И†HE, первые входы которых связаны с выходом первого блока сравнения, вторые входы — с выходом второго блока сравнения, вход которого подключен ко входам устройства и первого блока сравнения, счетный вход первого счетчика подключен к выходу генератора стабильной частоты и третьему входу второго элемента И вЂ” HE, установочный вход — к первому выходу блока управления, выход — ко входу «Старт» измерителя временных интервалов, ко входу «Стоп» которого присоединены выход зторого счетчика и первый вход блока управления, второй вход которого связан с выхоS дом генератора стимулирующего сигнала, а второй выход — с выходом устройства, причем выход первого элемента И вЂ” HE связан с установочным входом второго счетчика, со счетным входом которого соединен

49 выход второго элемента И вЂ” HE.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Основы построения автоматизированных систем контроля сложных объектов под

1$ ред. Кузнецова П. И., «Энергия», М., 1969. с. 115 — 116.

2. Авторское свидетельство CCGÐ № 519686, кл. G 05 В 23/00, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР

19 № 531 1 34, кл. G 05 В 23/02, 1 974 (прототип) .