Устройство для допускового контроля параметра

 

Союз Советских

Социвлистичесиик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii>954949 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) заявлено 22. 07. 80 (21) 2966793/18-24 с присоелинением заявки,йе (23) П риоритет

Опубликовано 30. 08. 82. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 30.08.82

3 (51) М. Кл.

G 05 В 23/02

3Ьеудеретеенный кемитет

СССР

IIo делам изобретений н открытий (53 } УД К 621. 396 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. В. Богословский и В. С. Котляр (7l) Заявитель

Киевский институт автоматики им. ХХЧ съе (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОПУСКОВОГО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРА

Изобретение относится к технике .автоматического управления и контроля и может быть использовано для контроля соответствия какого-либо параметра, представленного в аналоговой форме, заданному значению, например, в системах контроля эа проведением экспериментов на аэродинамических установках.

Известно устройство для контроля за ходом какого-либо процесса, в котором информация о величине контролируемого параметра представлена в виде аналогового сигнала. Такое устройство представляет собой схему сравнения, содержащую два компаратора (нуль-органа), на первые входы которых подается контролируемый сигнал, а выходы которых соединены с входом блока сигнализации (схемой управления) и два источника опорных напряжений (0оп,мин и Осп,макс) ° выходы ко торых соединены с вторыми входами со. ответствующих компараторов. Первый

2 компаратор осуществляет сравнение контролируемого сигнала (напряжения), поступающего на его первый вход, с напряжением, поступающим на второй вход компаратора от первого источни5 ка опорного напряжения (Цпм„„), . уровень напряжения которого определяет нижнюю границу поля допуска.

Второй компаратор осуществляет сравнение контролируемого сигнала, поступающего на его первый вход, с напряжением,,поступающим на второй его вход от второго источника опорного напряжения (00п макс), уровень напряжения которого определяет верхнюю границу поля допуска (11.

Недостатком данного устройства при использовании его в системах контроля является недостаточная точность о контроля. Точность контроля недостаточна из-эа того, что ширина поля допуска> определяемая интервалом между уровнями напряжений первого и второго (Uoh.лли„, Uoo макс) источников

954949

1О

2$ зо ции f2) . ° опорных напряжений, постоянна, что приводит к изменению предельной относительной погрешности s: зависимости от уровня контролируемого параметра.

При изменении уровня контролируемого параметра предельная относительная погрешность контроля изменяется в зависимосТи от уровня контролируемого параметра, что приводит к снижению, точности контроля. Кроме того, устройство сложно из-за использования двух источников опорных напряжений, предназначенных для создания поля допуска.

Наиболее близким к предлагаемому. по технической, сущности является устройство, которое содержит два компаратора и блок сигнализации, причем оба инвертирующих входа компараторов соединены через соответствующие резисторы с источником напряжения, пропорционально текущему значению пара-. метра, оба неинвертирующих входа компэраторов соединены через соответствующие резисторы с источником напряжения, пропорционального заданному значению параметра, оба неинвертирующих входа компаратора соединены через соответствующие резисторы с шиной

"земля", а выходы компараторов соединены с входом блока сигнализации.

На инвертирующие входы компараторов через соответствующие резисторы от источника напряжения, пропорционального. текущему значению параметра, поступает напряжение, пропорциональное текущему значению контролируемого параметра, на неинвертирующие входы компараторов через соответствующие резисторы от источника напряжения, пропорционального заданному значению параметра, поступает напряжение, пропорциональное заданному значению параметра. более отрицательным, чем напряжение, поступающее от источника напряжения, пропорционального заданному значению параметра на неинвертирующий вход компаратора, то напряжение на выходе компаратора принимает высокий уровень (логическая "1"). .Когда напряжение, поступающее от источника напряжения, пропорционального текущему значению параметра на инвертирующий вход компаратора, снанет более положительным, чем напряжение на неинвертирующем входе, то напряжение на выходе компаратора принимает низкий уровень (логический "О"). На неинвертирующий вход каждого компаратора поступают напряжения с выходов делителей напряжения, образованных резисторами, подключенными к источнику напряжения, пропорционального заданному значению и к шине "земля". Уровни этих напряжений определяют верхнюю и нижнюю границы поля допуска, для образования которого необходимо установить в делителе, подключенном к неинвертирующему входу первого компаратора, резисторы, отношение сопротивлений которых отличается от отношения сопротивлений резисторов делителя, подключенного к неинвертирующему входу второго компаратора, вследствие этого будут различны и напряжения, поступающие на неинвертирующие входы компараторов, а следо- вательно, различны и уровни срабатыЗ5 вания компараторов. Разница между уровнями срабатывания компараторов и определяет ширину поля допуска.

Для вывода информации о состоянии компараторов, а следовательно и о том, выше, ниже или в пределах допуска находится уровень контролируемого параметра, служит блок сигналиэаКроме того, неинвертирукш:.ие входы компараторов через соответСтвующие резисторы присоединены к общей шине

"земля". Таким образом, на неинвертирующие входы компараторов подается напряжение, определяемое соотношением сопротивлений резисторов, подключенных к источнику напряжения, пропорционального заданному значению параметра и общей шине "земля". Если напряжение, поступающее от источника напряжения, пропорционального текущему значению параметра, на инвертирующий вход компаратора станет

Недостатком такого устройства является недостаточная точность контроля вследствие того, что постоянная ширина поля допуска приводит также, как и в описанном устройстве, к изменению, в зависимости от уровня. контролируемого параметра, предельной относительной погрешности допускового контроля, т. е. приводит к тому, что точность допускового контроля

5S зависит от значения контролируемого параметра.

Цель изобретения - повышение точности устройства эа счет изменения с прямого выхода генератора 6, ключ

8 - импульсами, поступающими с инверсного выхода генератора 6. Комму-. тация ключей 7 и 8 происходит в противофазе. Синхронно поступающие на суммируются, это обеспечивается подключением к входу нуль-органа соответпоступившего в этот момент от генератора. К импульсному току постоянной амплитуды, поступающему от генератого и заданного значений параметра.

Таким образом, амплитуда суммарна вход нуль-органа 2, пропорциональна заданному и текущему значениям контролируемого параметра. Кроме того, на вход нуль-органа 2 поступает постоянный ток, равный разности токов, поступающих от разнополярных источников напряжения через резисторы 3 и 4. До тех пор, пока разностный ток меньше совпадающих с ним по знаку импульсов суммарного импульсного тока, нуль-орган будет переключаться, вырабатывая последовательблока 1 сигнализации, который, в э юм случае, сигнализирует о нахождевысокий (логическая "1") или низкий (логический "0") уровень. Блок сигнализации в зависимости от полярности источников напряжений, пропорциоВыходная характеристика устройства при различных соотношениях реэисто5 954949 6 ширины поля допуска в зависимости от резисторов 9 и 10. Так как управлеуровня контролируемого параметра и ние коммутацией ключей осуществляетполучения в результате этого постоян- ся с помощью генератора 6, то частоной предельной относительной погреш- та импульсного тока, поступающего ности, т. е. точности допускового 5 на вход нуль-органа 2 от прямого вы.контроля во всем диапазоне изменения хода генератора 6, равна частоте импульсного тока поступающего на вход

Поставленная цель достигается тем, нуль-органа 2 от источников напряже-. что в устройство, содержащее нуль- ний через управляемые ключи. Ключ 7 орган вход которого через первый ре- >0 управляется импульсами, поступающими орган, эистор соединен с источником напряжения, пропорционального текущему значению контролируемого параметра, через второй резистор - с источником напряжения,. пропорционального инверс" 15 ному значению заданного параметра, а вход нуль-органа 2 импульсные токи выход соединен с входом сигнализации дополнительно введены генератор прямоугольных импульсов, два управляемых ствующим ключом того источника, наключа, третьи и четвертый резисторы, 20 пряжение которого имеет полярность, причем прямой и инверсный выходы re- соответствующую полярности импульса, нератора прямоугольных импульсов соединены с управляющими входами управляемых ключей, информационнные входы которых через третьи резисторы 25 ра.6, прибавляется импульсный ток, подключены соответственно к источни - амплитуды которого зависит от текущекам напряжений, пропорциональных текущему и инверсному заданному значениям параметра, а выходы - .к входу ного импульсного тока, поступающего нуль-органа, и через четвертый ре- 50 зистор - к прямому выходу генератора прямоугольных импульсов.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - выходные характеристики устройства (после допуска) 35 при различных соотношениях величин резисторов.

Устройство содержит блок 1 сигнализации, нуль-орган 2, первый 3, вто" рой 4 и четвертый 5 резисторы, гене- 0 ратор 6 прямоугольных импульсов, управляемые ключи 7, 8, третьи реэисто- . ность импульсов, поступающих на вход ры 9, 10 и источники напряжений, пропорциональных текущему значению контролируемого параметра 11 и инверсному HeN контролируемого параметра в поле значению заданного параметра 12. допуска. Если же разностный ток преУстройство работает следующим об- высит совпадающие с ним по знаку имразом. пульсы суммарного импульсного тока, На вход нуль-органа 2 с прямого то на выходе нуль-органа установится выхода генератора 6 через резистор

5 поступает импульсный ток. Кроме того, на вход нуль-органа 2 поступают также импульсные токи от источников напряжений (не показаны), пропорцио- нальных заданному и текущему значенинальных заданному U„<> > и текущему ям параметра, покажет выше или ниже

11„О значениям параметра и сформи- допустимого значения находится конт55 порт рованные соответствующими управляв- ролируемый параметр. мыми ключами 7 и 8. Величины этих токов определяются сопротивлениями

954949 ров 3, 4, 9, 10 показана на фиг. 2, где область допустимых отклонений заштрихована. Сформированное суммарным импульсным током поле допуска изменяет свою ширину в зависимости > S от уровней напряжений, пропорциональных заданному и текущему значениям параметра. Ширина полученного поля допуска зависит от заданного значения. контролируемого параметра, увеличи- >0 ваясь или уменьшаясь пропорционально

:его величине.

Таким образом, предлагаемое устройство формирует переменное, в .за- !5 висимости от значения контролируемого параметра, поле допуска, что позволяет получить постоянную„ во всем диапазоне изменения параметра предельную относительную погрешность 2В допускового контроля .

Формула изобретения

Устройство для допускового контроля параметра, содержащее нуль-орган, вход которого через первый резистор соединен с источником напряжения, пропорционального текущему зна- Зв чению контролируемого параметра, че-. рез второй резистор - c источником напряжения, пропорционального инверсному значению заданного параметра, а выход соединен с входом блока сигнализации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены генератор прямоугольных импульсов, два управляемых ключа, третьи и четвертый ,резисторы, причем прямой и инверсный

1 выходы генератора прямоугольных им пульсов соединены с управляющими входами управляемых ключей, информационные входы которых через третьи резисторы подключены соответственно к источникам напряжений, пропорциональных текущему и инверсному заданному значениям параметра, а выходы - к входу нуль-органа и через четвертый резистор - к прямому выходу генератора прямоугольных импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 366417, кл. G 01 R 15/08, 1969.

2. Поплавко В. М. Аналоговые устройства допускового контроля. Сб. статей. "Электронная техника в автоматике". Под ред. Ю. И. Конева, Вып. 3, М., "Советское радио", 1972 ,(прототип).

954949, Составитель В. Солончук

Редактор А. Мотыль Техред M.Ðåéâåñ Корректор Г. Огар

Заказ 6432/48

Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по .делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, 3-35, Рауаская наб., д. 4/5 филиал nflfl "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4