Устройство для измерения параметров пульсаций доильного аппарата

СОЮЗ СОНЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 1)4 А 0137 исследова оприборох,Д,А.БГ,Старуь8) ство ССС 00, 1985 тель д 7/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Кишиневский научительский институт элекстроения(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГ 1 ЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПУЛЬСАЦИЙ ДОИЛЬНОГО АППАРАТА(57) Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к средствамавтоматизации контроля иналадки доильных аппаратов. Целью изобретенияявляется расширение Функциональныхвозможностей и повышение точностиизмерения устройства, Сигнал, пропорциональный пульсациям вакуумметрического давления, от источника сигнала2 поступает на компараторы 6 и 7, которые сравнивают его с напряженияминижнего и верхнего опорного уровней.Полученные сигналы поступают на триггер 11, Формирующий импульс, длительность которого соответствует временинарастания давления, а триггер 13Формирует импульс длительностью равный Фазе спада давления. Одновременно триггеры 18 и 15 формируют импульсы длительностью равные фазе установившегося вакуумметрического и атмосферного давлений соответственно.Посредством коммутатора 22, работойкоторого управляет синхрогенератор21, через элемент И 23 полученныеимпульсы поступают на элемент И 2,где заполняются импульсами эталоннойчастоты, Далее сигналы через коммутатор 32 поступают на вход делителячастоты 36. В результате на выходепоследнего всегда имеется среднее поп измеренным значениям число импульсов, преобразуемое счетчиком 37 иотображаемое на табло 38. 2 ил.Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к срецстнам автоматизации контроля и нападки доильных аппаратов.5Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение точности измерения устройства.На фиг. 1 представлена блок-схема 10 устройства, на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов.Устройство для измерения параметров пульсаций доильного аппарата содержит преобразонатель 1 амплитуды, 15 вход которого соединен с источником 2 сигнала, а выход - с первым входом элемента 3 сравнения и с входом пре образователя 4 напряжение - частота, задатчик 5 нижнего опорного уровня 20 соединен с вторыми входами первого компаратора б и перного элемента 3 сравнения, выход элемента 3 сравнения соединен с вторым входом второго компаратора 7. Первые входы первого 25 6 и второго 7 компараторов соединены с источником 2 сигнала. Выход второго компаратора 7 соединен с вторым входом второго элемента 8 задержки, выход первого компаратора 6 соединен ЗОс первым входом первого элемента 9 задержки, а второй вход первого эле. мента 9 задержки и первый вход второго элемента 8 задержки соединены с первым выходом генератора 10. Выход второго элемента 8 задержки соединен . с единичным входом первого триггера 11 и через второй однонибратор 12 с нулевым входом пятого триггера 13. Выход первого элемента 9 задержки соединен с единичным входом пятого триггера 13 и через первый однонибратор 14 с нулевым входом первоготриггера 11.Выход первого триггера 11 соединен 45 с единичными входами второго 15 и третьего 16 триггеров и через четвертый одновибратор 17 с нулевым входом четвертого триггера 18, Выход пятого триггера 13 соединен с нулевым входом третьего триггера 16, единичным входом четвертого триггера 18 и через третий одновибратор 19 с нулевым входом второго триггера 15. Первый выход третьего триггера 1655 соединен с входом первого счетчика 20, Выходы первого 11, второго 15, четвертого 18, пятого 13 и первый выход третьего,16 триггеров, первый выход первого счетчика 20, второйвыход третьего триггера 16 и выходсинхрогенератора 21 соответственносоединены с первым, вторым, шестым,седьмым, третьим, четвертым, пятыми восьмым входами второго коммутатора 22,Выход второго коммутатора 22 соединен с вторым входом третьего элемента И 23. Первый вход третьего элемента И 23 соединен с первым выходомпервого счетчика 20 и первым входомсинхрогенератора 21. Второй входсинхрогенератора 21 соединен с третьим выходом генератора 10 и первымвходом четвертого элемента И 24,Второй вход четвертого элемента И 24соединен с входом пятого однонибратора 25 и вторым выходом первого счетчика 20. Первый вход пятого элемента И 26 соединен с четвертым выходомгенератора 10, Второй вход пятогоэлемента И 26 соединен с выходомтретьего элемента И 23, с вторымивходами первого элемента И 27 итретьего коммутатора 28. Первые входы первого элемента И 27 и третьегокоммутатора 28 соединены соответственно с первым и вторым выходами генератора 10. Выход третьего коммутатора 28 через первый делитель 29частоты соединен с входом блока 30управления,Первый и второй входы второгоэлемента И 31 соответственно соединены с вторым выходом генератора 10 ивыходом преобразователя 4 напряжение - частота. Выходы первого 27 ивторого 31 элементов И соответственно соединены с вторым и первым вхо"дами первого коммутатора 32, Третийвход первого коммутатора 32 соединен с первым входом четвертого счетчика 33 и выходом блока 34 сравнениякодов. Выход пятого элемента И 26соединен с вторым входом четвертогосчетчика 33. Выходы четвертого элемента И 24 и пятого одновибратора 25соединены соответственно с вторыми первым входами третьего счетчика35. Выходы четвертого 33 и третьего35 счетчиков соединены соответственно с первым и вторым входами блока34 сравнения кодов, Выход первогокоммутатора 32 соединен с вторымвходом второго делителя 36 частоты,а выход второго делителя 36 частотысоединен с вторым входом второго40 счетчика 37. Выход блока 30 управления соединен с первыми входами вто"рого делителя 36 частоты и второгосчетчика 37 а выход второго счетчиУ5ка 37 соединен с табло 38.Устройство работает следующим образом.Электрический сигнал пульсацийот источника 2 сигнала, пропорциональный пульсациям вакуумметрического давления, поступает на вход преобразователя 1 амплитуды и первыевходы первого 6 и второго 7 компараторов. Преобразователь амплитудыпреобразует амплитуду сигнала пульсаций в постоянное напряжение, которое поступает на первый вход элемента 3 сравнения и вход преобразователя 4 напряжение - частота, которыйпреобразует постоянное напряжениев частоту, С выхода задатчика 5 нижнего опорного уровня на вторые входыпервого компаратора 6 и элемента 3сравнения поступает постоянное напряжение нижнего опорного уровня,пропорциональное значению вакуумметрического давления, равного 3,99 кПа.В результате на выходе первого элемента 3 сравнения появляется напряжение верхнего опорного уровня, соответствующее разности входных сигналов. Первый 6 и второй 7 компараторы сравнивают входной сигнал с постоянными напряжениями соответственно нижнего и верхнего опорных уровней,в результате на выходе первого 6 ивторого 7 компараторов появляютсяпрямоугольные импульсы (фиг, 2,поз. 2 и 3).Второй 8 и первый 9 элементы задержки обеспечивают постоянный временной сдвиг прямоугольных импульсов, поступающих с второго 7 и первого 6 компараторов для исключения45влияния помех, сопровождающих сигналпульсаций. (Временной сдвиг прямоугольных импульсов на фиг. 2 для упрощения не показан). Импульсы с выхо.да первого элемента 9 задержки черезпервый одновибратор 14 поступают нанулевой вход первого триггера 11, ас выхода второго элемента 8 задержки - на единичный вход первого триггера 11, который Формирует прямоугольный импульс, длительность которого соответствует фазе А - времянарастания вакуумметрического давления (фиг. 2, поз. 4),Импульсы с выхода первого элемента9 задержки поступают на единичныйвход пятого триггера 13, а с выходавторого элемента 8 задержки черезвторой одновибратор 12 - на нулевойвход пятого триггера 13, который Формирует прямоугольный импульс, длительность которого соответствует фазеС - время спада вакуумметрическогодавления (Фиг2, поз. 5).Импульсы с выхода первого триггера 11 через четвертый одновибратор17 и с выхода пятого триггера 13 поступают соответственно на нулевой ипервый входы четвертого триггера 18,который формирует прямоугольный импульс, длительность которого соответствует Фазе В - время установившегося вакуумметрического давления(фиг. 2, поз, 6),Импульсы с выхода первого триггера11 и с выхода пятого триггера 13через третий одновибратор 19 поступают соответственно на единичный инулевой входы второго триггера 15,который Формирует прямоугольный импульс, длительность которого соответствует фазе 0 - время установившегося атмосферного давления (фиг. 1,поз. 7)Импульсы е выходов первого 11 ипятого 13 триггеров поступают соответственно на единичный и нулевойвходы третьего триггера 16, которыйформирует на первом выходе прямоугольный импульс, длительность которогосоответствует сумме фаз А и В - время такта сосания (фиг. 2, поз. 8), ана втором выходе - прямоугольныйимпульс, длительность которого соответствует сумме фаз С и П - времятакта сжатия (фиг. 2, поз. 9).Импульс с первого выхода третьеготриггера 16 поступает на вход первогосчетчика 20, который формирует насвоих первом и втором выходах прямоугольные импульсы длительность которых соответствует сумме фаз А, В, Си Э и тем самым определяет соответственно второй и первый периоды Т цикла измерения при измерениях частотыи относительной длительности фаз пуль.саций (фиг. 2, поз. 10 и 11),Прямоугольные импульсы, соответствующие длительности отдельных фаз,сумме двух фаз и периоду пульсацийс выходов первого 11, второго 15,третьего 16, четвертого 18 и пятого13 триггеров, а также с выходов первого счетчика 20 и синхрогенератора 21 поступают соотнетстненна на первый, второй, третий, пятый, шестой, седь 5 мой, четвертый и восьмой входы второго коммутатора 22, с выхода которого в зависимости от его состояния, подаются на второй вход третьего элемента И 23, на первый вход которого пас тупают прямоугольные импульсы дли-тельности Т с первого выхода первого , счетчика 20. На выходе третьего элемента И 23 выделяются поступающие наего второй вход прямоугольные импуль сы только во время второго периода цикла измерения.(например, Фаза В,фиг. 2, поз. 12), Это необходимо для проведения измерений периода, длительности, частоты и относительной дли тельности Фаз сигнала пульсаций,При измерении периода и длительности фаз сигнала. пульсаций соответ ствующие им прямоугольные импульсы , ,с выхода третьего элемента И 23 по, даются на вторые входы первого элемента.И 27 и третьего коммутатора 289 с выхода которого поступают на вход первого делителя 29 частоты, который делит частоту входных чмпульсон ня2 и (где и = 2,3,4,), н результа, те на его выходе появляются прямоугольные импульсы с длительностью, ,равной и Т (фиг. 2, поз. 13 при и =- 2), ,которые поступают на вход блока 30 управления. Первый элемент И 27 с помощью импульсов эталонной частоты (например, 1 кГц), поступающих с первого выхода генератора 10 на его перый вход, преобразует длительностьрямоугольных импульсон соответствую 40 ; щих Фаз А, В, С, О, (А+В), (С+Э) ипериода Т сигнала пульсации н числоимпульсов (фиг, 2,поз. 14, фаза В),которые с его ныходя через первыйкоммутатор 32 поступают на второй45 вход второго делителя 36 частоты,который делит частоту поступающих наего второй вход импульсов на и (гдеи ф 2,3,4, ,), в результате чегона его выходе всегда имеется среднеепо и измеренным значениям число импульсов (Фиг. 2, поз. 15, при и = 2),преобразуемое вторым счетчиком 37 нцифровой код, отображаемый н видечисла на табло 38. 55С выхода блока управления 30 на первые входы второго делителя 36 частоты и второго счетчика 37 поступают через промежутки времени, равные 2 и,Т, управляющие импульсы, которые устанавливают второй делитель 36 частоты и второй счетчик 37 в исходное состояние, после чего цикл работы устройства повторяется,При измерении относитепьнай длительности Фаз и частоты пульсаций определяется численное значение соотношений (1) и (2)л- ООТ(2)М = 60/Т,где- относительная длительностьфяз пульсации Е- длительность Фазы пульсахции, с;Т - период пульсаций, с;И - частота пульсаций, имп/мин.Цикл измерения относительной длительности фаэ и частоты пульсаций состоит из двух периодов пульсаций сигнала, В течение первого периода пульсаций сигнала четвертый элемент И 24 разрешает счет числа М , которое подсчитывается третьим счетчиком 35, предварительно установленным в нуль н начале каждого цикла измерения с помощью пятого однонибратора 25. Значение записанного числа М определяется по формулеМ = Т х (3) где Т - период пульсации сигнала,с;Е, - эталонная частота (например, 100 Гц), поданная стретьего выхода генератора10 на первый вход четвертого элемента И 24, Гц,В течение второго периода пульсаций сигналя пятый элемент И 26 разрешает четвертому счетчику 33 . счет числа Мх, определяемого па ФормулеМ=Г(4)где 7 - длительность прямоугольного импульса, поступившего с выхода третьего элемента И 23 на второй вход пятого элемента И 26, с;Г - эталонная частота (например,100 кГц), поданная на первый вход пятого элемента И 26 с четэертага выхода генератора 10, кГц.С помощью блока 34 сравнения кодов число М, записываемое в четвертыйсчетчик 33; сравнивается с числомМ,г, набранным в третьем счетчике 35.При равенстве чисел Ми М блок 34сравнения кодов формирует на своемвыходе импульс, который сбрасываетв нуль четвертый счетчик 33 и пода"ется на третий вход первого коммутатора 32. Число импульсов Мг, поступивших на третий вход первого коммутатора 32 с выхода блока 34 сравнения кодов, определяется по формуле,5 10 МхММ(5) Для измерения частоты пульсаций в импульсах в минуту с помощью синхрогенератора 21 в течение второго периода измеряемого цикла формируется 20 строб-импульс длительностью , равной 60 мс, который с его выхода через второй коммутатор 22 и третий пятого элемента И 26 и далее аналогично описанному определяется число М , Дальнейший процесс обработки и усреднения результата измерения при измерении относительной длительности фаз и частоты пульсаций такой же как и при измерении длительности фаз пульсаций.При измерении амплитуды пульсаций с выхода преобразователя 4 напряжение - частота импульсы с частотой, пропорциональной амплитуде сигнала пульсаций, поступают на второй вход второго элемента И 31, На первые входы третьего коммутатора 28 и второго элемента И 31 подаются прямоугольные импульсы эталонной длитель 30 ности с второго выхода генератора 10,которые с выхода третьего коммутатора 28 через первый делитель 29 частоты подаются на вход блока 30 управления. Второй элемент И 31 преобразует частоту входных импульсов, поступающих в него за эталонный промежуток времени в число импульсов, которые с его выхода через первый коммутатор 32 подаются на второй вход второго делителя 36 частоты, Процедура усреднения результата измерения амплитуды пульсаций такая же как при измерении длительности фаз пульса ции,Накапливаемая во втором счетчике 36 информация, отображаемая на табло элемент И 23 подается на второй вход 25 38, характеризует усредненные по и измеренным значениям параметры сигнапа пульсаций, т,е,; длительность фаз А, В, С. О, (А+В), (С+1, период Т, относительную дпительность фаз ОА, О В Ос, О , О , О р, часто с ф 1) ф А+вф с+Рф ту И й амплитуду,Формула изобретенияУстройство для измерения параметров пульсаций доильного аппарата, содержащее источник сигнала, соеди- . ненный с входами преобразователя ам" плитуды и двух компараторов, причем выход первого компаратора подключен к первому входу первого элемента задержки, второй вход которого соединен с первым выходом генератора, с первыми входами первого элемента И и второго элемента задержки, второй вход которого подключен к выходу второго компаратора, второй вход последнего соединен с выходом первого элемента сравнения, а выход второго элемента задержки подключен к единичному входу первого триггера и входу второго одновибратора, а также содержащее пятый триггер и первый одновибратор, причем выход первого элемента задержки подключен к входу первого одновибратора и к единичному входу пятого триггера, нулевой вход последнего соединен с выходом второго одновибратора, а выход первого одновибратора - с нулевым входом первого триггера, третий и четвертый одновибраторы, второй, третий и четвертый триггеры, первый счетчик и второй коммутатор, при этом выход первого триггера подключен к единичному входу второго и третьего триггеров, первому входу второго коммутатора и входу четвертого одновибратора, а выход пятого триггера связан с единичным входом четвертого триггера, седьмым входом второго коммутатора, нулевым входом третьего триггера и входом третьего одновибратора, а выход последнего подключен к нулевому входу второго триггера, выход кото" рого соединен с вторым входом второго коммутатора, выход четвертого одновибратора соединен с нулевым входом четвертого триггера, выход которого подключен к шестому входу второго коммутатора, а первый выход третьего триггера соединен с третьим входом9 1393 коммутатора и входом первого счетчика, первый выход которого связан с четвертым входом второго коммутатора", а второй выход третьего триггера подключен.к пятому входу второго коммутатора, .эадатчик нижнего опорного уровня, выход которого связан с вторыми входами элемента, сравнения и первого компаратора, преобразова 10 тель напряжение - частота, к входу которого подключен выход преобразователя амплитуды и первый вход первого элемента сравнения, причем выход преобразователя напряжения - частота связан с вторым входом второго эле 15 мента И, первый вход которого подключен к второму выходу генератора, а выход - к первому входу первого коммутатора, причем второй вход пос 20 леднего связан с выходом первого элемента И, а также содержит второй счетчик, выход которого подключен к табло, а первый вход связан с выходом блока управления, о т л и ч а ющ е е с я тем, что с целью расширения функциональных возможностей и повьппения точности измерения устройства, оно снабжено двумя делителями частоты, синхрогенератором, третьим коммутатором, третьим, четвертым и30 пятым элементами И, пятым одновибратором, третьим и четвертым счетчиками и блоком сравнения кодов, причем первый выход первого счетчика подключен к первым входам третьего эле мента И и синхрогенератора, с вторым входом которого связан третий выход генератора, четвертый выход которого 10 подключен к первому входу пятого элемента И, а выход синхрогенераторасвязан с восьмым входом второго коммутатора, причем третий выход генератора подсоединен к первому входучетвертого элемента И, а второй выход первого счетчика подключен к второму входу четвертого элемента И ивходу пятого одновибратора, а выходвторого коммутатора подключен к второму входу третьего элемента И, причем выход последнего связан с вторыми входами пятого и первого элементовИ и третьего коммутатора, а к первому входу последнего подключен второйвыход генератора, кроме того, выходтретьего коммутатора связан посредством первого делителя частоты с входом блока управления, а выход первого коммутатора соединен с вторым входом второго делителя частоты, выходкоторого связан с вторым входом второго счетчика, а выход блока управления соединен с первым входом второго делителя частоты, при этом выходпятого элемента И связан с вторымвходом четвертого счетчик., а выходы пятого одмовибратора и четвертогоэлемента И подключены соответственнок первому и второму входам третьегосчетчика, причем выход последнегоподключен к второму входу блока сравнения кодов, к первому входу которого подключен выход четвертого счетчика, а выход блока сравнения кодовсвязан с первым входом четвертогосчетчика и третьим входом первогокоммутатора.1393364 Вирхноц Нужной Ргали Составит Техред М очки ь ерни орре орген ПОКИПИ 303 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгор Проект Редактор А.ШандЗаказ 1898/3 Тираж 519Государс о делам изоб , Москва, ЖПодписнвенного комитета СССРетений и открытий5, Раушская наб., д. 4/