Счетчк ампер-часов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетскик

Социалистических

Респубпик (1892308 (6t ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 17.04.80 (21) 2912015/18-21 (5l )M. Кл.

G 01 В 11/34 с присоединением заявки,%—

Гааударааакнвй кемитет

СССР да делам кзебретеннй н аткрытнй (28) П риоритет (53) УДК 621.317.. .38 (088.8) Опубликовано 23.12 81 Бюллетень М 47

Дата опубликования описания 23.12.81 (72) Автор изобретения

В. И. Болдин (7! ) Заявитель (54) СЧЕТЧИК АМПЕР-ЧАСОВ

Изобретение относитсч к импульсной технике и может быть использовано в системах энергопитания постоянного тока.

Известен счетчик ампер-часов, содержащий источник питания, шунт, преобразователь напряжение-частота, счетчик импульсов, блок сравнения кодов и программный блок (1).

Недостатком счетчика является отсутствие обратного считывания.

Известен также счетчик ампер-часов, содержащий источник питания с исполнительным устройством и балластной нагрузкой, аккумуляторную батарею, усилитель постоянного тока, входы которого соединены с шунтом, подключенным между выходом источника питания и аккумуляторной батареей, преобразователь нанапряжение-частота, вход которого соединен с выходом усилителя постоянного тока, а выход — с выходом нереверсивной части электронного счетчика, состоящего из реверсивной и иереверсивной частей, причем выход нереверсивной части соединен с входами первой и второй схем совпадения, выходы которых соединены с входами реверсивной части элект;ронного счетчика, первый и второй дешифраторы состояний счетчика, подключенные к выходам его реверсивной части, а также знако- вый триггер (2).

Недостатком этого счетчика является сравнительно невысокая точность измерения степени зараженности батарей.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в счетчик ампер-часов, содержащий источник питания с исполнительным устройством и балластной нагрузкой, аккумуляторную батарею, усилитель постоянного тока, входы которого соединены с щунтом, . подключенным между выходом источника питания и аккумуляторной батареей, преобразователь напряжение-частота, вход которого соединен с выходом усилителя постоянного тока, а выход — с входом нереверсивной части электронного счетчика, состо. ящего из реверсивной и нереверсивной частеи, причем выход нереверсивной части соединен с входами первой и второй схем совпадения, выходы которых соединены с входами ревер892308 сивной части электронного счетчика, первый и второй дешифраторы состояний счетчика, подключенные к выходам его реверсивной части, а также знаковый триггер введены первый многовходовый триггер, два из входов которого соединены с выходами первого и второго дешифраторов состояний счетчика, первый выходсо вторым входом второй схемы совпадения и первым входом исполнительного устройства источника питания, а второй выход — с вторым входом первой схемы совпадения, второй многовходовый триггер, один иэ входов которого соединен с выходом первого дешифpampa состояний, а выход — с входом запрета нереверсивной части электронного счетчика и вторым входом исполнительного устройства источника питания, анализатор начального состояния аккумуляторной батареи, первый вход которого соединен с батареей,. а второй— с выходом преобразователя напряжение-частога, а один иэ выходов — с вторым входом второго триггера и третьим входом первого триггера, устройство сброса, вход которого соединен с выходом второго дешифратора состояний счетчика, первый выход — с входом сброса счетчиков, а второй выход — с третьим входом анализатора и третьим входом второго триггера, устройство записи, вход которого соединен с вторым выходом анализатора, а выход — с входом записи реверсивной части счетчика, одновибратор, вход которого соединен с выходом знакового триггера, а выход — с четвертым входом первого триггера, а знаковый триггер подключен к второму выходу усилителя постоянного тока.

На чертеже представлена структурная схема счетчика ампер-часов.

Счетчик ампер-часов включает источник 1 питания с исполнительным устройством и балластной нагрузкой, подключенный через шунт 2 к аккумуляторной батарее 3, усилитель 4 постоянного тока со стабильным коэффициентом усиления и двоиным преобразователем сигнала, преобразователь S напряжение-частота, двоичный .счетчик 6 с входами запрета 7 и сброса 8, первая 9 и вторая 10 схемы совпадения, реверсивный счетчик 11 с входами 12 сброса и

13 записи, дешифраторы 14 и 15 состояний счетчика 11, анализатор 16 начального состояния батареи с входами 17 — 19, устройство 20 записи, устройство 21 сброса, первый триггер

22 с входами 23 — 26 и выходами 27 и 28, второй триггер 29 с входами 30 — 32, знаковый триггер 33 и oníoâèáðaòoð 34, Счетчик ампер-часов работает следующим образом. 55

При включении напряжения питания счетчика ампер-часов устройство 1 сброса вырабатывает в начальный момент импульс, которым подается с одного из его выходов на входы

8 и 12 сброса счетчиков 6 и 11, устанавливая их в нулевое состояние, а с другого его выхода на вход 18 анализатора 16. и вход 30 триггера 29, разрешая проанализировать начальное состояние батареи анализатору 16 и устанавливая триггер 29 в состояние логической

"1" на его выходе. С выхода триггера 29 логическая "1" подается на вход 7 счетчика 6, запрещая ему осуществлять счет импульсов с преобразователя 5 напряжение-частота, и на адин из входов исполнительного устройства источника 1 питания, заставляя подключить аккумуляторную батарею 3 для дополнительного разряда на балластную нагрузку. Происходит разряд батареи 3 и напряжение, усиленное усилителем 4, на шунте 2 преобразуется в соответствующую току разряда частоту преобразователем 5 напряжение-частота. Это позволяет анализатору 16 оценить начальное состояние батареи 3 за длительность импульса сброса путем измерения напряжения батареи, подаваемого на его вход 17, и частоты с преобразователя S, дающей информацию о токе разряда батареи и подаваемой на вход 19.

Анализатор 16 оценивает три возможных состояния батареи 3: состояние нулевой, частичной и полной емкости.

При нулевой емкости батареи 3 анализатор

16 вырабатывает импульс, который с одного из выходов подается на вход 31 триггера 29 и вход 25 триггера 22, устанавливая триггер

29 в состояние логического "0", а триггер

22 — в состояние, когда на выходе 27 появляется логическая "Г, а на выходе 28 — логический "0". Тем самым снимается запрет на подсчет импульсов счетчиками 6 и 11, прекращается дополнительный разряд, а сигнал логической

"1" с выхода 27 триггера 22 заставляет исполнительное устройство подключи1ь источник

1 питания для заряда батареи 3. Логическая

"1" с выхода 27 подается на схему 10 совпадения, обеспечивая работу счетчика 11 на накопление импульсов. Батарея 3 начинает заряжаться, а счетчики б и 11 подсчитывают число импульсов, соответствующих количеству полученного батареей 3 электричества.

При полной емкости, т,к. когда батарея 3 заряжена до такой степени, при которой возможно обеспечение нормальной работы системы энергопитания в течение определенного времени, анализатор 16 в момент окончания импульса сброса вырабатывает сигнал, позволяющий устройству 20 записи установить счет чик 11 через вход 13 записи в состояние, соответствующее полной емкости батареи.

При частичной емкости, т.е., когда батарея

3 не способна обеспешть нормальный режим работы системы энергопитания, батарея 3 раз892308 ряжается, независимо от того, закончился импульс начального сброса или нет, ло состояния, соответствующего нулевой емкости. Дальнейшая работа происходит аналогично состоянию нулевой емкости. 5

При достижении состояния счетчика 11, соответствующего полному заряду батареи 3, дешифратор 14 вырабатывает импульс, который подается на вход 32 триггера 29 и на вход

26 триггера 22. Это обуславливает установле- 1© ние триггер 29 в состояние логического "0", а триггера 22 — в состояние, когда на выходе 28 появляется логическая "Г и на выходе 27 — логический "0". Логическая "1" с выхода 28 подается на схему 9 совпадения, осу- 15 ществляя возможность считывания импульсов с накопленного значения счетчика ll, что означает готовность работы счетчика ампер-часов при разряде батареи 3.

26

В режиме полного разряда батареи 3 происходит считывание импульсов из счетчика 11 до того момента, когда его значение соответствует нулевой емкости. Дешифратор 15 в этом случае вырабатывает сигнал, подаваемый на 23 вход 23 триггера 22 и устройство 21 сброса.

Триггер 22 устанавливается в состояние, когда на выходе 27 — логическая "1", на выходе 28 — логический "0", а устройство 21 вырабатывает импульс,, сбрасываюший значение 2р счетчиков 6 и 11 в нулевое состояние, но не поступающий ни на анализатор 16, ни на триг.гер 29. Логическая "1" с выхода 27 позволяет счетчику 11 обеспечить накопление импульсов и подключить источник 1 питания дпя заряда батареи.

Прн частичном разряде батареи, т.е. когда значение счетчика 11 не достигает состояния, соответствующего нулевой емкости батареи 3, одновибратор 34 по окончании разряда устанавливает триггер,22 в состояние, когда на выходе 27 логическая "Г, и счетчик амперчасов готов к режиму заряда батареи 3. Одновибратор 34 срабатывает прн изменении состояния триггера 33 из состояния логического

"0" при разряде в логическую "1" при его окончании, а при заряде на его выходе логическая "1".

Неполадки в системе ° энергопитания, вызывающие пропадание напряжения питания счетчика ампер-часов, а также разьединение блоков в системе энергопитания, что равнозначно отсутствию этого напряжения питания, позволяет анализатору 16 оценить начальное состояние батареи 3 в момент включения напряжения питания. В остальных случаях анализатор 16 не принимает участие в работе.

Таким образом, введение двух многовходовых триггеров, анализатора начального состояния батареи, устройства записи, устройства сброса и одновибратора значительно повысило точность определения степени заряженности батареи н расширило функциональные возможности устройства.

Формула изобретения

Счетчик ампер-часов, содержащий источник питания с исполнительным устройством и балластной нагрузкой» аккумуляторную батарею, усилитель постоянного тока, входы которого соединены с шунтом, подключенным между выходом источника. питания и аккумуляторной батареей, преобразователь напряжение-частота, вход которого соединен с выходом усилителя постоянного тока, а выход — с. входом нереверсивной части электронного счетчика, состоящего из реверсивной и нереверсивной частей, причем выход нереверсивной части соединен с входами первой и второй схем совпадения, выходы которых соединены с входами реверсивной части электронного счетчика, первый и второй дешифраторы состояний счетчика, подключенные к выходам его реверсивной части, а также знаковый триггер, о тличаюшийся тем,что,сцелью повышения точности измерений. в него введены первый многовходовый триггер, два из входов которого соединены с выходами первого и второго дешифраторов состояний счетчика, первый выход — с вторым входом второй схемы совпадения и первым входом ис-. полнительного устройства источника питания, а второй выход — с вторым входом первой схемы совпадения, второи многовходовыи триггер, один из входов которого соединен с входом первого дешифратора состояний, а выход — с входом запрета нереверсивной части электронного счетчика и вторым входом исполнительного устройства источника питания, анализатор начального состояния аккумуляторной батареи, первый вход которого соединен с батареей, а второй — с выходом преобраэователя напряжение-частота, а один из выходов— с вторым. входом второго триггера и третьим входом первого триггера, устройство сброса, вход которого соединен с выходом второго дешифратора состояний счетчика, первый выход — с входом сброса счетчиков, а второй выход — с третьим входом анализатора и третьим входом второго триггера, устройство записи, вход которого соединен с вторым выходом анализатора, а выход — с входом зациси реверсивной части счетчика, одновибратор, вход. которого соединен с выходом знакового триггера, а выход — с четвертым входом первого триггера, а знаковый триггер подключен

892308

Составитель С. Шитов

Редактор И.. Николайчук Техред С.Мигунова Корректор Н. Стец

Заказ 11242/65 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 к второму выходу усилителя постоянного тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР У 646260, кл. 6 О! и ll/34, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР Р 506808, кл. G 01 R 11/34, 1976 (прототип).