Устройство контроля превышения уставок

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 42841 А И 9) Н 19 165 15 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 Ы ЛОЕЛ ВЫШЕНИ измериетения контроля овате зонеройствователь 1,11 резис 15-18 иональный 5, чник 1 3 индика 00 вВЬ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМ,/ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Всесоюзный научно-исслед лский институт электроизмерительныхприборов(56) Авторское свидетельство СССР .В 924594, кл. С 01 К 19/165, 1978,Патент ВеликобританииУ 1558270, кл. С 01 К 19/00, 1979.(54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПРЕ УСТАВОК (57) Изобретение относится к тельной технике. Целью изобр является повышение точности в широком динамическом диапа контролируемых сигналов. Уст содержитпервичный преобразо усилители 2 и 10, блоки 3 и торов, содержащие резисторы 23-26 соответственно, функци преобразователь 4, компарато блок 12 задания уставок, истопорного напряжения, блок 141242841 ции, ключи 19-21. Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены второй и третий компараторы 6 и 7, дешифратор 8 масштабов и коммутатор 9 масштабов. Приэтом усилитель 2, блок 3 и ключи 19и 20 образуют масштабный усилитель,Устройство обеспечивает автоматичесИзобретение относится к электро- измерительной технике.Цель изобретения - повышение точности контроля в широком динамическом диапазоне контролируемых сигналов.На чертеже приведена функциональная схема устройства.Устройство содержит первичный ,преобразователь 1, первый усилитель 1 О 2, первый блок 3 резисторов, функциональный преобразователь 4, вход которого подключен к выходу усилителя 2, а выход - к первому входу первого компаратора 5, второй и третий компа раторы 6 и 7, выходы которых соединены с первым и вторым входами дешифратора 8 масштабов, коммутатор 9 масштабов, второй усилитель 10, выход ко. - торого подключен к второму входу ком паратора 5, второй блок 11 резисторов блок 12 задания уставок, выход которого подключен к первым входам компараторов 6 и 7, источник 13 опорного напряжения, первый и второй выходы 25 которого подключены к вторым входам компараторов 6 и 7 соответственно и блок 14 индикации, вход которого соединен с выходом компаратора 5, причем блок 3 резисторов состоит из первого ;щ 15, второго 16, третьего 1, и четвертого 18 резисторов, коммутатор 9 масштабов состоит из первого 19, второго 20 третьего 21 и четвертого 22 ключей, блок 11 резисторов состоит из пятого 23, шестого 24, седьмого 25 и восьмого 26 резисторов, выход преобразователя 1 соединен с входом усилителя 2 через резистор 15, резистор 16 включен между входом и выходом усилителя 2, параллельно резистору кое адаптирование масштаба масштабного усилителя к контролируемому сигналу, Повышение точности устройства обеспечивается тем, что функциональный преобразователь 4 работает всегда в своем рабочем диапазоне входных напряжений независимо от уровня; контролируемого сигнала. 1 ил. и16 включены последовательно соединенные резистор 17 и ключ,19, а также последовательно соединенные резистор 18 и ключ 20, выход блока 12 соединен с входом усилителя 10 через резистор 23, резистор 24 включен между входом и выходом усилителя 10, параллельно резистору 24 включены последовательно соединенные резистор 25 и ключ 21, а также последовательно соединенные резистор 26 и ключ 22, управляющие входы ключей 19 и 21 соединены с первым выходом дедифратора 8, управляющие входы ключей 20 и 22 соединены с вторым выходом дешифратора 8.Устройство работает следующим образом.Контролируемый сигнал от первичного пресбразователя 1 проходчт через масштабный усилитель, образованный усилителем 2, блоком 3 и ключами 19 и 20, на вход функционального преобразователя 4, а с его выхода - на вход компаратора 5 для сравнения с уровнем уставки П. При превышении сигналом Н уровня уставки Цк компаратор 5 срабатывает, а блок 14 индикации фиксирует это превышение,Динамический диапазон сигналов (Цр), в котором функциональный преобразователь 4 обеспечивает требуемую точность преобразования, как правило значительно меньше, чем диапазон изменения контролируемых: сигналов, Обычно значение П не превышает 5-10, тогда как уровень контролируемого сигнала (и, значит, уставок) Может меняться в 1000 и более раз. Это обстоятельство требует использования масштабного усилителя с изменяющимся коэффициентом усиления, чтобы вне за 12428висимости от уровня контролируемого сигнала приводить его к рабочему диапазону на входе функционального преобразователя.Устройство осуществляет автоматическое адаптирование масштаба К масштабного усилителя к контролируемомусигналу Н , т.е. для любого значения напряжения Пп преобразователя 1вквыполняется равенство ОП К=У.ьк кфгде П - опорное напряжения на входеКкомпаратора 5 (здесь масштабный коэффициент функционального преобразователя 4 принят равным 1).Рассмотрим работу устройства для случая, когда преобразователь 4 работает в диапазоне входных напряжений от П,р м,и до Пр. макспричем Цср макс/20 /ир.мин = Пс = 10, а диапазон значений Пь а значит, и диапазон значеКроме того, для удобства рассмотрения примем, что для всех значении Ппч 2 справедливо условие П0,1 с , которое чаще всего и практически выполняется.Еели пороговое значение контролируемого сигнала лежит в области малыхЗО значений, то и для уставки на выходе блока 12 справедливо неравенство.сь мин Чсг с эгде П = 100 сг мн - напряжение З срабатывания компаратора 6.При этом на выходах компараторов 6 и 7 устанавливается сигнал "0", все ключи компаратора .9 находятся в разомкнутом состоянии,. что соответО ствует максимальному усилению масштабных усилителей на основе усилителей 2 и 10Пк. максмакс Ц фгде- максимальное значение опорного напряжения Пк на входе компаратора 5.Поскольку гз .данном случае Пм / б Япринято равным 1000, то К == Пкс/П =,100. В этом поддиапа".зоне контролируемый сигнал самогонизкого уровня, будучи усилен в К - 100 раэ, достигает по уровню значе- ний напряжений, соответствующих диапазону рабочих сигналов функционального преобразователя 4. Результат 41 4срабатывания компаратора 5 фиксируется блоком 14 индикации.Если значение контролируемого сигнала больше Н = 10 П, , то для уставки выполняется йераненствогНс ПсгПпгде П = 100, = 100 Псг , В этом случае срабатывает компаратор 6 и на его выходе устанавливается сигнал "1". На выходе дешифратора 8 устанавливается комбинация сигналов, при которой .замыкаются ключи 20 и 22 ком,мутатора 9 масштабов, чем устанавливаются коэффициенты усиления масштаб ных усилителей, равные К = Кмггс 10=10 (второй поддиапазон). Аналогично первому подциапазону (К ) контролируемый сигнал во втором поддиапазоне усиливается до значений, соответ- . ствующих рабочему диапазону функционального преобразователя 4.Если пороговое значение контролии руемого сигнала больше чем П , то для уставок выполняется неравенство. с ,с сг сг. максВ этом случае срабатывают оба компаратора 6 и 7, на выходе дешифратора 8 устанавливается комбинация сигналов, замыкающая обе пары ключей коммутатора 9. Этим устанавливается минимальное значение коэффициента условия масштабных усилителей, равноеК = Кмас/100 = 1 (третий поддиапазон). Пороговые значения напряжений0 и 0 формируются источником 13 опорных напряжений.Таким образом, при изменении пороговых уровней контролируемых сигналов (равно как и значений уставок) в 1000 раз при динамическом диапазоне функционального преобразователя, рав 1ном 10, масштабные коэффициенты усилителей сигнала и уставки принимают (в зависимости от поддиапазона) три различньгх значения (К = 100; К =10; К= 1). Благодаря этому функциональный преобразователь 4 работает всегда в своем рабочем диапазоневходных напряжений вне зависимости от уровня контролируемого сигнала, а компарируемые напряжения на входе компаратора 5 изменяются только в пределах диапазона Ц, что обеспечивает повьппение точности устройства при контроле сигналов широкого динамического диапазона.1242841 Формула изобретения Составитель С, Рыбин Техред О.Сопко Корректор В. Бутяга Редактор А. Козориз Заказ 3698/42 Тираж 328 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Устройство контроля превышения уставок, содержащее первичный преобразователь, первый и второй усилите ли, первый и второй блоки резисторов, функциональный преобразователь, выход которого подключен к первому входу первого компаратора, блок индикации , подключенный к выходу первого компаратора, блок задания уставок и источник опорного напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, в него введены второй и третий компара торы, дешифратор масштабов и коммутатор масштабов, причем первый блок резисторов состоит из первого, второго, третьего и четвертого резисторов, второй блок резисторов - из пя,того, шестого, седьмого и восьмого резисторов, коммутатор масштабов из первого, второго, третьего и четвертого ключей, выход первичного преоб- разователя соединен с входом первого 25 усилителя через первый резистор, второй резистор включен между входом и выходом первого усилителя, параллельно второму резистору включены после-,довательно соединенные третий резистор и первый ключ, а также последовательно соединенные четвертый резистори второй ключ, выход первого усилителя подключен к входу функциональногопреобразователя, выход блока заданияуставок соединЕн с входом второгоусилителя через пятый резистор, шестой резистор включен между входом ивыходом второго усилителя, параллельно шестому резистору включены последовательно соединенные седьмой резистор и третий ключ, а также последовательно соединенные восьмой резистори четвертый ключ, выход второго усилителя соединен с вторым входом первого компаратора, первые входы второго и третьего компараторов подключенык выходу блока задания уставок, вто-.рые входы - к первому и второму выходам источника опорного напряжения соответс.твенно, а выходы - к первомуи второму входам дешифратора масштабов, первый выход которого соединенс управляющими входами первого и третьего ключей, второй выход которогосоединен с управляющими входами второго и четвертого ключей.