Устройство для централизованного контроля

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯй АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ"1 479 И 9 Союз Советский Социалистицеских Республик(22) Заявлено 26,07.73 (2 1) М, Кл, 6 0611 присоединением заявки М Гасурарственныи камитеСаввта Министрав СССпа релам изобретенийи аткрытий 23) Приоритет,07,75 ДК 681.17(088.8) публиковано ата опублик ллетень2 вания описания 15.09.76в,О.Л.Н П. Дзисяк ых прибо раииской А, Б. Кметь, И, Б, Мелих Раков, В, С, Якушев и Э. завод электроизмеритель анический институт АН У колаичук(71) Заявител УСТРОЙСТВО ДЛ ТРАЛИЗОВАННОГО КОНТРОЛ бретвния - повышения точности контроля, Это достигается тем, гаемое устройство дополнительно авляемый ключ, дифференциальли, управляемые элементы памяр ступенчатого напряжения, анаматоры, генератор опорных имштабные преобразователи фазы в и напряжения в фазу, причем выика фазовых уставок совместно с асштабных преобразователей наЦель изо измерения и что в предла введены упр ные усилите ти, генерато логовые сум пульсов, мас напряжение ходы задатч выходами м 1Изобретение относится к системам централизованного контроля с временным разделением каналов и цифровой регистрацией.Известно устройство для централизованного контроля с временным разделением каналов и цифровой регистрацией, содержащее датчики, соединенные с блоками измерения, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, цифровой регистратор, генератор тактовых импульсов, счетчик, дешифратор. распределитель, задатчик фазовых уставок, компараторы, блок допускового контроля и блок управления, Однако для обеспечения высокой точности измерения и контроля необходимо предъявлять к узлам прямого тракта преобразования жесткие метрологические требования, реализация которых связана со значительными затратами. пряжения в фазу соединены с входами компа.раторов. выходы которых подключены к блоку допускового контроля, выходом соединенного с одним из входов цифрового регистратора, а входом - с входом аналого-цифрового преобразователя и выходом блока управления, два других входа цифрового регистратора соединены с блоком управления и аналого-цифровым преобразователем, вход которого под- О ключен к выходу коммутатора, входы последнего подключены к выходам дешифраторараспределителя и масштабных преобразователей напряжения в фазу, вход блока управле.ния соединен с генератором тактовых им пульсов, а выход - с управляемым ключом,выходы блоков измерения соединены с дифференциальными усилителями и аналоговыми сумматорами, выходы которых подключены к входам масштабных преобразователей напря жения в фазу, а входы - к выходам управляемых элементов памяти, входы которых соединены с дифференциальными усилителями и коммутатором, выход генератора опорных импульсов соединен через генератор ступенчато го напряжения с генератором тактовых импульсов, выход последнего через управляемый ключ и счетчик подключен к дешифраторураспределителю, масштабный преобразователь фазы в напряжение, соединенный с генерато ром ступенчатого напряжения, подключен к3коммутатору н дифференциальным усилителям.На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.Устройство содержит дешифр а гор-р аспределитель 1, датчики 21 - 2, счетчик 3, блоки измерения 4, - 4 управляемый ключ 5, дифференциальные усилители 61 - 6, генератор 7 тактовых импульсов, управляемые элементы 8 - 8, генератор 9 ступенчатого напряжения, аналоговые сумматоры 10, - 10, генератор 11 опорных импульсов, грубые масштабные преобразователи 12, - 12 напряжения в фазу (Н - Ф), задатчики 13 фазовых уставок, коммутатор 14, компараторы фаз 15, - 15 точный масштабный преобразователь 16 фазы в напряжение (Ф - Н), блок 17 допускового контроля, блок 18 управления, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 19, цифровой регистратор 20.Устройство для централизованного контроля работает следующим образом.Контролируемые параметры с датчиков 2, - 2 поступают на блоки измерения 4, - 4и снимаются с них в виде изменяющихся напряжений У,. (У У), которые поступают постоянно на входы аналоговых сумматоров 10 и дифференциальных усилителей 6.Один раз за цикл обегания всех каналов (последовательно для каждого канала) поступающее на вход дифференциального усилителя 6; напряжение разбаланса ЛУ; = У -- У, (где У - напряжение на выходе масштабного преобразователя Ф - Н 16), фиксируемое управляемым элементом памяти 8, (сигнал включения памяти подается синхронно с сигналом включения соответствующей позиции коммутатора) и суммируемое с Ув аналоговом сумматоре 10 отрабатывается по цепи обратной связи до нуля, т. е. до равенства Уд -- У При этом на входы остальных сумматоров поступают напряжения У и ЛУ, где ЛУ - напряжение на выходе управляемого элемента памяти 8 полученное в предыдущем цикле обегания (элементы памяти управления отключены от входов дифференциальных усилителей и сохраняют свое состояние).Ниже приводятся расчетные соотношения.т= (У +ЛУ) (1)где ср - фаза;Й и - коэффициент преобразования одного преобразователя Н - Ф.У =йийу (У +ЛУ), (2) где Й и - коэффициент преобразования одного преобразователя Ф - Н.ЛУ Ь,=(У- У,),=ЛУ, (3) где Й - коэффициент усиления одного дифференциального усилителя 6,Из (1), (2), (3) при 11 получают 4791194 У (1 - и ; ) =ЛУЯит +1/Ф) -: - ЛУ йи й",У,. (1 - й ий) = (р - АУ,.) й и,откуда У=йи р, (4)Выражение (4) показывает, что точностьпреобразования определяется точным обратным преобразователем Ф - Н, а звенья прямого тракта преобразования Н - Ф могут бытьдостаточно грубыми.Предлагаемое устройство работает следующим образом.Пусть коммутатор 14 находится на первойотрабатываемой позиции контроля, т, е. дешифратор-распределитель 1, управляемыйсчетчиком 3, на который подаются импульсыс генератора 7 через управляемый ключ 5, выдает разрешение на подключение управляемого элемента памяти 8, к дифференциальномуусилителю 6,. Предположим, что элемент памяти предварительно разряжен, т. е. сигнална его выходе равен нулю. Контролируемыйпараметр - напряжение У - с выходааналогового сумматора 10, поступает на грубый преобразователь Н - Ф 12 ь который преобразует его с некоторой погрешностью в фазу импульсной последовательности. С выхода30преобразователя 12, фаза подается на входточного преобразователя 16 Ф - Н, выход которого соединен с одним из входов дифференциального усилителя бь С выхода дифференциального усилителя 6, напряжение разбаланса, равное ЛУ, =Й (У - У, ) =ЛУьпоступает на вход управляемого элемента па.мяти 8 ь с выхода которого оно подается нааналоговый сумматор 10,. Напряжение разба.ланса ЛУ, суммируется в аналоговом сумма 40 торе 10, с напряжением контролируемого параметра У и на вход преобразователяН - Ф 12, поступает напряжение, равноеУ, +ЛУьПо цепи обратной связи (Н - Ф) - (Ф - Н)45 происходит отслеживание до момента выравнивания напряжений прямого и обратноготракта Уи У, т. е, до ЛУ,=О,На время отслеживания (коррекция прямого тракта преобразования) запрещается про.50 хождение тактовых импульсов с генератора 7через ключ 5 на счетчик 3. Запрет осуществляется блоком 18 управления. Блок управления выдает также сигнал запрета во времякоррекции на АЦП 19 и цифровой регистратор55 20 и при необходимости на блок 17 допускового контроля. Каждый канал корректируетсяодин раз за цикл опроса (т, е. за а циклов опроса корректируются все и каналов), при этомостальные (некорректируемые) каналы опра 60 шиваются с частотой генератора 7. Контролируемые сигналы с выхода коммутатора 14 подаются на АЦП 19 и далее регистрируютсярегистратором 20, Частота генератора 7 так.товых импульсов синхронизирована с часто 65 той генератора 9 ступенчатого напряжения и,45 50 5в свою очередь, синхронизирует работу блока 18 управления, Частота , генератора 9 свя. зана с частотой 1, генератора 11 опорных импульсов зависимостью где и - число состояний многозначного элемента, образованного грубым преобразователем Н - Ф 12 и точным преобразователем Ф - Н 16.Компараторы фаз 15, - 15 сравнивают фазы контролируемых параметров с выходов преобразователей Н - Ф 12, - 12 с предустанавливаемыми фазами задатчика 13, Сравнение происходит в динамике, признаки сравнения поступают на блок 17 допускового контроля, который вырабатывает сигналы Больше, Меньше, Норма и управляет работой регистратора 20, устраняя избыточность регистрируемых данных,К числу преимуществ предлагаемого устройства относится наличие одного точного преобразователя Ф - Н и и грубых преобразователей Н - Ф, что позволяет значительно сократить расход оборудования в системе при заданной точности или повысить точность при заданных аппаратурных затратах. Не предьявляются жесткие требования и к элементам памяти, которые запоминают не полный уровень сигнала У, , а только сигнал корвекции, т, е, рассогласование уровней У; и У , вызванное дрейфом характеристик прямого тракта преобразования,Дифференциальные усилители 6 должны иметь только высокую чувствительность, высокая стабильность параметров от них не требуется, как и для других звеньев прямого тракта преобразования (сумматоров, преобразователей Н - Ф). Применение многозначных элементов (Н - ф) - (ф - Н) с фазовым управлением дает существенную экономию в количестве тактирующих и раавертывающих устройств, которые являются общими для всей системы и осуществляют жесткую синхронизацию всех каналов, что облегчает считывание и сопряжение с внешними устройствами. 5 1 О 15 20 25 зо 35 40 6Предмет изобретенияУстройство для централизованного контро. ля, содержащее датчики, соединенные с блоками измерения, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, цифровой регистратор, генератор тактовых импульсов, счетчик, дешифратор-распределитель, задатчик фазовых уст а во к, комп ар а торы, блок допускового контроля и блок управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и контроля, в устройство дополнительно введены управляемый ключ, дифференциальные усилители, управляемые элементы памяти, генератор ступенчатого напряжения, аналоговые сумматоры, генератор опорных импульсов, масштабные преобразователи фазы в напряжение и напряжения в фазу, причем выходы задатчика фазовых уставок совместно с выходами масштабных преобразователей напряжения в фазу соединены с входами компараторов, выходы которых подключены к блоку допускового контроля, выходом соединенного с одним из входов цифрового регистратора, а входом - с входом аналого-цифрового преобразователя и выходом блока управления, два других входа цифрового регистратора соединены с блоком управления и аналого-цифровым преобразователем, вход которого подключен к выходу коммутатора, входы последнего подключены к выходам дешифратора-распределителя и масштабных преобразователей напряжения в фазу, вход блока управления соединен с генератором тактовых импульсов, а выход - с управляемым ключом, выходы блоков измерения соединены с дифференциальными усилителями и аналоговыми сумматорами, выходы которых подключены к входам масштабных преобразователей напряжения в фазу, а входы - к выходам управляемых элементов памяти, входы которых соединены с дифференциальными усилителями и коммутатором, выход генератора опорных импульсов соединен через генератор ступенчатого напряжения с генератором тактовых импульсов, выход последнего через управляемый ключ и счетчик подключен к дешифратору-распределителю, масштабный преобразователь фазы в напряжение, соединенный с генератором ступенчатого напряжения, подключен к коммутатору и дифференциальным усилителям.479119 араулова акто Тираж 679овета Министров ССоткрытийаб., д. 4/5 Заказ 3103 одписно оставитель 8. МушейТехред М. Семенов Изд.1680 ИИПИ Государственного комитета С по делам изобретений и Москва, Ж, РаушскаяОТ, Загорский филиал рректор М. Лейзерм