Устройство для централизованного контроля

(23) Прноритет -3,79.Бюллетень Ив 10 ня описания 15.03.79 блинова Дата опублнков В. Ф. Бахмутский, Э М, И. Кофман, 3. Ф.) Авторыизобретен А. Раков,В. С. Якуше П. Дэисяк, пилевая, О льное конструкторское бюро микроэлект в приборостроении(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО КОНТРОЛ Изобретение относится к области ав томатнки и вычислительной техники и может быть использовано при построении гибридных (аналого-цифровых) измеритель но-вычислительных комплексов.По основному авт. св. % 479119 3 известно устройств централизованного контроля, содержащее "датчики, блоки измерения, коммутатор фаз, аналого-цифровой преобразователь, цифровой регистратор, генератор тактовых импульсов, счет- та чик, дешифратор-распределитель, задатчики фазовых уставок, фазовые компараторы, блок допускового контроля, блок управления, управляемый ключ, дифференциальные усилители, управляемые элемен ф ты памяти, аналоговые сумматоры, генератор ступенчатого напряжения, генератор опорных импульсов, масштабные пре- образователи напряжения в фазу и фазы в напряжение.26Недостаток этого устройства заключае вся в том, что, корректируя статические погрешности прямых звеньев преобразования, оно не учитывает динамические погрешности, обусловленные инерционностью звеньев прямого тракта преобразования (главным образом, датчиков) относительно скорости изменения процессов в контролируемом объекте.Цепь изобретения заключается в повышении точности контроля путем коррекции динамических погрешностей при сохранении общего принципа построения устройства в виде однородной структуры, использующей во всех звеньях преобразования динамические элементы (преобразователи) типа напряжение-фаза и фаза-напряжение, управляемые базисным (общим для всего устройства) набором многозначных функциональных генераторов развертывающих сигналов.Это достигается тем, что в предлагаемое устройство введены дополнительные коммутаторы фаэ, многовходовые элементы ИЛИ, последовательно соединенные триггер, второй управляемый ключ и функциональный генератор, вход управна нескопько тактов на отрабатываемойпозиции.При этом на входы остальных сумматоров поступают напряжения Ох и йц,где ЬО - напряжение на выходе управ-ф13 3пяемого эпемента памяти 10- ьО = 0 ФхХК- коэФФициент усирцця64дифференциапьного усилителя 8-у ), по.пученное в предыдущем цикпе о 6 егания, 16так как блоки памяти сигнапом управпения с дешифратора-распредепитепя 1 откпючены от выходов дифференциапьных усипитепей и сохраняют свое состояние. ПриИО,=К, Ч И),где К ,- коэффициент преобразованияточного йреобраэоватепя 17 (Ф-Н); Ч -преобразованная фаза на выходе 1 -гопреобраэоватепя Н-Ф (14- 1 ), Выражение (,1) показывает, что точность преоб, разования опредепяется точным преобразоватепем фазы в напряжение (Ф-Н) 17,а звенья прямого тракта (преобразователи 14- 1) могут быть достаточно гру 23бы ми.Кроме статических погрешностей, вносимых узпами прямого тракта преобразования, корректируемых описанным выше образом, существуют также и динамические36погрешности, обусповненные инерцион-,ностью эпементов прямого тракта, гпавным образом, датчиков. Эти ногрешностив устройстве корректируются спедующимобразом. В процессе обегания контропи35руемых датчиков 2-1 - 2- Н на соответствующие допопнитепьные входы анапо-говых сумматоров 12-1 - 12- И поступают напряжения коррекции динамических1 40характеристик Ц к; (с выходов бпоков паМяти 6-1 - 6- И).Корректирующие напряжения ц,выраК 1батываются путем разновременного сравнения фаз. При этом фаза с выхода масштабного преобраэоватепя Н-Ф 14- Гчерез кпюч первого допопнитепьного коммутатора фаз 20 (20-1) поступает навход масштабного преобразоватепя (Ф-Н)22- 1, который преобразует ее в на. цряжение. С выхода допопнитепьного преобразоватепя Ф-Н 22-напряжение подается на вход бпока динамической памяти 23- 1 и запоминается им на время двух попных цикпов (периодов) обегания контропируемых датчиков 2-1 - 2-И,так как вторые логические бпоки 18-.1 -- 18-и, управпяемые импупьсами с вы, хода дешифратора-распредепитепя 1 череэ соответствующие первые погические бпоки 3-1 - 3- П, обеспечивают повторное подкпючение ключей 20-1 - 20- И первого допопнитепьного коммутатора фаз 20 с пропуском одного цикпа.При допопнитепьной обработке испоьзуются не запомненные, блоками динамической памяти 23-1 - 23- й уровни напряжений, а соответствующие им фазы, снимаемые с выходов преобразоватепей Н-ф 25-1 - 25- и этих блоков.В следующем цикле подкпючаются кпючи 29-1 - 2 Э- п второго допопнитепьного коммутатора фаэ 29, управпяемые третьими погическими бпоками 27-1- - 27- и, которые также подкпючены к выходам первых огических бпоков 3-1 - - 3- О. При этом вторые погические блоки 18-1 - 18- и и третьи погические блоки 27-1 - 27-п осуществяют коммутацию разновременно со сдвигом на период.Кпючи второго доцоянитепьного коммутатора фаз 29 коммутируют фазы с выходов блоков динамической . намятй 23-1-23-,п и выходов масштабных преобразователей Н-Ф 14-1 - 14- п через соответствующие двухвходовые эпементы ИЛИ 26-1 - 26- И на вход триггера 31, который выполняет вычитание фаз, характеризующих измеряемую вепичину в двух поспедоватепьных цикпах контропя для каждого датчика в отдепьности. Тем самым, выдепяются признаки, характеризующие скорость изменения вЫходных сигнапов каждого датчика 2-в виде приращения преобразованных фаз АМэа время одного цикла.Триггер 31 работает в счетном режиме, первой фазой он устанавпивается в рабочее попожение и открывает второй унравпяемый кшоч 30, а второй фазой он сбрасывается и закрывает укаэанный кшоч.За время ЬЧ, когда второй управпяемый кпюч 30 открыт; напряжение с выхода функционапьного генератора 28, учитывающее скорость изменения сигнала на выходе датчика 2-1, поступает на ф информационные входы бпоков памяти 6-1 - 6- и, один из которых, подключенный к 1 -му выходу дешифратора 1 через первы погический бпок 3-1, запоминает корректирующий сигнап и передает его на допопнитепьный вход анапогового сумматора 12-1.Функциональный генератор 28 запус- . кается бпоком управпения 21, который,7 в свою очередь, связан с выходом триггера 31 и выполняет оценку информативности выделенных отклонений ЬУ;, т.е.необходимость выполнения коррекции.Генератор 28 вппроксимирует динамическую поправку с учетомьУ; к усредненной,динамической например переходной)характеристики датчиков, В спучве необ" " " ХОДЙмостк аппроксимирующая функциягенератора 28 может изменяться по сиг калам с бпока упрввпения 21 в зависи-мостиот величин накаппиваемых отклонений И.Сигналы, вырабатываемые бпокомуправления 21, учитывают не топько вб 15 " -"сокЮтнье значения текущих и предшествующих отклонений М, но и кх знаки.Информация о знаке откпонения вырабатывается в блоках определения цопярности 34-1 - 34- й, которые управляются ос выходов третьих логических бйоков27-1 - , 27- о, бпагодаря чему сигналы+, вырабатываемые многовходовымэлементом ИЛИ 33, ипк -, вырабатываемые анапогичным элементом 32, йоступают на входы бпока управпения 21синхронно с сигналом отклонения Ьвсоответствующем канапе.Аналоговый сумматор 12- 1 суммирует напряжение с выхода бпока измерения 5-10. и корректирующие напряжения:напряжение разбвпанса дО с выходауправляемого эпемента памяти 10-1,в также напряжение динамической коррек 35цииЦ с выхода бпокв памяти 6-1. СумКмарное йвпряжение с выхода сумматора12- 1 преобразуется в фазу масштабнымпреобразователем 14-с некоторой погрешностью прямого тракта ЬО, котораякак указано вьппе, рвззацикл последовательно для каждого канапа) отрабатывает.ся по цепи обратной связи до нупя.Во время отработки время стояниякоммутатора, фаэ 15 на соответствующей позиции 15- 1 увепичивается на вре 45мя, кратное периоду тактовых импульсов.генератора 9.Первый когический бпок 3-, управляемый сигналами с блока управления21, во время обегвния контролируемыхИквнапов передает по первому выходу сигналы с дешкфраторв-распредепитепя 1 бвэизменения на входы. элементов 6-1,18-1, 27-1, Во время отработки нвлряжения55раэбапвнса А Ц логический блок 3-4выделяет иэ всего времени стояния нвданной позиции тахт, равный периодутактовых импупьсов генератора 9, в те-чение которого происходит обычным порядком измерение, преобразование к регистрация. В юнце этого периода бпок 3- 1вырабатывает по второму выходу импупьс,запрещающий прохождение сигнапа с выхода блока памяти 6- 1 на вход сумматора 12- 1Оставшееся время стояния на 1-йпозиции используется дпя собственно отработки, т.е. коррекции прямого трактапреобразования. В течение этого времени сигналами с блока управления 21запрещается измерение аналого-цифровымпреобразоватеэем 16 контролируемыхпараметров и регистрация этих параметров цифровым регистратором 19. Работаблока управпенкя синхронизирована генератором тактовых импупьсов 9,Каждый канал корректируется одинраз зв цикп опроса (т,е. эа И цикповопроса корректируются все и каналов),при этом остапьные некорректируемые)канали опрвшиввютск с частотой генератора 9. Частота генератора 9 синхронизирована частотой генератора ступенчатого напряжения 11. Частотами генератора 11, в свою очередь, связана счастотой 1 генератора опорных импупьсов 13 зависимостью:где а - чиспо состояний бпоков динамической памяти 231 - 23-И, выбираемое исходя из требуемой разрешающей способности преобразования.В связи с тем, что коррекция динамических погрешностей выполняется на основе отработки ,бЧ , полученных пугем разновременного сравнения теку-. щей фазы с запомненным значением, полученным в предыдущем цйкпе, корректура попучается с запаздыванием во времени на один цикл. Во избежание этого прк бопьшой скорости изменения сигнапа может быть выопнена пибо упреждающая экстрапокирующая) коррекция в одном из хопостых циклов тогда спедующий цикл будет скорректирован беэ запаздывания и без упреждения), либо дпя каждого контропируемого канапв, в котором обнаружено значительное изменение Ьфг 1, может быть введен дополнительный расчетный такт, в течение которого вводится соответствующая динамическая поправка. Тот или иной алгоритм коррекции задается бпоком управления 21, который одновременно управляет работой анапогоцифрового преобразователя 16 таким образом, что последний отображает скорректированные значения информативных пара ме тров.5фор.мула изобретенияУстройство для централизованногоконтроля по авт. свид. %479119, о т -.л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целмоповышения точности устройства, в неговведены дополнительные коммутаторыфаз, многовходовые элементы ИЛИ, последовательно соединенные триггер,второй управляемый ключ и функциональный генератор, вход управления которого и выход триггера, соединенный со входом управления указанного ключа, подключены к блоку управления, и по числу й,блоки динамической памяти, подключенные к генераторам ступенчатого напряжения и опорных импульсов н черездопопнителыые преобразователи фазанапряжение - к первому дополнительномукоммутатору фаз, блоки определения полярности, выходы которых через многовходовые элементы ИЛИ подключены кМ блоку управления, а входы - к выходампреобразователей напряжение-фаза и через соответствующие блоки динамическойпамяти к первому дополнительному коммутатору фаэ; блоки памяти, информационные входы которых подсоединены к выхо-ду второго управляемого ключа, а выходысоединены со входама аналоговых сумматоров, илогические блоки, причем первыевходы первых логических блоков подключены к выходу блока управления, а вторые входы - к выходам дешифратора-распределителя, ко входам управляемых элементов памяти и коммутатора фаз, а выходы первых логических блоков соединены со входами блоков памяти, через вторые логические блоки - со входами первого дополнительного коммутатора фаэи через третьи логические блоки - совходами соответствующих блоков опредепения полярности и второго дополнительного коммутатора фаз, выходы которогоподключены ко входу триггера, а входычерез двухвходовые элементы ИЛИ - квыходам блоков динамической памяти,преобразователей напряжение-фаза и ковходам первого дополнительного коммутатора фаэ и соответствующего блока определения полярности.652570 Составитель В. Диановаи Техред М. Петко Корректор Л, Небола ор Н. Кам филиал ППП Патент", г. Ужгород; ул, Проектнаи, 4 аз 1062/46 ТираЦНИИПИ Государстпо делам изобре113035, Москва, Ж779 Подписноенного комитета СССРений и открытий5, Рауыскаи наб д, 4/5