Устройство для контроля параметра

: "Фйф "БРЕТ ИЯ автоматике и может, вом и параметриналов. Цель изобверности контроля, ры 2 и 11, лреобсравнения 4, элеСОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИКГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕИТ СССОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРРА(67) Изобретение относится кбыть использовано при допускоческом контроле аналоговых сигретения - повышение достоУстройство содержит коммутаторазователь напряжения 3, блок(51) 5 С 05 В 2302 мент запрета 5, задатчик 8 времени гамаконтропя, элементы И 9, 21, 23, элемент задержки 10. источники рабочего 12 и контрольного 13 опорных напряжений, индикаторы 14 предельного отклонения и самоконтроля 15, источник 16 эталонного напряженив, делитель 17 напряжения, кпгоч 18, формирователи 19 и 28 импульсов, триггеры 20 и 25, элемент НЕ 22, элементы ИЛИ 24 и 27, сигнапизатор неисправности 26, регистратор 29, задатчик 36 опорного напряжения. Повышена помехозащищенность устройства при контроле и увеличена точность измерения. 1 зпф-лы. 3 ил.запрета, соединенном через элемент ИЛИ 27 с выходами триггера 25 и элемента 10 задеркки - нулевой сигнал. Поэтому элемент 5 запрета открыт, При достижении 5 преобразованным контролируемым параметром на входе преобразователя 3 значения, большего рабочего опорного напряжения (Оро). блок 4 сравнения срабатывает и через элемент 5 запрета и блок управления б включает исполнительный орган 7, Одновременно включается индикатор 14 поедельного отклонения параметра, сигнализируя о выходе контролируемого параметра за пределы нормы, Сигналы с блока 4 15 сравнения при работе устройства в режимеконтроля параметров не меняют исходного состояния триггера 20. С выхода преобразователя 3 контролируемый сигнал подается на вход регистратора 29 для регистрации по 20 заданному алгоритму,Проверка исправности устройства заключается в проверке и анализе реакции блока 4 сравнения на эталонный сигнал Оэ, подаваемый на вход первого коммутатора 2 гЬ и (в результате преобразования в тракте)получившего на выходе преобразователя 2 и в первом входе блока 4 сравнения значение Оэ.них Оэ.внх = ОэК 1,О =О "К+ЬО,(2) Устройство работает в режиме контроля параметров и в режиме самоконтроля, Управление устройством в этих режимах обес печивается задатчиком 8. В режиме контроля параметров эадатчик 8 на выхгде Формирует нулевой сигнал. Первый заеме. :т И 9, закрытый по входу, соединенному с задатчиком 8, выдает нулевой сигнал на уп равляющие входы комму 1 аторов 2 и 11. Н этом случае коммутатор 2 на вход преобразователя 3 подключает датчи; 1 контроли ру емого параметра. коммутатор 11 на вход блока 4 сравнения - подключает источник 55 12 рабочего опорного напряжения, В этом режиме триггеры 20 и 25 находятся в состоянии с нулевым сигналом на выходе, на,ь;- ходе элемента 10 задержки также нулевой сигнал, На управляющем входе элемента Ь Он" 1.4 К - ЙО,(3) ЛО":К,100(4) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах автоматического управления, в частности в системах управления и контроля авиационных. судовых и др. двигателей при их испытаниях и эксплуатации,Цель изобретения - повышение достоверности контроля,На фиг, 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3- диаграммы, поясня ощие работу устройства при различных соотношениях входных, эталонных и опорных напряжений,Устройство содержит датчик 1 контролируемого напряжения, пеовый коммутатор 2 (переключатель), преобразователь напря" жения 3 (в зависимости от типа,онтролируемого параметра и алгоритма контроля преобразователь может вклочать, например, согласующее устройство, полосавой фильтр, масштабирующий усилитель, пре" образователь переменного напряжения в уровень напряжения), блок 4 сравнения, элемент 5 запрета, блок управления б, исполнительный орган 7, элемент 8 времени самоконтроля, второй элемент И 9, элемент 10 задержки, второй коммутатор 11, источники 12 и 13 рабочего и контрольного опорных напряжений, индика гор 14 предельного отклонения, индикатор 15 самоконтроля, источни. 1 б эталонного напрякения, делитель 17 напряжения, кл 1 оч 18, первый формирователь 19 импульсов, первый триггер 20, третий элемент И 21, элемент НЕ 22, первый элемент И 23, второй элемент ИЛИ 24, второй триггер 25, сигнализатор неисправности 26, первый элемент ИЛИ 27, второй формирователь 28 импульсов, регистратор 29, входь, 30-35 элементов устройства, управляемый делитель, напряжений 3 б. где К 1 - реальный коэффициент передачитракта преобразования.На первом этапе самоконтроля Оэ,выхсравнивается с повышеннцм контрольнымопорным напряжение О которое имитирует верхнюю границу зоны допустимых значений для эталонного преобразованного контролируемого сигнала ОЭ.Вь 1 Х.На втором этапе Оэ.выл сравнивается с понижзнным контрольнь 1 м опорньм напряжением Оя которое имитирует нижнюю границу зоны допустимых значений для эталонного преобразованного контрольного сигнала, Здесь К "заданный коэффициент передачи тракта преобразования. Абсолютная погрешность Л О тракта преобразования и контроля определяется по Формуле1455909 10 20 30 55 где д- заданная относительная погрешность тракта, %.Изменение (во время самоконтроля устройства) контрольного опорного напряжения от Ов до Он, т.е. на 2 Ь О осуществляется с помощью делителя 17 напряжения и параллельно подключенного к нему ключа 18,Таким образом, подготовка устройства к работе в режиме самоконтроля упрощена по сравнению с прототипом и сводится к следующим операциям: определению абсолютной погрешности тракта по Формуле (4), определению по формуле (3) величины уставки опорного контрольного напряжения Ов, установке выходного напряжения источника контрольного опорного напряжения, равным Ов,В приведенных формулах коэффициент передачи тракта. включающего источник 13 контрольного опорного напряжения, второй коммутатор 11, второй вход блока 4 сравнения. принят равным единице, так как в реальных условиях он легко реализуется со значением. близким к единице. Если коэффициент отличается от единицы, то есть необходимо ввести в формулы (2) и (3), как К 2, формулы в этом случае примут вид О -(О К+Ь О)Кг. (5) О = (О К + Ь О) Кг. (8) Соотношение Овых, уровень рабочего опорного напряжения Оро, Он, Ов, Оэ,вых, ступени самоконтроля и зона допустимых значений для эталонного преобразованного контролируемого сигнала (заштрихованная) приведены на фиг, 2 и 3.П р и м е р 1. Коэффициент передачи тракта преобразования и контроля К - 1. Эталонный сигнал Оа - 100 мВ. Погрешность тракта д = ф 1-,ь. Ь О К -1 мВ Оэд 100100 100 Оа фф ОэК+ Ь О1001 + 1 фф 101 мВ Он" ОэК - Ь О "1001 - 1-99 мВ. Выходной контролируемый эталонный сигнал Оэ.вцх при исправленном тракте (погрешность тракта д не превышает 10) должен находиться в зоне между Он и Ов (фиг, 2 и 3), Контрольное опорное напряжение на первой ступени контроля равно 101 мВ, на второй ступени 99 мВ.П р и м е р 2. Коэффициент передачи тракта преобразования и контроля К равен 10, Остальные параметры имеют значениякак в первом примере. ЬО= 10=10 мБ 100 1 Ов = 10010 + 10 =- 101 м В Он = 10010 - 10 = 990 мВ,Выходной эталонный сигнал Оз.вне при исправном устройстве в этом случае должен находиться в зоне 990-1010 мВ. Контрольное опорное напряжение на первой ступени контроля равно 1010 мВ, на второй ступени 990 мВ.Если устройство исправно, то при К = 1, К = 10 и при других значениях К (при соответствующем выборе Ов) блок 4 сравнения на первой ступени самоконтроля не должен сработать, а на второй ступени самоконтроля блок 4 сравнения должен сработать. Выходной контролируемый эталонный сигнал в этом случае должен находиться в зоне между Он и Ов. При невыполнении хотя бы одного из этих условий устройство признается неисправным, Включается сигнализатор 26. Очевидно, что при такой методике производится проверка не только общей работоспособности устройства, но и осуществляется допусковый контроль зоны общей погрешности трактов преобразования и контроля, включающих коммутаторы, преобразователь, блок сравнения, индикатор предельных отклонений, линии связи, т.е,проверяется точность устройства.По команде оператора или автоматически (через заданный интервал времени) задатчик 8 выдает единичный сигнал, переводящий устройство из режима контроля параметров в режим самоконтроля. Длительность единичного сигнала устанавливается исходя из времени, необходимого для проверки устройства,Этот сигнал подается на вход элемента И 9, н:1 входы формирователей 19, 28, элемента 10 задержки. Элемент 10 задержки (например, реле времени с выдержкой на отпускание) срабатывает и подает сигнал на индикатор 15, на второй вход элемента И 21 и через элемент ИЛИ 27 на управляющий вход элемента 5 запрета. Последний по этому сигналу блокирует исполнительный орган 7 на все время проверки устройства, По этой же команде включается индикатор 15, сигнализируя о работе устройства в режиме само онтроля. Одновременно с запуском элемента 1 О задержки запускается формирователь 19. выходным сигналом которогооткрывается нормальный закрытый ключ 18и по входу 31 подготавливается элемент И23,8 то же время запускаетСя формирователь 28 импульсов, который Вырабатывает 5нулевой сигнал длительностью т 1.,1 з (фиг,2,3).Этим сиГналом на Время переходньхпроцессов время в - тг), вызванных переключением входных контролируемых си налов и контрольных опорньо напряжений,закрывается элемент И 23, тем самым запрещая на это время ложное включение команды "Неисправно", возможность выдацикоторой обусловлена срабатыванием блока 154 сравнения во Время переходных процессов в ситуации, показанной на фиг, 2, интервал Ц - тг, точка А.,Выходной сигнал элемента задержки10, пройдя через элемент И 9, переключает 20первый 2 и второй 11 коммутаторы В режимпроверки устройства, С этого момента начинается первый этап проверки см. фиг. 2,3,время т 1), Как уже отмечалось ранее, коммутатор 11 на вход блока 4 сравнения через 2 гключ 18, шунтирующий делитель 17 напряжения, подклквчает сигнал контрольногоопорного напряжения. имитирующего верхнюю границу зоны допустимых зна енийтракта Ов. 30Коммутатор 2 подкл 1 очавт на информационный Вход блока сравнения 4 церсз Г;реобразователь 3 и линии связи эталонныйсигнал Оэ.По окончании переходных процессов з 35тракте напряжение преобразованного этаЛОННОГО СИГНВЛа Оэ.вых На ВХОДЕ бЛОКа 4сравнения при исправной работа трактовпреобразования и контроля должно установиться в зоне между Оц иА (см, фиг"., 3, 40время 1 г),Блок 4 сравнения, если он тоже исправен, в этом случае не должен сработать срабатывание блока 4 сравнения Во времяпереходных процессо, Возникаощих В 45тракте контроля л в тракте опорных нэпряжЕНИй, ВОЗНИКВЮЩИХ В СВЯЗИ С КОММУТВцией, необходимой для проведениясамоконтроля, не влечет формирования сигнала неисправности, так как элемент И 23 50на зто время закрыт по вход от формирователя 28), В противном случае (при повышеНИИ СИГНаЛа ОЭ.Вых В тоаКтЕ ПРЕОбРаЗОВВНИЯболее чем на А сэ, при понижении контрольНОГО ОПОРНОГО НаПряжЕНИЯ О бОЛЕВ до устимого значения, при неисправной работеблока 4 сравнения, заключающейся в преждевременном его срабатывании) блох 4сравнения срабатывает,Единичный сигнал блока 4 сравнения включает индикатор 14 предельного отклонения, Э гот же сигнал открывает по входу 32 элемент И 23, подготовленный ранее па входу 31, По окончании нулевого сигнала, поступающего с формирователя 28 (фиг. 2 и 3, время т 4), элемент И 23 открь.вается. Перепад О/1 сигнала с выхода элемента И 23 через элемент ИЛИ 23 переводит триггер 25 в единичное состояние, Единичный сигнал этого триггера включае- ИЛИ 27 дублирует рключение элемента запрета 5. Выключение элемента запрета 5 (а значит, и снятие блокировки исполнительного органа 7) Осуществляется опеоатором установкой триггеров 20 и 25 в исходное нулевое состояние по шине "Сброс",Первый этап проверки устройства заканчивается с о ончанием импульса формирователя 19 импульсов (см. фиг. 2, время 14). Длительность первого этапа проверки выбирается, исходя из длительности переходных процессов трактов преобразования и контроля и инерционности преобразователя 3.Пропадание сигнала на выходе формироватсля 19 вызывает закрытие элемента И 23 и ключа 18. Н связи с этим контрольное Опорное нагряжение одается на Вход блока 4 сравнения с истоцника 13 контрольного ог:орногс напряжения не через ключ (как в г;ервой ступени самоконтроля практически без ослабления), а через делитель напряжения 17 с ослаблением на д процентов. Контрольное опорное напряжение в этом случае уменьшается до значения Ь = 0К - Ь О фиг. 2,3,.4),С момента открытия ключа 18 начинается второй этап самоконтроля. Сигнал с формирователя 19 перепадом 1/О устанавливает триггер 20 в единичное состояние. Триггер, в свою очередь, единичным сигналом подготавливает элемент И 21 по входу 35,Бапряжетчле на входе тракта преобразования и контроля для выполнения второй ступени самоконтроля не измеряется, а контрольное опорное напряжение изменяется на малуго величину, Определяемую Величиной пОГрешностью тракта преОбразования и контроля). Учитывая сказанное и то, что длительность переходных процессов цепи подключения контрольного Опорного напряжени.э к блоку 4 сравнения несравнимо меньше длительности переходных процессов тракта преобразования, Время второго этапа самоконтроля на порядок меньше времени первого этапа:ПО окончании переходных процессов в э ракте кснтоольнОГО Опорного напряженияпри исправной работе устройства выходное контрольное эталонное напряжение Оэ.еых должно оказаться в зоне между Ов и Ох фиг, 2, 3, интервал т 4 - т 5). Блок 4 сравнения, если он тоже исправен, в этом случае должен сработать и своим перепадом О/1 установить триггер 20 в исходное состояние, снимая тем самым разрешение на открытие элемента И 21 по входу 33,В противном случае (при понижении сигнала О,ых в тракте преобразования более чем нэ Ь О, при завышении Он в тракте контрольного опорного напряжения более допустимого значения, при неисправной рабсте блока 4 сравнения, заключающейся в понижении его чувствительности или полном его несрабатывании) блок 4 сравнения не сработает. 8 этом случае триггер 20 остается в единичном состоянии до окончания второго этапа проверки.По окончании единичного сигнала (см, фиг, 2 и 3, 15) на выходе задатчика 8 на выходе элемента НЕ 22 появляется единичный сигнал, который через вход 35 элемента И 21 (по входам 33 и 30 элемент И 21 подготовлен ранее триггером 20 и элементом 10 задержки), через элемент ИЛИ 24 устанавливает триггер 25 в единичное состояние. Единичный сигнал триггера включает сигнэлизатор 26 и через элемент ИЛИ 27 дублирует включение элемента 5 запрета, запрещая работу устройства в режиме контроля параметра,Независимо от результатов проверки устройства по окончании единичного сигнала с задатчика 8 элемента И 9 закрывается по первому входу, в результате коммутаторы 2 и 11 переключатся на работу в режиме контроля параметров(фиг, 2, 3, время 1 ь). На этом заканчивается второй этап самоконтроля устройства.После этого единичный сигнал на выходе элемента 10 задержки (с задержкой. устанавливаемой в зависимости от длительности переходных процессов в тракте преобразования и контроля при переключениях коммутаторов) снимается (фиг, 2 и 3, время тт). За счет этого выключается индикатор 15, указывая нэ окончание проверки исправности устройства и снижается блокировка с элемента 5 запрета по цепи: элемент 10 задержки, элемент ИЛИ 27. Этой операцией завершается режим проверки и подготовки к работе в режиме контроля параметров, если устройство исправно. В противном случае элемент 5 запрета остается заблокированным по цепи; триггер 25 - элемент ИЛИ 27. Снятие этой блокировки и выключение сигнализэтора 26 осуществляет оператор командой по шине "Сброс",5 10 15 20 25 30 35 40 Проверка исправности и точности устройства возможна и при различных знзчениях плюсовой и минусовой погрешностей тракта контроля, В этом случае погрешность д устройства, используемая для определения О 8 и 2 Ь О (ослабление в делителе напряжения), принимается как усредненнаяС Х+ЛДвухэтапная проверка тракта преобразования и контроля реализована коммутацией источника эталонного напряжения на вход тракта преобразования и контроля на все время самоконтроля, коммутацией на второй вход блока 4 сравнения контрольного опорного напряжения, на первом этапе самоконтроля равного Ов(напряжение верхней границы зоны допустимых значений тракта преобразования для эталонного сигнала), нэ второй ступени самоконтроля равного Он(напряжение нижней границы зоны допустимых значений). Соответствующая логическая схема управления и введенная защита от ложного срабатывания устройства самоконтроля во время переходных процессов, реализованная запретом на срабатывание элемента И 23 вторым формирователем 28 импульсов, значительно сократили вероятность неверной оценки исправности устройства, включая допусковый контроль погрешности устройства. Эти факты значительно повышают достоверность результатов контроля,За счет того, что в процессе самоконтроля эталонный сигнал на входе устройства не меняется. упростилась возможность использования эталонного сигнала для калибровки тракта преобразования и контроля, а также регистратора или измерителя (если они используются 1, Кроме того. повышается точность калибровки за счет исключения ошибки в оценке коэффициента передачи тракта на величину 2 Л О, возможную в прототипе из-за изменения эталонного сигнала в процессе самоконтроля на величину 2 ЬО. Повышение точности калибровки способствует повышению достоверности результатов контроля,По сравнению с прототипом упрощена подготовка устройства к работе. Она сводится к определению Л О, Ов по формулам (4) и(2) и к установке величины контрольного опорного напряжения, равным Ов,За счет ускорения второй ступени самоконтроля (изменение эталонного сигнала в тракте преобразования, самом инерционном звене, не осуществляется) сокращено общее время самоконтроля, 56) Авторское свидетельство СССРМ 843844, кл, 6 05 В 23/02, 1979. Авторское свидетельство СССРМ 1091127, кл. 6 05 В 23/02, 1986.Формула изобретения1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРА, содержащее датчик контролируемого напряжения, источник эталонного напряжения, первый и второй коммутаторы, преобразователь напряжения, источники контрольного и рабочего опорных напряжений, управляемый делитель напряжения, блок сравнения, элемент запрета, индикаторы самоконтроля и предельного отклонения, сигнализатор, с первого по третий элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй триггеры, эадатчиК времени самоконтроля, первый формирователь импульсов, элемент НЕ и элемент задержки, выход датчика контролируемого напряжения соединен с первым информационным входом первого коммутатора, выход которого через преобразователь напряжения соединен с первым входом блока сравнения, выход которого подключен к входу индикатора предельного отклЬнения, к входу установки в "ноль" первого триггера, к первому входу первого элемента И, к информационному входу элемента запрета, выход которого является выходом устройства, выход задатчика времени самоконтроля соединен с входом первого формирователя импульсов и с первым входом второго элемента И, через элемент задержки - с входом индикатора самоконтроля, с вторым входом второго элемента И, с первым входом третьего элемента И и с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом элемента запрета, выход задатчика времени самоконтроля через элемент НЕ подключен ко второму входу третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, подключенного выходом ко входу установки в "единицу" второго триггера, выход которого соединен с вторым 5 входом первого элемента ИЛИ и с входомсигнализатора неисправности, выход первого формирователя импульсов соединен с входом установки в "единицу" первого триггера, с управляющим входом управля емого делителя напряжения и с вторымвходом первого элемента И. выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, входы сброса первого и второго триггеров являются входом сброса уст ройства, выход первого триггераподключен к третьему входу третьего элемента И, выход источника рабочего опорного напряжения соединен с первым информационным входом второго коммутатора, выход второго элемента И соединен с управляющими входами первого коммутатора и второго коммутатора, выход которого подключен к второму входу блока 25 сравнения, отличающееся тем, что, сцелью повышения достоверности контроля, в устройство введен второй формирователь импульсов, выход которого подключен к третьему входу первого элемента И, вы ход источника эталонного напряжения соединен с вторым информационным входом первого коммутатора, выход источника контрольного опорного напряжения соединен со входом управляемого делителя на пряжения, выход которого подключен ковторому информационному входу второго коммутатора.2. Устройство по п,1, отличающеесятем, что управляемый делитель напряже ния содержит делитель напряжения иключ, информационные входы и выходы которых являются информационным входом и выходом управляемого делителя напряжения соответственно, вход 45 управления ключа является управляющимвходом управляемого делителя напряжения., Керецм оррек ктор ловская Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента13035, Москва, Ж, Раушская нэб., 415 аз 3245 а, 101 но-и иэвод ельскии оставительехред М.Мо лексеевтал нат "Патент", г, Ужгород. ул,Гэга