Измерительное устройство с самоконтролем

(5 4 С 05 В 23/02 ПИ САНИ РЕТЕНИ Маома мо- уп а суммировани новибраторов. о моду элемедвух ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ(56) Авторское свидетельство СССВ 525962, кл. С 06 Р 15/46, 1977Авторское свидетельство СССРР 633019, кл. С 06 Р 11/04, 1978Авторское свидетельство СССРУ 700788, кл. С 06 Р 11/22, 1979(54) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО СКОНТРОЛЕМ(57) Изобретение относится к авттике и вычислительной технике ижет быть использована в цифровыхравляющих комплексах. Цель изобртения - повышение достоверности контроля. Устройство содержит распределитель импульсов, два делителя частоты, пульт управления; блок индикации, счетчик контроля, счетчик сбоев, регистр контроля, регистр знака,сумматор, преобразователь двоичногокода в десятичный, два блока сравнения, семь триггеров, два генераторачастоты, восемь элементов И, элементсуммирования по модулю. два, четыреэлемента ИЛИ, два одновибратора. Повышение достоверности контроля достигается введением в измерительноеустройство делителя частоты, счетчика сбоев, сумматора, регистра контроля, регистра знака, семи триггеров, блока сравнения, преобразователя двоичного кода в десятичный, шести элементов И, четырех элементов)Явзн 1,; , - 15 та 1 риме;,"гттературным 5лежцмом,Пслт, нзобрс. тезия - 11 ОВ);ение достонерости )сон Рогв,ь р;ялизуемой Б дяпом устройсттзс 1 тиз;ц." .15111 ь 1 сонтролл сосгоит В 10 С 51 ЕЦ-, )ОПв., ПОС КОЛЬг.у При гтЕРИОдИЧЕС- КО т - :".- т;с:1 е .".те)ЦАПОВ".;:с О ОбъектаО же ть г г ь з ьт:;. и с хт е т О м .". к с 1 мал ь и О еЗН" 1. Н Е И - .:ЕНЕНИЛ СТО тЯРЯМЕТТ)ЯС т О Г С;,дтпл Е Р"; ГР МЕСГг ДВУМЯ то сямн КО;:т:"Ттзлгг за зрс гяконтРОГ илу".;" , Я)тт 1".тр темс)лился ня Ве .лтгт.шу, т.т ьожет быть сдетьан Выв От О сб Ос гт ) Я боте у стт)Оств аКОНТР) "тв ),СГтт 7 СЕ такая СИТУЯЦИЯ 20 ПО ттОЛ)ЕТ 5 В "ЕЧЕНт НЕКОГГЬКИХ ЦИК- ло)з кон "т)с;тя то дтелаегся БыхОЦ Оботказе ут.тт)олстваБя фиг 1 приведена функциональная схема устройства 1 а фиг. 2-6 - 25 фУНКтИОНЯЛЬНЫЕ СХЕМЫ РаСПРЕДЕЛИТЕЛЯ имтт 15 тьсов, пуль-я управления, блока игцтиклтти суммятот) я и пет)ВОГО блокя стятзт,.ент)л соответственно30устройство содерж 5 т распределитель 1 1 ьтульсо)з., первь)й делитель 2 частоы,. Вктпвчающий счетчик 3 схему 4 сравения и Одновибрятор 5, второй делитель 6 астоть содеркащий счетчик 7 схему 8 сравнения и одновибра- З 5 тс)р 9 луттьт О управления, блок 11 тнд)11:ац 1 з,. Счетчик 12 1 сонтрОля счетчик 3 сб: - : - Б, регистр 14 контроля, ре)ис гр 15 знака, сумматор 16 преОбразовятеп,; 7 двоичного кода В40 десят 1-11 в.й, первый ,.8 и второй 19 блс)ки ),.Вения, ри) . Бр О пус,ьа, церзьй 2) н второй 22 григгеры режиматервь 5 23 и ВтОРОй 24 триггерыза,:.Я, ньтй "5 и Второй 6 тригге- РЛ УтОЯВЛЛЛ)ИХ БОЗДЕйствнй, ГЕНЕРаторы сонтр )лируемой 2/ и опорной 28 частот с первого по восьмой элементы ". 29-36, элзь,ент 37 суммированияпо мсцулю двя, с первого ло четвертьттт э.,1 еь)е)тть 1 И 38" чпервьг 1 42И Втовс43 ОПН.:ткбРЯТОРЫПЕтвый 44 и аторс):.:1 45 выходы устройства с Гг- )5 т 1 ЛО трЕтнй ВЫХОдь 46-48 раС- претел;.-.тсллимпуттьссв выход 49,"Пуск" ) 54 и второй ("Остано)з") 55управляющие выходы пульта 10 управ-.ления, выходы 56-58 счетчика 12контрсля счетчика 13 сбоев и регистра 14 контроля соответственно, первый59 и ВТОРОЙ 60 выходы регистра 15знака, выход 61 преобразователя 17двоичного кода В десятичньй, первый62 и второй 63 выходы второго блока18 сравнения, единичные выходы 64 и65 первого 23 и второго 24 триггеровзнака соответственно, выход 66 генератора 28 опорной частоты, выходы 67и 68 первого 29 и четвертого 32 элементов И соответственно, выход 69 элемента 37 счетчик 70, дешифратор 71,триггер 72, первая группа выключателей 73,1-73,К, вторая группа выключателей 74, 1-74,1, третью группувыкл)дчателей 75.1-75.И, четвертуюгруппу выключателей 76.1-76.Ы, управляющие выключатели 77. 1 и 77,2,тенератор 78 "Единицы", первый 79 ивторой 80 элементы индикации, группуэлементов 81. 1-8 1, К индикации, третий 82 и четвертый 83 элементы индикации триггер 84, первый 85 и второй 86 коммутаторы, схему 87 сравнения, пер.вый 88 и второй 89 элементыИЛИ, комбинационный сумматор 90, схема 91 сравнения, первый 92 и второй93 элементы суммирования по модулюдва, элемент И 94, знаковые разряды95 и 96 соответственно первого и второго информационных входов блока 18сравнения.Устройство работает следующимобразом.С пульта 10 управления задаютсяцифровой код, соответствующий требуемому значению контролируемого параметра И выход 50), цифровой код1, определяющий период следованияимпульсов на выходе делителя б частоты 1,выход 53), цисровои код Ь , соответствующий числу импульсов, которое должен выдать генератор 27 причастоте Г , соответствующей нулевомузначению параметра за интервал времени, определяемый кодом 11, (выход5), и цифровой код Мр, опРеделяющиймаксимальную разность между двумясоседними значениями контролируемогопараметра выход 51). Значения 11И, и 1 т 1 р задаются, исходя из следующих расчетов,Так как частота импульсов, формируемых генератором 27 ,характеризую 1233112 4щее значение контролируемого параметра), определяется выражением ГЕ + Ы Г., то за время ь генератор 27 сформирует И = М, +ы. . импульсов, где И = ГТ, И, = Г,Т, Если выбрать ь =1/, то В,=И + г.иМ - 14Из этого следует, что код 1)должен быть выбран таким, что период следования импульсов на выходе дели теля 6 кратен= 1/с. Тогда разность между числом, импульсов М - И сформированных генератором 27 за это время, кратна истинному значению контролируемого параметра 1 , 15Код Е спределяется техническими характеристиками устройств, подключенных к выходам 44 и 45 устройства и управляющих изменением контролируемого параметра по сигналам устройст ва, и выбирается максимально возможным.Работа устройства начинается по сигналу Пуск, формируемому оператором с пульта 10 управления, Этот 25 сигнал поступаег на вход Я триггера 20, который устанавливается в единицу и запускает генераторы 27 и 28, На счетный вход счетчика 7 начинают поступать импульсы с выхода 66 генера тора, 28. При поступлении на вход делителя 6 числа импульсов, равного Мд, на его выходе 49 появляется импульс, который проходит на выход 46 распределителя 1 импульсов, а делитель 6 начинает повторный отсчет интервала, определяемого кодом Х с выхода 53 пульта 10 управления. Этот импульс подтверждает исходное состояние триггеров 23 и 24 и счетчика 12 и устанавливает в единицу триггер 21, который открывает элемент И 29 и импульсы, Формируемые генератором 27, начинают поступать на вход дели-. теля 2. В дальнейшем работа устройства зависит от знака контролируемогопараметра.При положительном значении параметра частоты генератора 27 Г ) 1 следовательно, число 1)1 импульсов 50 будет сформировано генератором 27 за время, т.е. импульс на выходе 48 делителя 2 появляется раньше, чем импульс на выходе 49 делителя 6. Импульс с выхода 48 делителя 55 2 сбрасывает триггер 2 1, который закрывает элемент И 29. Одновремен)но этот импульс проходит на вход С триггера 22 и вход 8 триггера 23. Врезультате оба триггера переходят вединичное состояние. Триггер 23 зафиксирует знак плюсконтролируемогопараметра, а триггер 22 открываетэлемент И 30, в результате чего импульсы с выхода генератора 27 начинают поступать на вход счетчика 12, Поокончании интервала времени, кратного ф , делитель 6 Формирует импульс,который проходит на выход 47 распределителя 1 импульсов. Этот импульсчерез элемент ИЛИ 39 также проходитна вход С триггера 22 и возвращает его.)в нулевое состояние. Триггер 22 закрывает элемент И 30, в результате чего в счетчике 12 записано число,кратное значению контролируемого параметра,Высокий потенциал с инверсного выхода триггера 22 поступает на входодновибратора 43, который сформируетимпульс, Этот импульс проходит черезэлементы ИЛИ 41 и И 36 на входы Срегистров 14 и 15 и триггеров 25 и26.В результате этого в регистр 14записывается значение контролируемого параметра, в регистр 15 - кодзнака параметра, а в триггеры 25 или26 - управляющее воздействие, которое сформировано блоком 18 сравнения,Если значение параметра меньше требуемого, то в единицу устанавливается триггер 26 и на выходе 45 устройства появляется единичный сигнал, Впротивном случае в единицу становится триггер 25 и единичный сигнал появляется на выходе 44 устройства.С выхода регистра 14 код параметра через преобразователь 17 поступает на индикацию, а с выхода регистра 15 в блок 11 индикации поступаеткод знака параметра,При отрицательном значении параметра частота генератора 27 Г ( ГВ результате этого импульс на выходе4 распределителя 1 появляется раньше импульса на выходе делителя 2.Он проходит на вход С триггер 22 ивход 8 триггера 24,Триггер 24 фиксирует знак "минус" параметра, а триггер 22 открывает элемент И 30 и счетчик 12 начинает считать импульсы генератора 27. Когда на делитель 2 поступает число импульсов, равное И он выдает импульс, который проходит на вход С триггера 22 и возвращает его в ноль, 1233112Триггер 22 закрывает элемент И 30и поступление Импульсов на счетчик12 пбекращается. В результате этогона счетчике 12 ок.зывается число,")ОяВное разности И М Т,Р, крятнаезначеню котролируемот о параметра,В дальнейшем работа элементов устройства аналогичнаПри нулевом значении параметра 1 д за время . Па вход делителя 2 поступает К импульсов, В результате этого импульсы на выходе делителя 2 и на выходе 47 распределителя 1 появляются одновременно, Они поступают на входы элемента И 33, которы выдает импульс на вход адновибратора ч 2, Последий дэармидуст импульс ИЯ входы К триггеров 22-24, В резул.ьтате чего они Остаются в нулевом состоянии Одновременно этот импульс через элементь И 1 И 41 и И 36 проходит на входы С регистров 14 и 15 и триггеров 25 и 26, В результате з регистры 1 ч и 15 записьвается код ну-левого значения параметра а в триггеры 25,. 26 - необходимые управляющие сигналы СФормированные блоком 1 Я срянне 1 ия,Очередной импульс, сФормированный ЗО делителем 6, переводит счетчик 70,фиг. 2) в следующее состояние. Емкость счетчика 70 определяется необхацимым интервалам между двумя Очедецньми циклами контроля и управле- ЗБ ния В качестве примера показан двухразрядньй счетчик 70, который обеспечивяет интервал между циклами кОнт- доля, равный 37, Четвертьй по счету импульс сформированньй делителем 640 проходит на четвертый выход дешивратора 71 и устапавливяет триггер 72 в единичное состояние. По заднему Фронту этого импульса счетчик 70 возвращается в исходное состояние, после чего распределитель 1 импульсов готов к очередному циклу контроля, Единичный сигнал с ВыхОда триггера 72 поступает на выход ч 8 распределителя 1 и далее на управляющий у 1 вход блока 19, разрешая его работу. Благодаря этому после окончания пер- НОГО Никла контроля включяются В ра боту средства самоконтроля работы устройства. 58,",О ередсй импульс, сФормированньй делителем 6, проходит на выход 46 распределит пя 1 и устройство начипает очередной цикл контроля параметра ПО Окончании этого цикла,которьЙ Выпалнуется аналогияо оисанному, в счет ке 12 записано оче -рецное значение контролируемого параметра, в триггерах 23 и 2 ц - кодзнака параметра, а на выходах блока18 сравнения значения уравляющихсигналов,Значение параметра с выхода счетяика 1 поступает на вхац сдм.атора16 а на другой ега вход - рзцьдущее зачение параметра хранящеесяв регис.тре 14, Одновременно на входыэлемета 37 пасгупают знаковые разряды счередного и предыдущего значений параметра сли зпаки одинаковы,та на управляющий вход сумматора 16поступает нулевой сигнялр В пратиВ -нам случае - ециничный. Сумматор16 определяет разность соседних значений контролируемого параметра,.Блок 19 производит сравнение этойразности с предетьным значением Бзаданным с пульта. 10 управления, Если пол.ученная разность меньше 1то блск 19 выдает единичньй сигнал,который открывает элемент И 36 и импуньс с выхода элемента ИЛИ ч 1 переписыва.ет В регистры 15 и 1 д, и триггеры 25 и 26 результаты очередногоконтроля параметра,Если же в результате сбоя или отказа устройства разность соседнихзначений параметра превышает 1;, тона выходе блока 19 имеется ноль,Этот сигнал закрывает элемент И 36и открыва.ет элемент И 32. В результате этого импульс с выхода элементаИПИ 4 1 проходит на. счетный вход счетчика 13, а также в блок 11 индикации,сигнализируя о сбое устройства, Искаженные в дезультате сбоя значенияпараметра и управляющих сигналов незаписань в регистры 1 Й и 15 и триггерь 25 и 26.Если в следующе цикле измеренияразность, вычисленная сумматором 16,не превышает предельной СБ ), то с:чередной импульс зйпишет измеренноезначение. Параметра в регистрь 1 ч и15 управляющие сигналы - В триггеры 25 и 26 и сбросит В ноль счетчик13.Если же В устройстве произошелотказто подряд в течение нескольких циклов контроля в системе будет10 Устройство может быть отключенотакже по команде оператора с пульта10 управления нажатием кнопки"Стоп" 77,2 (Фиг, 3),15 20 25 30 Формула изобретения Измерительное устройство с самоконтролем, содержащее пульт управления, генератор опорной частоты, первый делитель частоты, первый блок сравнения, блок индикации, генератор контролируемой частоты, подключенный выходом к первым входам первого и второго элементов И, распределитель импульсов, соединенный первым выходом с установочным входом счетчика контроля, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения достоверности контроля, в него введены второй делитель частоты, счетчик сбоев, сумматор, регистр контроля, регистр знака, первый и второй триггеры режима, первый и второй триггеры знака, первый и второй триггеры управляющих воздействий, второй блок сравнения, преобразователь двоичного кода в десятичный, с третьего по восьмой элементы И, четыре элемента ИЛИ, элемент суммирования по модулю два, два одновибратора, триггер пуска, соединенный выходом с управляющими входами генераторов контролируе. мой и опорной частот, а управляющим и сбрасывающим входами - соответственно с выходом Пуск пульта управления и выходом первого элемента ИЛИ, связанного первым входом с выходом "Останов" пульта управления, вторым входом - с первыми входами третьего и четвертого элементов И, с первым входом блока индикации и выходом счетчика сбоев, подключенного установочным входом к выходу третьего элемента И, счетным вхо 40 45 50 55 зафиксирован сбой. В результате этого счетчик 13 последовательно переходит в следующие состояния и еслиэто число достигает некоторого, наперед заданного, счетчик 13 выдаетединичный сигнал на выходе 57, сигнализируя об отказе устройства. Этотсигнал поступает в блок 11 индикации,закрывает элементы И 31 и 32 и сбрасывает в ноль триггер 20 пуска,прекратив тем, самым дальнейшую работу устройства,дом = к второму, входу блока индикации и выходу четвертого элемента И, соединенного вторым входом с выходом четвертого элемента ИЛИ и первым входом восьмого элемента И, третьим входом - с выходом второго блокасравнения и вторым входомвосьмого эле -мента И,связанноговыходом с вторымвходом третьего элемента И, с тактовымивходом регистра контроля и регистразнака и с тактовыми входами первогои второго триггеров управления, подключенных выходами соответственно к первому и второму управляющим входам устройства, информационными входами - соответственно к первому и второму выходам первого блока сравнения, соединенного первым информационным входом с первым информационным выходом пульта управления, младшими разрядами второго информационного входа-с выходом счетчика контроля, с первым информационным входом сумматора, с информационным входом регистра контроля, первым старшим разрядом второго информационного входа - с прямым выходом первого триггера знака, с первым входом элемента суммирования по модулю два и первыминформационным входом регистра знака, а вторым старшим разрядом второго информационного входа - с прямым выходом второго триггера знака и вторым информационным входом регистразнака, подключенного первым выходом к третьему входу блока индикации, вторым выходом - к четвертому входу блока индикации и второму входу элемента суммирования по модулю два, связанноо выходом с управляющим входом сумматора, соединенного вторым информационным входом с выходом регистра контроля и входом преобразователя двоичного кода в десятичньп, а выходом - с первым информационным входом второго блока сравнения, связанного вторым информационным входом с вторым информационным выходом пульта управления, а управляющим входом - с третьим выходом распределителя импульсов, подключенного вторым выходом к первым входам пятого и седьмого элементов И и первому входу второго элемента ИЛИ, входом - к выходу второго делителя частоты, соединенного первым информационным входом с выходом генератора опорной часто1 О 7 ты, вторым информационным входом - счетвертым выходом пульта утравления.связа 1 ГГнога третьим выходом с первыминформационным вхсцом второго делителя частоты, подключенного вторым информационным входом к выходу первогоэлемента И, выходом - к вторым Входам второго элемента ИПИ и пятогоэлемента И., к первому входу шестогоэлемента И и входу сброса первоготриггера режима, соединенного уста-.новочным входом с первым ВыхОдОм рас"пределителя импульсов и первым входом третьего элемента ИЛИ. связанного выходам с входами сброса первогои второго триггеров знака, а вторымвхоцом - с первым входом четвертогоэлемента ИЛИ, с выходом первого адновибратора и Входам сброся второготриггера режима, подключенного прямьи выходам к второму Входу ВторОго злемееГТЯ Итактовм входам - к выходу второго элемента ИЗЫДИ, инверснымвыходом - к собственному информационному входу и входу второго одновибратора, соединенного выходом с вторым входом четвертого элемента ИЛИ,ВВГхад шестого элемента И соединенс установочным входом первого триггера зяка связаннога инверсным выходамвторым входом седьмого элемента И, подключенного выходом к установочному вхоцу второго триггеразнака, подключенного инверсньГМ выходом к второму входу шестого элементаИ вьгход преобразователя двоичногокада в десяти ньГй связан с пятымРходам блока индикации, выход второго элемента И соединен со счетным, входом счетчика контроляа выход пя того элемента И подключен к входу первого одновибратора1233112 Фиг 4 ГорбуноваКорректор А.Тяско оставител ехред В.К Редактор Н.Бобкова аказ 2769 и г 4 5 ушс олиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,Производствен Тираж 836 ВНИИПИ Государственн по делам изобретен 113035, Москва, Ж, Р