Измеритель постоянной времени апериодического процесса

сдоз гх 3) 7 э их г: )п,е лис) )ч ".ки; в) с)чьлик гп). Г 01 Р 29/00 ГОсудлРс ) : ы Й кг)митетп 0 изов Гниям и г)ткрь)тиялпГи гкнт сссв ОГ)ИКАНИЕ ИЗОБРЕ ГЕННАЯК АВТОРСКОМУ СБИДЕ ЕЛЬСТВУ 4 )(ь ЬЗа,2 1 4796502/2122 26.02,9046 15.09.92. Бюл, Мг 3471 Тернопольский филиал Львовского политехнического института72) А, Н, Лупе н ко56) Авторское свидетельство СССРК. 1597785 кл, 6 01 Р 29/00, 1989,(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПОСТОЯННОЙ ВРЕМЕНИ АПЕРИОДИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и предназначено для использования в составе информационно-измерите) ьных систем и автоматизированнь)х систем управления тех нол огическими и роцесса ми.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей измерителя постоянной времени апериодического процесса для измерения постоянной времени как убывающих, так и возрастающих экспоненцлальных сигналов при произвольных начальных и заранее неизвестных установившихся значениях этих сигналов,На фиг,1 изображена схема измерителя постоянной времени апериодического процесса(в дальнейшем - измеритель); на фиг,2 - диаграммы, поясняющие принцип работы измерителя.Входная клемма.1 соединена с информационными входами аналоговых запоминающих блоков 2,3,4,5. Выхэды аналоговых запоминающих блоков 2 и 3 подключены соответственно к прямому и вычитающему входам блока б вычитания. Выход блока б вычитания связан с инверсным входом блока 7 вычитания и первым входом блока 8(57) Изобретение мохет использоваться в составе информационно-измерительных систем и автоматизироьанных систем управления технологическими процессами. Измеритель содержит; 4 аналоговых запомина.ощих блока (2), (3), (4), (5), 3 блока вычитания (6), (9). (7), блок деления (8), блок индикации (10), блок управления (11). 11-ф.2 б -ф 7-8-10, 11 - 3=6 - з 8, 11 - э 4 . 9-7, 11 -5 - 9, 11 - 10, 2 ил,деления, а выход блока 9 вычитания - с прямым входом блока 7 вычитания, выход которого подключен к информационному входу индикатора 10. Пять управляющих выходов блока 11 управлсния соединены соответственно с управляющими входами аналоговых запоминающих блоков 2,3,4,5 и индикатора, а вход блока 11 управления подключен к клемме запуска,В основе раооты измерителя лежат следующие соображения,Апериодический процесс может быть описан одним из двух уравнений;О(т)= А (1-е)+ С (1)(для экспоненциально убывающих сигналов),где А - значение максимального перепада сигнала, характеризующего апериодический процесс, между моментами времениначала процесса (т= О) и его завершенияГ - начальное значение апериодического процесса для процесса вида (1) тч и установившееся (асимптотическое) значение для процесса вида(2); т - постоянная времени.Из (1) для произвольных моментов времени 1) и 12 можно записать 1 Ь О(11) = - А е1(5) От( 12 - О(11 ) лЗначение 1, полученное из (5), будет справедливым и для апериодических процессов вида (2), в чем нетрудно убедиться, подставляя (2) в (5).Для определения производных воспользуемся методом дискретного дифференцирования: После подстановки (б) в(5) получим выражение которое лежит в основе работы измерителя,Измеритель работает следующим образом.Сигнал, характеризующий апериодический процесс, О(1), (см. фиг.2) через входную клемму 1 поступает на входы аналоговых запоминающих устройств 2,3,4,5.В последовательно расположенные моменты времени 11 1)+ Л 1 12, 12 + Л 1 блок управления выдает короткие управляющие импульсы (О 1, О 2, Оз, О) на фиг.2), которые поступают на входы управления аналоговых запоминающих блоков 2,3,4,5 и последние фиксируют на своих выходах значения напряжения в зти моменты времени тогда, учитывая (1) и (3), получим: Из (4) следует искомая величина; О (11О 11 + Л 1 ) 15 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 О(11), О (11+ Л 1), О(12), О(12+ Л 1), Длительности коротких управляющих импульсов выбираются из условия;- за время действия управляющего импульса входной сигнал должен практически не измениться;- зэ время действия управляющего импульса аналоговое запоминающее устройство должно зафиксировать сигнал О(1) с погрешностью, определяемой погрешностью, измерителя.Интервал Л 1 выбирается из условия определения производной методом дискретного дифференцирования с требуемой погрешностью. Интервал 12 -110 теоретически не лимитирован, однако он также определяется, исходя из требуемой точности измерителя и его быстродействия. Для повышения быстродействия измерителя желательно момент 11 0 зыбирать вблизи 1=0.Выходные сигналы аналоговых запоминающих блоков 2 - 5 поступают на входы вычитателей б и 9 в соответствии с фиг.2 и на выходе блока 6 вычитания формируется разность О(11) - О(12), а на выхбде блока 9 вычитания - разность О(11+ Л 1) - О(12+ Л 1). эти разности поступают далее на блок 7 вычитания и на его выходе образуется величина. равная знаменателю выражения (б), которая поступает на вход "Знаменатель" блока 8 деления, на вход "Числитель" которого поступает сигнал с выхода аналогового запоминающего блока б.В результате на выходе блока 8 деления после момента времени 12 + Л 1 (плюс величина задержек в каналах блоков измерителя) формируется значение искомой величины постоянной времени 1;поскольку интервал Л 1 является фиксированным, то в выражении(б) он играет роль постоянного коэффициента и может быть учтен в коэффициенте передачи блока 7 вычитания или блока 8 деления,В момент времени 15 = 12 +Л 1+ 1 зд, где ьад - время установления сигнала с требуемой точностью в блоках измерителя, блок 11 управления формирует управляющий импульс О 5, который поступает на вход управления индикатора 10, Индикатор 10 фиксирует значение постоянной времени т и отображает его на своем табло.Блок управления представляет собой набор последовательно включенных формирователей импульсов и ждущих мультивибраторов.Формула изобретенияИзмеритель постоянной времени апериодического процесса, содержащий вход 1762271ную клемму, два аналоговых запоминающих блока, блок вычитания, блок деления, индикатор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены два аналоговых запоминающих блока, два блока вычитания, блок управления и клемма запуска, соединенная с входом блока управления, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соответственно связаны с первыми входами первого, второго, третьего и четвертого аналоговых запоминающих блоков, вторые входы которых подключены к входной клемме, а выходы первого и второго аналоговых запоминающих блоков связаны соответственно с прямым и инверснымвходами первого блока вычитания, выход которого соединен с инверсным входом второго блока вычитания и первым входом бло ка деления, при атом выходы третьего ичетвертого аналоговых запоминающих блоков связаны соответственно с прямым и инверсными входами третьего блока вычитания, выход которого подключен к 10 прямому входу второго блошка вычитания,выход которого связан с вторым входом блока деления, выход которого соединен с первым входом индикатора, второй вход которого подключен к пятому выходу блока 15 управления.1762271 Корректор М.Максимишинец каз 3258 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по изобр 113035, Москва, Ж, Раущоизводственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Составитель С.КротовТехред М,Моргентал Подписноеетениям и открытиям при ГКНТ СССская наб., 4/5