Устройство для контроля напряжений

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1>746438 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 0901.78 (21) 2566433/18-24 (51)М. Кл.2 с присоединением заявки М?

G 05 В i23/02

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 070780. Бюллетень Но 25

Дата опубликования описания 0707.80 (53) УДК 621. 396 (088. 8) (72) Автор изобретения

B,С. Тверезовский (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к области автоматизированного контроля и может быть использовано в контрольноизмерительной технике.

Известны устройства (1)н (2), содержащие блоки сравнения напряжений, ключи и блоки контроля напряжений.

Недостатками таких устройств являются низкие быстродействие, точность и информативность контроля.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для контроля напряжений (31, содержащее блок управления, первый выход которого через первый ключ соединен с первым входом блока регистрации и первым входом нуль-органа, второй выход — с первым входом второго ключа, третий выход - с первым входом сумматора, четвертый выход — co входом коммутатора и вторым входом блока регистрации, а входс выходом нуль-органа, второй вход которого подключен к третьему входу блока регистрации и выходу усилителя постоянного тока. Второй вход первого ключа соединен с выходом источника зталонного напряжения и со вторым входом второго ключа,третий вход которого подключен к третьему входу первого ключа и выходу к о ммут атор а.

Недостатком устройства является ограниченная область его применения, определяемая одним значением измеряемого напряжения.

Целью изобретения является рас1О ширение области применения устройства.

Эта цель достигается тем, что устройство содержит блок памяти, четыре ключа, генератор импульсов и

1з три преобразователя код-проводимость

Пятый выход блока управления подключен через блок. памяти к соответствующим вторыми входам сумматора, выходы которого соединены с соответствующи20 ми первыми входами третьего, четвертого и пятого ключей, первые выходы которых через соответствующие преобразователи код-проводимость подключены к выходу второго ключа, а вто25 рые выходы - ко входу усилителя постоянного тока. Выход шестого ключа соединен с третьим входом сумматора, а первый и второй входы подключены соответственно к выходу генератора

3{j импульсов и нуль-органа.

746438

На чертеже изображена структурная схема устройства. . Устройство содержит первый, второй и третий ключи 1,2,3,источник этьлон його йапряжения 4, сумматор 5, блок памяти 6, коммутатор 7, генератор импульсов 8, нуль-орган 9, блок ре- гистрации 10, блок управления 11, усйлитель постоянного тока 12, четвертый, пятый и шестой ключи 13, 14, 15, первый, второй и третий преобразователи код-проводимость 16, 17, 18, регистр 19 и входные клеммы 20;

21 и 22.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии сумматор 5

" "привбдится в нулевое состояние импульсов,-:поступающим с блока 11. На выходе коммутатора 7 сигнал отсутствует. Ключи 1, 2, 3, 13, 14 и 15 закрыты, и на выходе УПТ напряжение равно нулю.

При работе устройства в режиме контроля отклонения напряжения в абсолютных единицах по сигналу, поступающему с блока ll на управляющие входы ключей 1 и 2, выход коммутатора 7 соединяется через ключ 1 со входом нуль-органа 9 и блока 10,вы ход источника 4 подключается к вы ходу ключа .2, а коммутатор 7 подсоединяет первое из входных напряжений (клемма 20) .

По команде, поступающей с блока

ll, ключ 15 начинает пропускать импульсы с генератора 8 на вход сумматора 5, который суммирует эти импульсы и своими выходами коммутирует ключи 3, 13 и 14. B этом случае (когда сумматор работает как . двоичный счетчик, а проводимости преобразователей 16, 17, 18 изменяются по двоичному закону) на выходе усилителя 12 появляется ступенчатоизменяющееся напряжение. Величина этого напряжения равна: и

v„„=, „.U,;,-t, где В -. сопротивлейие обратной свя./ Зи усилит ля 12à — проводимости преобразоватеR ° лей 16, 17, 18; -.

n - количество разрядов сумматора 5, з - напряжение источника 4;

0; - 0 или 1 в заВисимости от того, выключен или включен соответствующий ключ 3, 13 и 14.

Так как напряжение на выходе усилителя 12 ступенчато нарастает, то очевидно, в некоторый момент будет справедливо равенство" и

Я.X - ó,à; =у1.-( с=1 с где Р - входно= напряжение, снимаемое с клеммы 20, которое прикладывается к одному из входов нуль-органа 9.

При выполнении равенства (1);срабатывает нуль-орган 9, своим выходным сигналом закрывает ключ 1 и подает этот сигнал на блок 11. Состояние сумматора 5, в котором он находился в момент срабатывания нуль-органа 9, запоминается в блоке б,хранится там в течении времени койтроля. Команда для запоминания в блок г б поступает с блока 11.

Блок 11 генерирует команду на ком-. мутатор 7 для подключения следующего входного напряжения.

l5 Пикл работы устройства повторяется до тех пор, пока не будут преобразованы в цифровую форму все входные напряжений и запомнены их цифровые эквиваленты в блоке б. После

2О этого устройство осуществляет цикл контроля напряжений и ик нестабильности.

По команде, поступающей с блока

11, коммутатор 7 подключает первое входное напряжение (клемма 20), а с блока б происходит считывание запомненного кода соответствующего первому напряжению в сумматор 5 числовых величин. Напряжения с выхода коммутатора 7 и усилителя 12 поступают на входы блока 10.

Величина этого напряжения равна и и„=р „- ц, ц- v,(i

35 с= а

После первого входного напряжения подключается второе и т.д.

Запомненные и текущие значения напряжений поступают в блок 10. В течение времени контроля нестабильности каждое из входных напряжений многократно подается на вход блока

10 и сравнивается со своим первоначально з апомненным значением, согласно уравнению (2) .

45 Если в течение времени напряжеl ние U; изменилось и стало равно . р, (t) = Ó., + а v учитывая выРажения (1) и (2) можно переписать (3)

Из уравнений (3) видно, что между входами блока 10 действует напряжение, величина которого равиa абсолютному изменению входного напряжения. Блок 10 регистрирует эти изменения входных напряжений .синхрониэированно с работой коммутатора

7. Синхронизацию осуществляет блок

60 11.

При работе устройства в режиме контроля отклонения напряжения в относительных единйцах первоначально устройство находится в исходном

65 состоянии. По команде, поступающей

746438

30 с блока ll на входы ключей 2 и 3, они открываются, и коммутатор 7 подключает первое иэ входных напряжений.

По команде, поступающей с блока

11, ключ 15 начинает пропускать им пульсы с генератора 8 на вход сумматора 5. Сумматор 5 суммирует эти импульсы и управляет по своим выходам ключами 3, 13 и 14. В соответствии с кодами, поступающими с сумматора 5 коммутируются ключами 3, 13 и 14.

В результате на выходе усилителя

12 формируется ступенчато-изменяющееся напряжение. Его величина равняется и

Ъь к " д (4 О

i --1 где Ug — входное напряжение, снимаемое с клеюы 20.

Напряжение поступает на вход нуль-органа 9, на другой вход которого подается напряжение с источника 4. Напряжение на выходе усилителя 12. ступенчато нарастает, наступает момент, когда удовлетворяется равенство где 4 — напряжение, поступающее с источника 4.

При выполнении равенства (3) срабатывает нуль-орган 9 и генерирует сигнал, поступающий на входы ключа 35

15 и блока 11. Ключ 1 закрывается,а блок 11 подает команду на блок б,по. которой в нем происходит запоминание кода сумматора 5. Затем коммутатор 7 по команде от блока 11 подключает следующее входное напряжение.

Цикл работы устройства повторяет- ся, пока не будут преобразованы все входные напряжения, а коды сумматора б записаны в блок б. 45 . После этого устройство осуществляет цикл контроля входных напряжений по нестабильности.При этом по команде, поступающей с блока 11, коммутатор 7 под:;лючает первое входное напряжение, В это же время происходит считывание кода соответ твующего первому напряжению из блока б в сумматор 6. Напряжения с выхода усилителя l2 и ключа 3 поступают на входы блока 10. Величина этого напряжения равна

U Д E Ц (t)О; — У9 У(4) .Р о Й; где Ц (t) — текущее значение входного напряжения.

После первого входного напряжения подключается второе и т.д. Как и в первом случае при контроле абсолютного отклонения напряжения в тече- 45

\ ние времени контроля нестабильности каждое из входных напряжений многократно подается на вход блока 10 и там сравнивается со своим первоначально запомненным значением.

Пусть в течение времени напряжение U изменилось на величину hU и стало равно у (/)д +дц где Uj — первоначально запомненное значение!напряжения.

С учетом формул (3) и (4) можно переписат д (5)

p= у

Л

Из pMyJIH (5) Видно р что между входами блока 10 приложено напряжение, равное относительному изменению входного напряжения.

Из приведенного описания работы устройства видно, что устройство можно применять при контроле отклонений напряжений в относительных и абсолютных единицах от различных номинальных значений, что обеспечивает расширение области применения устройства по сравнению с известными решениями.

Формула изобретения

Устройство для контроля напряжений, содержащее блок управления, первый выход которого через первый ключ соединен с первым входом блока регистрации и первым входом нульоргана, второй выход — с первым входом второго ключа, третий выход - с первым входом сумматора, четвертый выход — со входом коммутатора и вторым входом блока регистрации, а, вход - c выходом нуль-органа, второй вход которого подключен к третьему входу блока регистрации и выходу усилителя постоянного тока, второй вход первого ключа соединен с выходом источника эталонного напряжения и co âòîðûì входом второго ключа, третий вход которого подключен к третьему входу первого ключа и выходу коммутатора, о т л и ч а ю щ е е- . с я тем, что, с целью расширения области применения устройства, оно содержит блок памяти, четыре ключа, генератор импульсов и три преобразователя код-проводимость, пятый выход блока управления подключен через.блок памяти к соответствующим вторым входам сумматора, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами третьего, четвертого и пятого ключей, первые выходы которых через соответствующие преобразователи код-проводимость подключены к выходу второго ключа, а

1464 за

Составитель Н. Белинкова

Редактор Л. Утехина Техред И. Асталош Ко ектор М. Пожо рр а

Заказ 3941/36 тираж 9 56 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Уигород, ул. Проектная, 1 вторые выходы - ко входу усилителя постоянного тока, выход шестого ключа соединен с третьим входом сум. матора, а первый и второй входы подключены к выходу генератора импульсов и выходу нуль-органа.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 364902, кл. G 01 R 19/26, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 364925, кл. G 05 В 23/02, 1970.

3. Автоматический контроль радиоэлектронного и электротехнического оборудования. Под.ред., Шляндина М.Э, 1972, с. 15 (прототип).