Цифровой измеритель максимального давления сгорания в цилиндре двигателя

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 13 000810(22) Заявлено 13.10.81 (21) 3345674/18-10с присоединением заявки Мо -(и) М,Кз 601 23/08 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088. 8) Дата опубликования описания 28.02.83 В.С,Овчинников, С.Н,Сулоев и В.А.МендареЭф"сКалининградский технический институт: рыбнойпромышленности и хозяйства- щ(71 Заявитель 54 ) ЦИФРОВОИ ИЗМЕРИТЕЛЬ МАКСИМАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ СГОРАНИЯ В ЦИЛИНДРЕ ДВИГАТЕЛЯ О Изобретение относится к измерительной технике, к методам контроля рабочих параметров поршневых двигателей иможет найти применение на транспорте, энергетике и в других облас 5 тях народного хозяйства, использующих двигатели внутреннего сгорания. Известны устройства для измерения максимального давления сгорания, содержащие датчик давленияс усилителем и амплитудный детектор с индикатором 13.Однако схемы указанных устройств решены в аналоговом виде, что снижает точность контроля. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является цифровой измеритель давления сгорания в цилиндре двигателя, содержащий датчик давления, подключенный к усилителк,аналого-цифровой преобразователь, счетчик рабочих циклов, дешифратор, элемент И и три Формирователя 23.Известное устройство не позволяет измерять максимальное давление сгорания с высокой точностью.30 Цель изобретения - повышение точности измерения максимального давле. ния в двигателе.Поставленная цель достигается тем, что в цифровом измерителе максимального давления сгорания в цилиндре двигателя, содержащем датчик давления, подключенный к усилителю, аналого-циФровой преобразователь, счетчик рабочих циклов, дешифратор, элемент И и три формирователя импульсов, введены блок сравнения кодов, два регистра памяти, осреднитель кодового сигнала, генератор тактовых импульсов, компаратор,огра" ничитель уровня и четвертый формирователь импульсов, при этом информационный вход аналого-цифрового преобразователя подключен к выходу усилителя и к входу ограничителя уровня, выходом соединенного с входом компаратора, а выход - к входам первого регистра памяти и к первым входам блока сравнения, выходом соединенного с одним из входов элемента И, второй вход которого подсоединен к выходу первого формирователя импульсов, а выход - к входу записи первого регистра памяти, выходом соединенного с вторым входом блока срав 1000810нения и входом второго регистра памяти, выход которого соединен через осреднитель кодового сигнала и дешифратор с блоком индикации, причем входы первого формирователя и второго формирователя, выходом соеди ненного с управляющим входом аналого-цифрового .преобразователя, подсоединены к выходу генератора тактовых импульсов, входом соединенного с первым выходом компаратора и вхо С дом третьего формирователя импульсов, выходом соединенного с установочным входом первого регистра и через счетчик рабочих циклов с управляющим входом осреднителя кодово го сигнала, второй выход компаратора подключен через четвертый формирователь импульсов к входу перезаписи второго регистра памяти.На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства, на фиг. 2 и 3 диаграммы его работы.Устройство содержит датчик 1 давления газов в цилиндре двигателя, соединенный со входом усилителя 2, Выход усилителя 2 соединен со входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП ) 3 и через ограничитель 4 уровня с входом компаратора 5. Выход АЦП 3 соединен с первыми входами блока 6 сравнения и входами первого регистра 7 памяти, выходы которого соединены с входами второго регистра 8 памяти, с вторыми входами блока 6, Выходы регистра 8 соединены через осреднитель 9 и дешифратор 10 с блоком 11 индикации. Выход блока 6 сравнения соединен с первым входом элемента И 12, выходом соединенного с входом записи регистра 7. Второй вход элемента И 12 соединен с выходом перво го формирователя 13 импульсов. Выход второго формирователя 14 импульсов соединен с управляющим входом АЦП .3, а входы формирователей 13 и 14 присоединены к выходу генератора 15 тактовых импульсов.Управляющий вход генератора 15 соединен с первым выходом компаратора 5 и с входом третьего формирователя 16 импульсов. Второй выход компаратора 5 соединен с входом четвертого формиронателя 17 импульсов. Выход формирователя 16 соединен с установочным входом регистра 7 и через счетчик 18 количества рабочих циклов с управляющим входом осреднителя 9 ходового сигнала. Выход формирователя 17 соединен с входом перезаписи регистра 8.Устройство работает следующим образом.При работе двигателя давление 60 газон в цилиндре двигателя преобразуется датчиком 1 в пропорциональный электрический сигнал, который поступает в усилитель 2, где усиливается до необходимой величины и 65 поступает на вход АЦП 3 и на ограничитель 4 уровня, который пропускаетна ныход только верхнюю часть импульса давления, превышающую напряжение ограничения Оо (фиг. 2 о). Этонеобходимо для повышения надежностиработы устройства, выделения рабочего цикла и получения необходимостивремени для обработки полученнойинформацииПри появлении на выходе ограничителя 4 информационного сигнала срабатывает компаратор 5, на первомныходе которого появляется потенциал,т.е. логическая единица. Форма выходного сигнала компаратора 5 показанана Фиг, 25, Этот потенциал запускаетгенератор 15, который начинает вырабатывать импульсы с частотой следования Г. (Фиг. 2 д).Одновременно формирователь 16 генерирует импульс (Фиг. 2 В),который устанавливает в ноль регистр 7и фиксируется счетчиком 18.Каждый тактовый импульс своимпередним фронтом запускает формирователь 14, который генерирует импульс управления (фиг. 3 о и 3 О),поступающий на вход запуска (управления) АЦП 3. В результате воздействия первого импульса АЦП 3 преобразует текущее значение поступающегос выхода усилителя 2 аналоговогосигнала в цифровой код. По окончанию работы АЦП 3 этот код поступаетв блок 6. Поскольку элемент И закрыти записи в регистр 7 не произошло,а он установлен в состояние ноль,то, очевидно, что число в блоке 6больше, чем в регистре 7, В результате сравнения чисел на выходе блока6 появляется потенциал, который открывает элемент И 12 по сигналу формирователя 13, который реагируетна задний фронт тактового импульса(фиг. 3 а и 3 б), происходит записькода н регистр 7,Второй тактовый импульс вновь запускает АЦП 3, выходной код которого поступает в блок 6, где происходит сравнение поступившего кода с АЦП и хранившегося (предшествующего) кода регистра 7. Поскольку происходит, нарастание давления в цилиндре (фиг. 2 о), то, очевидно, число, записанное с выхода АЦП, также будет больше числа, хранимого н регистре 7. В результате потенциал на выходе блока 6 будет поддерживаться по сигналу формирователя 13, произойдет повторная запись числа в регистр 7.Это будет продолжаться до тех пор, пока действующее напряжение не достигнет точки Р (фиг, 2 а). Тогда поступивший код, число которого отображает величину Р, записывается в регистр 7 аналогйчно рассмотренному выше порядку. Теперь поступивший после этого числовой код с выхода АЦП 3 в блок б будет меньше числа,хранимого в регистре 7. В результате этого потенциал на выходе блока б исчезнет, элемент И 12 закроется и записи в регистр 7 не произойдет, т.е. в нем будет храниться максимальное число,После того, как действующее напряжение на входе ограничителя 4 станет меньше О, он закроется ина его выходе напряжение исчезнет.В результате компаратор 5 возвратится в исходное состояние и на егопервом выходе образуется логический ноль, который отключает генератор 15 (фиг, 2 Ъ и 2 д). Одновременно на втором выходе компараторапоявляется логическая единица, которая заставляет срабатывать формирователь 17, на выходе которого генерируется короткий импульс фиг. 2 М,который поступает на регистр 8, в результате чего происходит перезаписьчислового кода из регистра 7 в ре-, 25гистр 8. Этот код может поступать надешифратор 10, как показано на фиг,1пунктирной линией, который преобразует его в число, удобное для восприятия человеком. Это число инди. З 0цируется блоком 11 в виде величины Р одного цикла.Дл я осреднения Рх по несколькимпоследовательным циклам, что позволяет исключить влияние нестабильностиЗ 5рабочего процесса, служит осреднитель 9, представляющий собой, например, двоичный сумматор-накопитель сделителем, на входы которого поступают коды величин Р с выхода регистра 8 и код делимого с выхода 40счетчика 18. После подсчета счетчиком 18 определенного числа рабочихциклов происходит,.деление накопленной суммы на число записанных циклови счетчик 18 автоматически возвращает себя в исходное состояние,В результате на дешифратор 10поступает код, отображающий осредненную по нескольким тиклам. величину Р, которая индицируется блоком 11Формула изобретенияЦифровой измеритель максимальногодавления сгорания в цилиндре двигателя, содержащий датчик давления,подключенный к усилителю, аналогоцифровой преобразователь, счетчикрабочих циклов, дешифратор, элемент И и три формирователя импульсов, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности измерения максимального давления вцилиндре путем сравнения предыдущего и последующего дискретногозначения давления в цилиндре, в неговведены блок сравнения кодов, дварегистра памяти, осреднитель кодового сигнала, генератор тактовых импульсов, компаратор, ограничительуровня и четвертый формирователь импульсов, при этом информационныйвход аналого-цифрового преобразователя подключен к выходу усилителяи к входу ограничителя уровня, выхо-.дом соединенного с входом компаратора, а выход - к входам первогорегистра памяти и к первым входамблока сравнения, выходом соединенногос одним из входов элемента И, второйвход которого подсоединен к выходупервого формирователя импульсов, а,выход - к входу записи первого регистра памяти, выходом соединенногос вторым входом блока сравнения ивходом второго регистра памяти, выходкоторого соединен через осреднителькодового сигнала и дешифратор с блоком индикации, причем входы первого.формирователя и второго формирователя, выходом соединенного с управляющим входом аналого.-циФрового пре=образователя, подсоединены к выходу генератора тактовых импульсов,входом соединенного с первым выходом компаратора и входом третьегоформирователя импульсов, выходом соединенного с установленным входом пер"вого регистра и через счетчик, рабочих циклов - с управляющим входом:осреднителя кодового сигнала, второйвыходкомпаратора подключен черезчетвертый формирователь импульсов квходу перезаписи второго регистрапамяти.Источники информации,,принятые во внимание при экспертйзе1. Авторское свидетельство СССРР 537278, кл. С 01 Ь 23/00.2. Судовые машины и механизмы:Сборник научных трудов, вып. Х 1,М., 1976, с. 98-103 прототип).илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 13 б 2/41 Тираж 871 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РауПодписноеомитета СССРоткрытийкая наб ,.д. 4/5