Устройство допускового контроля временных интервалов

(19) 1798720 А 1 ЕТЕНИ изобретения; устройство содержит контролируемых временных инте включающий преобразователь конт емого параметра в частоту и счетнь гер, четыре счетчика импульсов коррекции измеряемых интервалов ни, включающий два элемента НЕ, Р-триггера, три элемента И - НЕ, зле и счетчик импульсов, два задатчик дельных значений контролируемого метра, четыре блока сравнения генератор образцовой частоты, зэ кратности контроля параметра, эле четыре Р-триггера, элемент НЕ и д мента задержки с соответствующими ми. 1 з. п,ф-л ы, 4 ил,измерительного цикла, блок 5 коррекции измеряемых интервалов времени, имеющий в своем составе элементы НЕ 6, 7, 0-триггеры 8.11, элементы И-НЕ 12, 13, 14, элемент И 15 и счетчик 16 импульсов, задатчики 17, 18 предельных значений контролируемого параметра, первый 19 и второй 20 блоки сравнения кодов, генератор 21 образцовой частоты, второй - четвертый 2224 счетчики импульсов, задатчик 25 кратности контроля параметра, третий 26 и четвертый 27 блоки сравнения кодов; элемент И 28, 0-триггеры 29,32, элемент НЕ 33 и элементы 34, 35 задержки, первый из которых. обеспечивает задержку включения единичного сигнала, а второй его снятия, Поз.36 и 37 обозначены выходы устройства.Устройство работает следующим образом.Предварительписываются коды,но в задатчики 17 и 18 за-. эквивалентные числу имГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТ(71) Опытный завод энергетического машиностроения(72) В,Г.Леонов, В.М,Ноянов и М.И.Мысин (56) 1. Авторскоесвидетельство СССР М 1149175, кл. О 01 й 23/00, 1982,2. Авторское свидетельство СССР (ч. 1302207, кл. 6 01 Р 23/90, 1985.(54) УСТРОЙСТВО ДОПУСКОВОГО КОНТРОЛЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ (57) Применение: устройство относится к измерительной технике и предназначено для использования в системах предупредительной и аварийной сигнализации, Сущность Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в устройствах предупредительной, аварийной идругих видах сигнализации, в которых контролируемые параметры преобразуются измерительными средствами в электрические сигналы частотно-импульсной формы.Цель изобретения - повышение достоверности контроля в области граничных значений контролируемого параметра,На фиг. 1 приведена функциональная электрическая схема устройства, на фиг, 2-4 - временные диаграммы, поясняющие принцип его действия,Устройство содержит датчик 1 контролируемых временных интервалов, включающий, например, преобразователь 2 контролируемого параметра в частоту и счетный триггер 3, первый счетчик 4 импульсоа, являющийся счетчиком 1/2 периодов 55 С 01 В 23/00, 0 04 Е 10 датчик рвэлов, ролируй триг, блок време- четыре мент И а пре- паракодов, датчик мент И, вэ эле- связя 1798720(г) 25 Элементы 34, 35 задержки необходимы 30 35 выходе первого блока 19 сравнения кодов -сигналы высокого уровня (логические 1), 45 пульсов Иемакс и Игмин Образцовой частоты 1 о, считываемых счетчиком 22 за время, равное длительности Т одного периода частотного сигнала Г, формируемого преобразователем 2 при достижении контролируемым параметром предельно допустимых значений: В задатчик 25 вводят код, соответствующий кратности срабатывания блоков 19 и 20 для подтверждения выхода контролируемого параметра за пределы допустимых значений.Емкостьсчетчика 4 выбирают несколько большей кодовой уставки задэтчика 25. Она эквивалентна половине периодов частотного сигнала Ех, приходящихся на измерительный цикл. Выход переполнения счетчика 16 организуют таким образом, чтобы время ЛТ его заполнения находилось в пределах 1-3% от длительности временного интервала Тном, например, на частоте Гном(Рном = 1/2(Рмакс + ЕминИ,для гарантированного переключения триггеров 29, 30 при обнулении счетчика 22. Поэтому их настройка должна несколько превышать время срабатывания этих триггеров.Схема устройства работает циклически. В начале каждого измерительного цикла (момент времени то на диаграмме фиг. 2) все счетчики обнулены, на выходах триггеров 29,32 и 11 установлены сигналы низкого уровня (логические О). а на выходах остальных триггеров 810, элементов И-НЕ 1214, элемента И 15, инверторах 7, 33 и на Элемент И 28 закрыт. Напряжение низкого уровня на выходе блока 19 появляется в тех случаях, когда код йь формируемый на выходе счетчика 22, превысит по. величине код уставки йгмакс задатчика 17, а условием формирования единичного сигнала на выходе второго блока 20 сравнения кодов является неравенство йЙгмин.Контролируемый параметр(угловая скорость, давление, обьемный расход жидкости или газа и пр,) преобразуется датчиком ,2 вэлектрический сигнал частотно-импульсной формы, поступающий на вход счетного триггера 3. Его частота Г определяется те 15 20 50 55 кущими значениями контролируемого параметра. С помощью триггера Зона делится на 2 и преобразуется в импульсы напряжения прямоугольной формы, адресуемые на информационный вход блока 5 коррекции, первый вход элемента И 28 и на счетный вход счетчика 4, Заполнение последнего осуществляется по передним фронтам этих импульсов (Мс 4 на фиг, 2). До тех пор, пока на выходах О-триггеров 29 и 30 присутствуют нулевые сигналы, напряжение на выходах элементов И-НЕ 12, 14 не изменяется вне зависимости от положения О-триггеров 811 блока 5. Поэтому одновременно с переключением счетчика 4 в моменты времени 11, тз, т 5 и т,д. (фиг. 2) на выходах элементов 13, 15 устанавливаются сигналы активно низкого уровня и счетчик 22 начинает заполняться импульсами образцовой частоты то, вырабатываемыми генератором 21 (й нэ фиг, 2, 3, 4). Если контролируемый параметр находится в пределах установленного поля допусков (ГминРхРмакс), то содержимое й счетчика 22 в конце каждого периода Т не превышает уставку Мамин задатчика 18, но больше кода йгмакс и на выходе блока 19 в моменты времени т 2 14, 16 и т.д. возбуждаются импульснйе сигналы низкого уровня, которые через элемент 34 задержки транслируются на О-вход триггера 29. После обнуления триггера 3 на выходах элементов И 13, 15 вновь устанавливаются единичные сигналы, по которым счетчик 22 возвращается в исходное состояние и производится перезапись информации в память триггеров 29, 30, Но поскольку на их О-входы в этот момент времени поступает напряжение . низкого уровня, то и на выходах продолжают оставаться нулевые сигналы. Элемент И 28 не открывается, счетчики 23 и 24 не переключаются.Если контролируемый параметр превысит допустимую величину (РхРмакс), то за интервал времени, равный длительности измеряемого периода Тх, счетчик 22 не успевает заполнится до уровня уставки йсмакс эадатчикэ 17 и на выходе блока 19 остается единичный сигнал, Поэтому при опросе триггера 29 в момент времени х 1 (фиг. 3) он переключится в единичное состояние, подготовит к открытию элемент И 28 и внесет следуЮщие изменения в логику работы блока 5:- на оба входа элемента И-Н Е 12 поступают сигналы высокого уровня, вследствие чего его выход обнуляется, а на выходе другого элемента И-НЕ 13 формируется "1". которая удерживает элемент И 15 в открытом состоянии ВплОть до пРрРключРния триггера 9;- по переднему фронту очередного импульсного сигнала, формируемого счетным триггером 3(момент времени хг ). происходит обнуление триггера 8 и счетчик 16 начинает заполняться импульсами образцовой ЧаСТОТЫ то- одноеременнб с формированием импульса Тгз открывается элемент И 28 и в счетчик 23 записывается первая единица;- на Я-вход счетчика 22 продолжает поступать сигнал высокого уровня, не разрешая его заполнение импульсами образцовой частоты Ь:- по срабатыванию счетчика 16 в момент времени хз на выходе элемента НЕ 7 возбуждается сигнал активно низкого уровня, по каторому триггер 8 возвращается в единичное состояние, а триггер 9 обнуляется, переключая элементы И-НЕ 2, 13;- элемент И 15 закрывается, снимая единичный сигнал с Я-входам счетчика 22, и последнийзадействуется в работу, обеспечивая к моменту времени х 4 накопление выходного кода, равного М = (Тх - ЬТ)о.(3) Его значение уменьшено на 1 - 3 по отношению к фактической величине, соответствующей произведению Тх 1 о, и если оно по прежнему будет меньше кодовой ус- таЕКИ ИгмакС ЗаДатЧИКа 17, тО ТРИГГЕР 29 останется в единичном состоянии и измерение длительности следующего периода будет выполнено аналогичным образом, т.е. с уставки 1/Емакс носило случайный характер и в момент времени х 4 не было подтверждено, то триггер 29 будет возвращен в исходное (нулевое) состояние, э следующее измерение временного интервала Тх будет произведено без коррекции его фактической длительности,Как было указано выше, заполнение счетчика 23 производится по передним фронтам импульсов Тгз и при условии. что элемент И 28 подготовлен к открытию триггером 29. Когда его содержимое станет равно либо превысит кодовую уставку задатчика 25, на выходе блока 26 сравнения устанавливается единичный сигнал, который импульсом переполнения, формируемым счетчиком 4 в конце измерительного цикла, переписывается е триггер 31 и на выходе 36 устройства появляется напряжезадержкой включения счетчика 22 нэ время Ьт.Если на участке хо - х 1 изменение длительности периода Тх до уровня пороговой ние, умзовающеР нв превышениептроЛИРУЕМЫМ ПЭРЗМЕТРОМ ЗЭДЭИНОй ПОРОГОВОЙотметки,В тех случаях, когда текущие значения5 контролируемого параметра становятсяменьше допустимого уровня (Г Гин), длительности измерительных периодое становятся достаточными для заполнениясчетчика 22 до кодовой уставки Игин задат 10 чика 18, Блок 20 начинает формировать импульсы напряжения, адресуемые черезэлемент задержки 35 на суммирующий входсчетчика 24 и О-вход триггера 30. С поступлением 1-го импульса этот триггер перево 15 дится е единичное состояние (например, емомент времени х 1 на диаграмме фиг, 4),следующим образом видоизменяя работусхемы устройства:- по переднему фронту очередного им 20 пульса Тгз триггер 11 переключается в единичное состояние за счет подачи на его5-вход сигнала активно низкого уровня свыхода инвертора 6- поскольку на оба входа элемента И 25 НЕ 14 поступают единичные сигналы, еговыход обнуляется, закрывая элемент И 15 иразрешая тем самым заполнение счетчика22 импульсами образцовой частоты 1 о (момент времени х 2 ):30 - по заднему фронту импульса Та триггер 10 обнуляется и запускает счетчик 16(моменты времени хз );- по заполнению последнего нэ выходеэлемента НЕ 7 возбуждается сигнал низкого35 уровня, по которому триггер 10 возвращается в единичное состояние, э триггер 11 обнуляется. устанавливая "1" на выходеэлемента И-НЕ 14;элемент И 15 открывается, обнуляя40 счетчик 22, причем содержимое последнегок этому моменту времени будет равно=(Тх+ АТЬ (4)45 Оно на 1-3 больше фактического значения, определяемого произведением Тх 1 о, Вследствие этого срабатывание блока 20 Сравнения кодов при медленном изменении контролируемого параметра становится бо лее устойчивым и надежным.Поскольку е момент хз опроса триггера 30 на его О-вход поступает единичный сигнал с выхода блока 20, то его состояние не изменяется и следующее измерение дли тельности периода Тх осуществляется аналогичным образом. т,е. с задержкой обнуления счетчика 22 на время ЛТ, Если в течение измерительного цикла подтверждается. заданная кратность срабатывания40 4550 55 бпока 20, то импульс переполнения счетчика 4 переключает триггер 32 в единичное состояние, Формируя на выходе 37 устройства электрический сигнал, указывающий на отклонение контролируемого параметра ниже допустимой нормы,Таким образом, предлагаемое устройство фиксирует достижение контролируемым параметром предельно допустимых значений после и-кратного подтверждения этого события в любом измерительном цикле, причем после первого же срабатывания соответствующих блоков сравнения кодов длительности измеряемых временных интервалов Тх уменьшаются или увеличиваются на 1 - 30 ь относительно их фактических значений, что делает более устойчивым и надежным срабатывание схемных элементов устройства и тем.самым повышает достоверность контроля в области малых отклонений формируемого кода М отзаданных устдвок ЙГмакс и МаминТехнико-экономический эффект.от использования данного предложения заключается в улучшенйи технических характеристик устройств сигнализации и контроля, в сокращении времени обнаружения аварийной ситуации, возникающей в . контролируемом объекте, и в повышении достоверности формирования управляющих воздействий.Формула изобретения 1, Устройство допускового контроля временных интервалов, содержащее датчик контролируемых временных интервалов, два счетчика импульсов. элемент И, два О- тритгера и генератор образцовой частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля в области граничных значений контролируемого параметра, в него введены блок коррекции измеряемых интервалов времени, два счетчика импульсов, четыре блока сравнения кодов, два элемента задержки, два О-триггера, элемент НЕ, два задатчика предельных значений контролируемого параметра и задатчик кратности контроля параметра, выходы которого соединены с первыми входами третьего и четвертого блоков сравнения кодов, вторые входы которых подключены соответственно к выходам третьего и. четвертого счетчиков импульсов, при этом выход датчика контролируемых временных интервалов соединен с информационным входом блока коррекции измеряемых интервалов време ни, с первым входом элемента И и счетнымвходом первого счетчика импульсов, выход переполнения которого соединен со своим входом обнуления, входами обнуления третьего и четвертого счетчиков импульсов, с синхронизирующими входами третьего и четвертого О-триггеров и через элемент НЕ - с входами установкй в "0" первого и второго 5 О-триггеров, счетный вход третьего счетчика импульсов соединен с выходом элемента И, выход первого блока сравнения кодов через первый элемент задержки подключен к информационному входу первого О-триг гера, выход которого соединен с вторымвходом элемента И и первым управляющим входом блока коррекции измеряемых интервалов времени, второй управляющий вход которого подключен к выходу второго 15 О-триггера, выход второго блока сравнениякодов через второй элемент задержки подключен к информационному входу второго О-триггера и счетному входу четвертого счетчика, выход генератора образцовой ча стоты соединен со счетным входом второгосчетчика импульсов и с входом синхроимпульсов блока коррекции измеряемых интервалов времени, выход которого соединен с входом обнуления второго счет чика импульсов и входами синхронизациипервого и второго О-триггеров, первые группы входов первого и второго блоков сравнения кодов подключены к выходам второго счетчика импульсов, а их вторые группы вхо дов соединены соответственно с выходамипервого и второго задатчиков предельных значений контролируемого параметра, выходы третьего и четвертого блоков сравнения кодов соединены соответственно с 35 информационными входами третьего и четвертого О-триггеров, выходы которых являются выходами устройстваа входь установки:в "0" этих триггеров подключень к шине "Сброс",2.Устройство поп,1,отличаю щее с я тем, что блок коррекции измеряемых интервалов времени содержит четыре Отриггера, два элемента НЕ; три элемента И-НЕ, счетчик импульсов и элемент И, выход которого является выходом блока коррекции измеряемых временных интервалов, причем его информационный вход соединен с синхронизирующим входом первого О-триггера, с входом установки в"1" второго О-триггера, с первым входом второго элемента И-НЕ и через первый элемент НЕ - с синхронизирующим входом третьего Ртриггера и входом установки в "1" четвертого О-триггера, выход первого О-триггера соединен с синхронизирующим входом второго О-триггера и первым входом обнуления счетчика импульсов, второй вход обнуления которого подключен к выходу третьего О-триггера и синхронизирующему входу четвертого О-триггера, первый и второй управляющие входы блока коррекции измеряемых временных интервалов соединены соответственно с первыми входами первого и третьего элементов И-НЕ, а его вход синхроимпульсов - с суммирующим вхо дом счетчика импульсов, выход которого через второй элемент НЕ подключен к входам установки в "1" первого и третьего О-триггеров, выходы второго и четвертого О-триггеров соединены соответственно с вторыми входами первого и третьего элементов И - НЕ, выходы которых подключены к второму входу второго элемента И-НЕ и первому входу элемента И соответственно, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И - НЕ, информационные входы О- триггеров соединены с шиной сигнала нулевого уровня.Яо с 4 4 ю Ж аЖ ФигКорректор Л,филь оставитель В.Нояновехред М,Моргентал Редактор С.Курка каз 770 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по и 113035, Москва, Ж, оизводствен дательский ко Угу УгГ АУ 7 гЫ Рг 1 У Жегин Ря Мтг Жк. Р 7 гУР Мг 74 Подписноебретениям и открытиям при ГКНТ ССаушская наб 4/5 т "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10