Устройство для контроля параметров сложных систем

Изобретение относится к электрозмерительной технике и может бытьспользовано для оперативного контро"я технических объектов по электричес ким сигналам от них.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей путемобеспечения одновременного контроля,параметров в нескольких диапазонах 10допусков,На фиг. 1 изображена Функциональ"иая схема устройства для контроля па"раметров сложных систем; на фиг.2 "блок сравнения (а) и передаточнаяхарактеристика блока сравнения (б);на фиг. 3 - блок опорных сигналов;,, на фиг. 4 - блок дешифрации; нафиг. 5 - блок индикации; на фиг. 6 -шифратор на Фиг. 7 - формирователь 20режима индикации; на фиг. 8 " временные диаграммы сигналов в характерных точках (а,б,в,г,д,е,ж) схемы устройства.Устройство для контроля параметров 25сложных систем (Фиг. 1) содержит коммутатор 1, блок 2 сравнения, шифратор 3,дополнительный коммутатор 4, блок 5 дешифрации, блок 6 индикации, блок 7 опорных сигналов, синхронизатор 8 и Формирователь 9 режима индикации.Входы коммутатора 1 соединены ссоответствующими входами устройства.Выход коммутатора 1 соединен с входом блока 2 сравнения, Опорные входыпоследнего соединены с выходами блока 7 опорных сигналов; вход блока 6индикации соединен с выходом блока 5дешифрации, Групповой управляющийвход блока 5 дешифрации еоединен сгрупповым входом коммутатора 1 игрупповым выходом синхронизатора 8.формирователь 9 режима индикации подключен управляющим групповым входомк групповому выходу синхронизатора 8, а выходамн - к информационнымвходам дополнительного коммутатора 4,Выход дополнительного коммутатора 4соединен с входом блока 5 дешифрации.Выход блока 2 сравнения через шифратор 3 соединен с входом дополнительного коммутатора 4, Групповые связи,содержащие несколько проводников,выделены утолщенными линиями (Фиг.1).Блок 2 сравнения (фиг. 2 а) состоитиз и одинаковых ячеек 2.1-2.п по чис 55лу контрольных диапазонов, каждая изкоторых содержит, например, сдвоенныйкомпаратор 10, резисторы 11. 1-11.8,к каждому входу компаратора 10 (двуминвертирующим и двум неинвертирующим)подключены первые концы двух соответствующих резисторов. Вторые концывсех резисторов 11, 1-11.8 соединеныследующим образом: первого и шестого(считая сверху на фиг. 2 а) - с общейшиной, второго,и седьмого объединеныи подключены к входу блока 2, третьего и пятого объединены и образуютопорный вход (Но) ячейки, четвертогои восьмого объединены и образуют опорный вход (Н) ячейки. Входы 0 и 0всех ячеек образуют групповой опорный вход блока 2, а выходы ячеек -групповой выход блока 2 сравнения.Резисторы 11 предназначены для выполнения операций сложения и вычитаниянапряжений входного сигнала и опорных. В одной половине компаратора 10сравниваются напряжения У и (Но; ++О.), а в другой - Н,ц, и Щ -Н;).Передаточная характеристика однойячейки блока 2 сравнения представленана фиг. 2 б,Блок 7 опорных сигналов (Фиг.3)содержит несколько одинаковых ячеек,каждая из которых выполнена в виде делителя 12. напряжения (где =1-п),например потенциометра, первый выводкоторого подключен к выходу источникастабильного постоянного напряжения(О, ), второй ; соединен с общей шиной, а подвижный контакт является выходом ячейки (с напряжением 0; илиН;). Для удобства оперативного контроля параметров каждая ячейка содержит вольтметр 13., подключенный вхо-,дом к подвижному контакту потенцио"метра 12.х, Если в процессе контроляне требуется оперативно изменятьзначения допусков ячейка блока 7 может быть выполнена в виде делителянапряжения из постоянных резисторовбез вольтметров. Наибольшее количест-во ячеек разно 2 п, где и - числодиапазонов контроля. В случае равенства каких-либо опорных напряжений0; и П; 1 Фаи 13; и Н( д 1 количество ячеек соответственно сокращается. Выходы ячеек 0 ; и 0; образуютгрупповой выход блока 7 опорныхсигналов.Блок 5 дешифрации (фиг. 4) содержит первый 14 и второй 15 дешифраторы, адресные входы которых образуютгрупповой управляющий вход блока 5дешифрации, а разрешающие (стробирую804чае групповой вход шифратора 3 содержит три проводника (по числу ячеек блока 2 сравнения), а групповой выход - два проводника для цифровогоуправления дополнительным коммутатором 4. Шифратор 3 содержит первый 19и второй 20 элементы И-НЕ, порозньподключенные выходами к первым входам соответственно первого 21 и второго 22 элементов И, выходы которыхобразуют групповой выход шифратора 3при этом первый вход первого элемента И-НЕ 19 объединен,: с вторым входом второго элемента И 22 и подключенк первому входному проводнику шифратора 3, первый вход второго элементаИ-ЯЕ 20 объединен с вторым входом первого элемента И 21 и соединен с вторым входным проводником шифратора 3,а вторые входы элементов И-НЕ 19 и 2 Ообъединены и подключены к третьемувходному проводнику шифратора 3.формирователь 9 предназначен для задания режимов работы светодиодов блока 6 индикации. Для этого напроводниках группового выхода формирователя 9 формируются импульсные сигналы с требуемой частотой и скважостью. В общем случае формирователь(фиг. 7) содержит счетчик 23 и блок24 элементов И. Проводники групповоговыхода подключены в зависимости оттребуемого сочетания режимов индикации к тем или иньщ выходам счетчика 23и блока 24 элементов И, а также кнужным проводникам группового входа Цюрмирователя 9. При этом вход счетчика 23 соединен с одним проводникомгруппового входа (с наименьшей частотой), а входы блока 24 элементов Ив соответствии с требуемой формойсигналов подключены к нужным выхсдам счетчика 23 и проводникам группового входа формирователя 9. Кроме того, групповой выход формирователя 9 содержит еще два проводника, один из которых соединен. с общей шиной, а другой через резистор 25 - с положительным полюсом источника питания.Указанная структура формирователя 9 позволяет синтезировать набор сигналов, задающих различные режимы работы светодиодов: свечение с различной яркостью, мелькание с разным периодом. Кроме того, при помощи сигналов, вырабатываемых формирователем 9, можно, разбив все контролируемыечки на группы, обеспечить разнУю то з 13941 щие) входы объединены и образуют вход блока 5, и блок 16 инверторов с открытым коллектором. Входы инверторов порознь соединены с выходами второго дешифратора 15, Выходы первого дешифратора 14 (соответствуют номерам строк блока 6 индикации)и выходы блока 6 инверторов (соответствуют номерам столбцов блока 6 индикации) 10 образуют групповой выход блока 5 дешифрации.Блок 6 индикации (фиг. 5) представляет собой матрицу 17 светодиодов, каждый из которых выводами по рознь подключен к соответствующимГ шине строки и шине столбца. Набор концов этих шин образует групповой вход блока 6 индикации. Противоположные концы шин столбцов через со ответствующие резисторы 18.д соединены с одним из полюсов источника питания, другой полюс которого подключен к общей шине. В каждом из столбцов. матрицы 17 аноды всех светодиодов. подключены к шине этого столбца, а катоды - к соответствующим шинам строк. Функционирование матрицы 17 основано на использовании принципа динамической индикации, т.е. свето диоды зажигаются поочередно при одновременном поступлении на их выводы соответствующих импульсов (положительных на аноды и отрицательных на катоды). При этом частота повторения импульсов выбирается достаточно высокой, чтобы глаз оператора не реагировал на мелькания светодиодов.Синхронизатор 8 осуществляет цифровое управление блоками устройства 40 и содержит последовательно соединенные генератор тактовых импульсов (ГТИ) и двоичный счетчик, выходы которого образуют групповой выход синхронизатора 8. Управляющие выходные 45 сигналы синхронизатора 8 имеют форму меандра, а их частоты относятся к частоте сигналов ГТИ, как целые степени двух.1Ыифратор 3, когда диапазоны до пусков не перекрываются, выполнен в виде преобразователя позиционного кода в двоичный код. Если диапазоны допусков перекрываются, шифратор 3 делают более сложным. Например, на фиг. 6 приведена схема шифратора для работы устройства в трех контрольных диапазонах, причем второй и третий диапазоны перекрываются. В этом слу1394180 реакцию соответствующих светодиодовна одинаковые состояния этих конт"рольных точек. Например, если требуется проверять на соответствие 3-мудопуску только параметры с четныминомерами (ш=2 р, где: р=1,2,3), тосигнал, обеспечивающий нужный режимь индикации (свечение или мелькание),необходимо умножить (на элементе И)на один из управляющих сигналов, который соответствует младшему разрядугруппового входа формирователя 9(с наибольшей частотой).Устройство работает следующим образом (фиг. 8),Для определенности в качествеконтролируемого объекта принято оборудование электропитания крупногорадиотехнического комплекса. Входящие 2 Ов его состав блоки питания снабженыдатчиками, измеряющими величины напряжений и токов. Сигнал в каждом датчике при помощи согласующего элемента преобразован в стандартную (нормализованную) форму, например в сигналпостоянного напряжения 1 В. Каждаяконтрольная точка (выход датчика)снабжена индивидуальным номером, показывающим место расположения соответствующего датчика и тип измеряемо"го параметра (напряжение, ток), Сигналы с контрольных точек подают навходы коммутатора 1 (фиг. 1), осуществляющего поочередный циклический(обегающий) опрос всех точек под действием цифровых управляющих сигналов,которые формируются в виде двоичногокода синхронизатором 8 из импульснойтактовой последовательности, выраба Отываемой генератором тактовых им"пульсов (фиг. 8, диаграмма о,".). Навыходе коммутатора 1 образуется по"следовательность контрольных сигналов(Фиг. 8, диаграмма о ). 45 Формула изобретения Устройство может быть использовано для контроля параметров, преобразованных в электрические сигналы разного вида. В этом случае между выходом коммутатора 1 и входом блока 2 сравне ния необходимо включить дополнительный преобразователь (не показан), Например для контроля положительныхУи отрицательных напряжений о разно- полярных источников питания дополнительный преобразователь выполняют вч виде блока выделения абсолютнои величины сигнала. В блоке 2 сравнения контрольные сигналы сравниваются по уровняю с набором опорных (эталонных) сигналов Я +П ) и Щ -13; ), сформированных01в блоке 1 опорных сигналов (диаграмма Р, пунктир). Результаты сравнения11 11 11 1 в вице логических сигналов О и 1 (фиг, 8, диаграммы 11, , ) ) поступают в шифратор 3, где из них формируются управляющие сигналы для переключения дополнительного коммутатора 4 (фиг.8, диаграммы е,к ). В зависимости от сочетаний этих управляющих сигналов дополнительный коммутатор 4 пропускает на блок 5 дешифрации тот или иной сигнал из набора сигналов, синтезированных формирователем 9 режима индикации. Блок 5 дешифрации, управляемый цифровыми сигналами от синхронизатора 8, осуществляет временную развертку импульсов. для блока 6 индикации, При этом сигнал на входе блока 5 де" шифрации разрешает или запрещает (в11 11 зависимости от логического уровня О или " 1 " ) включением дешифраторов 1 4 и 1 5 и, следовательно , включает или не включает соответствующий светодиод в блоке 6 индикации .В результате циклического опроса всех контрольных точек исследуемого объекта в блоке 6 индикации отоб р ажаются исчерпывающие данные о е го со стоянии , представленные , например , в форме мнемо схемы ( схемы расположения контролируемых блоков питания) , на который одним цветом высвечивается информация о напряжениях , другим цветом - о токах . При этом разным диапаз онам изменений контролируемых параметров соответствуют различные ре" жимы индикации светодиодов блока 6 . Устройство для контроля параметров сложных систем, содержащее коммутатор, блок опорных сигналов, блок сравнения, блок дешифрации, блок индикации, синхронизатор, входы коммутатора соединены с соответствующими входами устройства, выход коммутатора соединен с входом блока сравнения, опорные входы которого соединены с выходами блока опорных сигналов, вход блока индикации соединен с выходом блока дешифрации, групповой уп1394180 36 равляющий вход которого соединен с групповым входом коммутатора и групповым выходом синхронизатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены шифратор, дополнительный коммутатор и формирователь режима индикации, подключенный управляющим групповым входомк групповому выходу синхронизатора,а выходами - к информационным входамдополнительного коммутатора, выходкоторого соединен с входом блока де"шифрации, выход блока сравнения через шифратор соединен с .входом дополнительного коммутатора.1394180 О 3д Составитель В,Савиновактор И,Шулла Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни аказ Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 1843 Тираж 772 ВНИИПИ Госуда по делам из 113035, Москва, Подписноественного комитета СССРбретений и открытий .