Устройство для допускового контроля напряжений

СОЮЗ СОНЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 91 013 1 6 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСК ВИДЕТЕЛЬСТВУ УСКОВОГО КО автои ике и контр овлев льство СССР 5/46, 1961, яство СССР15/46, 1985,ия - увеУстрой ств апряжений апряженне.1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯ1 ТРИ ГКНТ СССР(46) 28.02,89. Бил, В (72) А.М,Чаяц и С.В,Я (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидет У 363982, кл. С 06 РАвтор ское св иде тел У 1188756, кл, С Об Р(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОПТРОЛЯ НАПРЯЖЕНИЙ(57) Изобретение относитстике и вычислительной техжет быть использовано длянапряжений. Цель изобрЕте личение глубины контроля.для допускового контроля нсодержит преобразователи н146 частота 1,1 - 1.п, мультиплексор 2, счетный триггер 3, формирователь им) пульсов 4, первый 5, второй 15, третий 16 и четвертый 14 регистры, накопитель 6, первый 29, второй 7, третий 9, четвертый 13 и пятый 28 элементы задержки, счетчики 1 О, 8, гене 2359раторы импульсов 11, 30, элементыИ 12, 21, 31, 32, элементы ИЛИ 19, 20, 33, Р-триггеры 22-24, КЯ-триггеры 25-27, дешифратор 34, индикаторы 35,1-35.п. Увеличение глубины контроля достигается расщирением номиналов контролируемых напряжений, 3 ип, 1Изобретение относится к автоматике и.вычислительной технике и может быть использовано для контроля напря. жений.Цель изобретения - увеличение пол - 5 ноты контроля;На фиг, 1 представлена функциональная схема устройства для допускового контроля напряжений; на фиг. 2- временные диаграмм, поя сияющие его работу; на фиг. 3 - алгоритм формирования сигналов на выходах первой и второй схем сравнения.Устройство для допускового контроля напряжений (фиг. 1) содержит преобразователи 1.0-1,п напряжение частота, входы которых являются входами устройства, а выходы соединены с информационными входами мультиплексора 2, выход которого подключен к счетному входу .счетного триггера 3, выход которого соединен с входом формирователя 4 импульсов, выход которого соединен с установочным вхоцом первого регистра 5, входом накопителя 6, через второй элемент 7 задержки с входом сброса второго счетчика 8,через третий элемент 9 задержки со счетным входом первого 1 О счетчика, выходы которого соединены с ад 30 ресными входами мультиплексора 2, Кроме того, устройство содержит гене ратор 11 импульсов, выполненный кварцевым, выхрд которого соединен с первым входом первого элемента И 12, 35 выход которого соединен со счетным входом второго счетчика 8, выход третьего элемента 9 задержки соединен через четвертый элемент 13 задержки с установочным входом четвертого регистра 14, входы которого соединены с выходами первого 10 счетчика, а выходы - с адресными входами накогпителя 6, выходы которого соединены с входами второго 15 и третьего 16 регистров, установочные входы которых соединены с выходом третьего элемента 9 задержки, а выходы - с вторыми (В В, и В, В ) входами первой 17 и второй 18 схем сравнения соответственно, выходы А=В и А ( В первой схемы 17 сравнения соединены с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ 19 соответственно, а выходы А) В и А=В - с первЫм и вторым входами второго элемента ИЛИ 20, выходы первого 19 и второго 20 элементов ИЛИ соединены с первым и вторым входами второго элемента И 21, кроме того, устройство содержит первый 22, второй 23, третий 24 КБ-триггеры, одни установочные Я-входы которых соединены соответственно с выходами А ) В первой 17 схемы сравнения, второго элемента И 21 и А ( В второй 18 схемы сравнения, а прямые выходы соединены с Р-входом первого 25, второго 26 и третьего 27 Р-триггеров. Устройство включает также пятый элемент 28 задержки, вход которого соединен с выходом третьего элемента 9 задержки, а выход - с входом для синхронизирующих импульсов первого 25, второго 26, третьего 27 Р-триггеров и входом первого элемента 29 задержки, выход которого соединен с входом сброса первого 22, второго 23 и третьего 24 КБ-триггеров и первого 5, второго 15 и третьего 11 регистров, Устройство имеет в своем составе генератор 30 импульсов, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И 31, второй и третий входы которого соединены соответственно с прямым выходом первого 25 и инверсным ныходом второгоего подключения поступает на счетныйвход счетного триггера 3 и устанавливает его в нулевое положение (Аиг, 2), Выходной сигнал триггера 3 подается на первый (инверсный) вход первого элемента И 12, разрешая его работу. Импульсы с выхода генератора 11 начинают поступать на счетный вход второго счетчика 8. Вторым импульсом с выхода преобразователя1, 0 (по ступающим ч ер ез время(Аиг. 2), равное периоду следованияимпульсов этого преобразователя, аследовательно, определяемое частотойего работы, которая, в свою очередь,зависит от величины напряжения контролируемого канала) счетный триггер3 устанавливается в единичное состояние и выходным сигналом запрещаетработу первого элемента И 12, Импульсы с выхода генератора 11 насчетный вход счетчика 8 перестают поступать, Таким образом, чем выше величина напряжения контролируемого канала, тем вьппе частота импульсов соответствующего преобразователя, аследовательно, меньше период следования этих импульсов и, соответственно, время, в течение которого разрешена работа счетчика 8, и наоборот.Зто означает, что емкость второгосчетчика определяется нижним пределом меньшего из контролируемых напряжений, т. е. в этом случае работавторого счетчика 8 будет разрешенав течение наибольшего промежуткавремени. Когда второй импульс с выхода преобразователя 1,0 установит 4 О счетный триггер 3 в единичное состояние, на выходе последнего будетсформирован положительный перепаднапряжения, который запускает формирователь 4 импульсов, на выходе ко торого появляется импульс (фиг, 2).Зтот импульс обеспечивает прием кода, хранящего в счетчике 8 (которыйопределяется величиной напряженияконтролируемого канала), в регистр5 и считывание информации из накопителя 6 по адресу, храняшемуся врегистре 14, В данном случае это нулевой адрес, так как было установлено,что в данный момент контролируетсянапряжение нулевого канала, Переключение контролируемых каналов,адресов накопителя и индикаторов обеспечивается первым счетчиком 1 О, навыходе которого в данный момент ус 14623592 б П-триггеров, первый и второй входы четвертого элемента И 32 подключены соответственно к инверсному выходу второго 26 и прямому выходу тре 5тьего 27 Б-триггеров, выходы третьего 31 и четвертого 32 элементов Иподключены соответственно к первомуи второму входам третьего элементаИЛИ 33, выход которого соединен состробирующим входом дешиАратора 34,выходы которого через соответствующие индикаторы 35,0-35,п подключенык общей шине устройства, причем индикатор 35.п подключен к нулевому 15выходу дешиАратора, индикатор 35.0 -к первому выходу, индикатор 35.1 - квторому и т.д а индикатор 35.п к выходу и дешиАратора, на лицевойпанели устройства индикаторы 35 ну Омеруются и располагаются в необходимом порядке, входы 36 и 37 устройства являются соответственно информационным и входом записи "Зп" и предназначены для ввода информации о до-. 25пустимых верхнем и нижнем пределахизменения контролируемых напряженийв накопитель, выходы первого регистра5 соединены с соответствующими первыми входами (АА, АА ) первой ЗО17 и второй 18 схем сравнения.Устройство работает следующим образом,Контролируемые напряжения ПБп(Аиг.1) подаются на соответствующиевходы устройства и далее на входысоответствующих преобразователей1.0;1,п напряжения - частота, Аор.-.мирующих на своих выходах импульсыс частотами Г Г, пропорциональными величине напряжений П.,.П , причем возрастание напряжения ведет кувеличению частоты Г,. и, следовательно, к уменьшению периода следованияимпульсов, вырабатываемых преобразователем 1., и поступающих на -входмультиплексора 2 и далее на выход,На выход мультиплексора 2 подключается один из информационных входов,определяемый кодовой комбинацией наего адресном входе,Предположим, что к выходу мультиплексора 2 подключен нулевой канал иосуществляется контроль величины напряжения этого канала, Преобразователь 1.0 Аормирует импульсы с частотой, пропорциональной величине напряжения этого канала, Первый импульсс выхода преобразователя 1,0 после5 146тановлен нулевой код, В накопитель6 записываются значения некиего иверхнего пределон отклонения напряжений и соответствии с контролируемыми каналами, причем по одному адресу накопителя 6 записываются сразунижний и верхний пределы для соответствующего канала, При считываниииз накопителя информации, соответствующая величине нижнего предела,принимается на второй регистр 15,а информация, соответствующая верхнему пределу, - на третий регистр 16.Величины допустимых пределов могутбыть различными и определяются номиналом напряжения в контролируемом канале например, 5+57 соответствует4,75 " нижнийпредел и 5,25 - верхний предел; 10 В + 5 Е соответствует9,5 - нижний и 10,5 - верхний пределы, а в накопитель будет записано4,5; 5,25 и 9,5, 10,5), Пределы отклонения записываются в накопительдо начала работы,Импульс. с выхода формирователя 4через нремя, определяемое элементом7 (время записи информации в регистр5), сбрасывает счетчик 8 и подготавливает его к дальнейшей работе, ИмПульс с выхода формирователя, пройдя элемент 9 задержки (время считывания информации из накопителя 6),разрешает прием считанной информации в регистры 15 и 16 (нижний иВерхний предел соответственно) и переключает первый счетчик 1 О по счетному входу. Состояние счетчика 10 изменяется на 1, следовательно, к выходу мультиплексора 2 подключаетсяследующий канал (преобразователь 1.1первого канада); изменяется код навходе адресного регистра 14 и этоткод принимается на регистр 14 черезвремя, определяемое элементом 13(время переключения счетчика 10) импульсом с выхода элемента 9 задержкивыбирается первый вход дешифрато-ра 34, к которому подключен индикатор 35.0, Пока выполняются все этипереключения код счетчика 8 (соответствующий величине напряжения нулевого канала) уже принят на регистра информация о нижнем и верхнемпределах считана из накопителя 6 ипринята на регистры 15 и 16 соответственно. Информация с первого регистра подается на первые входы (А,А 1 АА,) первой 17 и второй 18 2359 6 схем сравнения, Информация с выхода регистра 15 подается на вторые входы(ВВ 1) схемы 17, а с выхода регистра 16 - на вторые входы (В,5Ц. ) второй схемы 18 сравнения. Наспсхемах сравнения происходит сравне"ние величины напряжения (информацияс регистра 5) с допустимыми нижним 10 (информация с регистра 15) и верхним (информация с регистра 16) пределами. Обратимся к алгоритму формирования сигналов на выходах первой17 и второй 18 схем сравнения (фиг.З), 15 Предполояям, в момент времени Спервым импульсом с преобразователясброшен счетный триггер 3 и разрешено прохождение импульсов с генератора 11 через элемент И 12 на счетный 20 вход счетчика 8. Если величина контролируемого напряжения меньше нижнего допустимого предела, то периодследования импульсов велик и за ин- .тервал времени 1-1,на счетчик будет 25 принят код, соответствующий точкеА 1. Этот код, пропорциональный величине Б принимается в регистр 14 ипоступает на первые входы схем 17 и18 сравнения. Код о допусках (В я - 30 нижний допуск и В - верхний допуск)из накопителя 6 принимается в регистры 15 и 16 (В я - на регистр 15, аВ- на регистр 16). Так как с увеличением величины контролируемого на"пряжения увеличивается частота (следонательно, уменьшается период) следования импульсон с выхода соответствующего преобразователя и, соответственно, в течение меньшего проме жутка времени будет разрешена работасчетчика 8, это означает, что на .счетчик 8 будет принят меньший (повеличине) код и наоборот. Поэтомувеличина нижнего предела;.В 1 (н чис ленном выражении) выше, чем верхнегоВ, В результате сравнения принятого кода А (пропорционального величине контролируемого напряжения) сдопустимыми пределами Ви В, посту пающими с регистров 15 и 16, видно(фиг, 3), что А,В, Следовательно,на выходе А ) В первой схемы 17 сравнения появляется единичный сигвал,а на остальных выходах схем 17 и 18сравнения присутствует "0". В этомслучае П. сТ 1,щ Если счетчик 8 будетсчитать в течение нремени 1-ЕА, нанем устанавливается код А. Из сравнения с допустимыми пределани вид 7 1462359но, что А.1В, но А=В 1 что означает, что И; =П . Р этом случае на вымннходе А=В первой схемы 17 сравнения и на выходе А В второй схемы 18 сравнения появляется 1 , а на ос 1111 5 тальных - "0". Если счетчик открыт в течение времени С-СА, то код ВА з ( Вя, что означает УмасП,. Умас т.е, напряжение находится в допустиьвх пределах, В этом случае на выходах А (В первой 17 и А В второй 18 схем сравнения появляются ",1", а на остальных - "0". Если счетчик работает в течение времени С-Т 4 и 15 принимает код А, то это означает, что А (Вн, но А+=В, следовательно П;=П,Аакс и сигнал "1" появляется на выходах А (В первой 17 и А=В второй 8 схем сравнения. Если счетчик ра О ботает в течение очень малого промежутка времени 1-йд(высокая частота сигнала на. выходе преобразователя, что соответствует большому значению контролируемого напряжения), код А25 будет А (В . В этом случае ПТП ас 1 а на выходе А В второй схемы 18 сравнения устанавливается "1", на остальных выходах - "О", Предположим, что в случае, если П;=Били 30 П;=Пто это нормальный вариант и контролируемое напряжение еще в норме, В зависимости от разрядности кодов, характеризующих величину напряжения и допустимые пределы, указанные микросхемы можно наращивать, дпя чего используются дополнительные входы микросхем. Выходы А=В и А В первой схемы 17 сравнения соединены с входами первого элемента ИЛИ 19, а 4 О выходы А) В и А=В второй схемы 18 сравнения соединены с входами второго элемента ИЛИ 20, что позволяет реализовать такой вариант при контроле напряжения ПП,. сПмас. Если. вели чина контролируемого напряжения в норме, т.е. выполняется условие Пмн( СППмакср сРабатывают оба элемента ИЛИ 19 и 20 (фиг. 2 и 3) и единичный сигнал поступает на первый и вто 50 рой входы второго элемента И 21, который тоже сработает, Таким образом, в зависимости от результата сравне- ния кода, характеризующего величину контролируемого напряжения, и кодов, характеризующих допустимые пределы, сигнал "1" может появитьсяна входе Я первого КБ-триггера 22, если Ц; сЦ,на входе Я второго КБ-триггера 23, если Ц кн П; с 0 мана входе Я третьего КБ-триггера 24, если 11 Пмакси будет установлен соответствующий КЯ-триггер, а два других останутся11 11Через время , определяемое элемент ом 2 8 задержки ( вр емя сраб атывания схем сравнения , которые обладают высо ким быстродействием, а э т о одно из основных требований, предъявляемых к этим схемам), информация о состоянии КБ-триггеров 22-24 будет переписана в соответствующие 0-триггеры 25-27 для обеспечения соответствующего режима работы индикатора. Через время, определяемое элементом 29 задержки, КЯ-триггеры будут; сброшены в "0" и подготовлены к работе в следующем цикле.Если Умнн (Пмакс в состоЯние "1" будет установлен. триггер 23. Эта информация "1" будет переписана в 0-триггер 26, который установится также в состояние "1", Уровень "0" с инверсного выхода этого триггера подается на соответствующие входы третьего 31 и четвертого 32 элементов И и .:блокирует их работу, а следовательно, на стробирующий вход дешифратора 34 будет подан "0" и поэтому подключенный к выходу дешифратора соответствующий индикатор будет выключен, Таким образом, если контролируемое напряжение в норме, индикатор не светится.Если П 1(0 , в состояние 1 111 бу-: дет установлен КЯ-триггер.,22 и эта информация будет переписана в 0-триггер 25, который установится в "1", а триггеры 26 и 27 останутся в "0", Уровень "1" с прямого выхода триггера 25 подается на второй вход третьего элемента И 31, на третьем входе которого также будет уровень 1 с инверсного выхода триггера 26, и первый вход третьего элемента И 31 будет подключен к выходу генератора 30, а следовательно,на выходе элемента И 31 сигнал будет определяться сигналом генератора 30, т.е, изменяться с частотой этого генератора. Сигнал с выхода элемента И 31, пройдя элементИЛИ 33, поступает на стробирующий вход дешифратора 34, т.е. индикатор, подключенный к соответствующему выходу дешифратора, будет мерцать с ча 1462359 Остотой генератора 30, которая выбирается такой, чтобы удобно было наблюдать эа миганием индикатора, Работаэлемента И 32 при этом блокированауровнем 0 с выхода триггера 27, ко 11 115тарый находится н "0", Если Б В 1 ,1то будет установлен в "1" триггер4 и информация с него перепишетсян триггер 27, который также установит 10ся в "1", Сигнал с прямого выходатриггера 27 подается на второй входчетвертого элемента И 32, на первомходе которого также. будет уровень",:1" с инверсного выхода триггера 26, 15который вместе с триггером 25 остались в 11011, Сигнал с выхода триггера25 блокирует работу элемента И 31.лемент И 32 сработает, и сигнал"1" с его выхода, пройдя элементЛИ 33, поступит на вход дешифратора34, а индикатор, подключенный к егоыходу 1 будет светиться,Отмечалось, что к моменту, когдайачинается сравнение кодов ( т.е. неЛичины напряжения и допускон),принятых на первый 5, второй 15 и третий 16 регистры, произошло переключейие счетчика 10, который обеспечивает подключение очередного канала к 30выходу мультиплексора, выбор очередного адреса накопителя и переключение дешифратора 34, но индикаторы35,0-35.п подключены таким образом,что когда идет контроль напряжения1-го канала (т,е. разрешена работасчетчика 8, а потом осуществляетсясравнение этого кода с кодами допусков), в этот момент к выходу дешиф. ратора подключен (1-1)-й индикатор,который сигнализирует о результатахконтроля величины напряжения предыдущего канала.Когда переключился счетчик 1 О,подключается очередной канал (соответствующий преобразователь) и первым импульсом с выхода преобразойателя сбрасывается триггер 2 и начинает работать счетчик 8, который былподготовлен к работе, далее осуществляются сравнение оиередного кодасо счетчика 8 с кодами допусков ииндикация результатов контроля напряжения предыдущего канала,Устройство обеспечивает последовательное подключение контролируемыхКаналов и индикацию результатов контроля, Счетчик 1 О - кольцевой, т,епросчитав до максимального значения,возвращается н исходное состояние исчитает снова.Б случае, если изменились номиналы или допуски контролируемых напряжений (подключены для контроляновые источники питания) хотя бы водном из каналов, то информация о новых допусках записывается в накопитель, .что можно сделать, например,с помощью фотосчитывающего устройства. Подобная оперативность смены информации о допусках контролируемыхнапряжений в любом из каналов илино всех каналах одновременна.обуславливает удобство эксплуатации устройства, а возможность контроля различных величин напряжений с различными допусками в каждом из каналов существенно повышает глубину контроляв предлагаемом устройстве по сравнению с известным, которое позволяетконтролиров ат ь напряжения одного номинала:.с одинаковыми допусками в каждом канале,Одним из основных показателей эффективности известного и предлагаемого устрой ств и явля ется количествоп напряжений различных номиналов,которые могут быть проконтролированы,Для известного устройства значениеи=1, в предлагаемом устройстве значение и определяется разрядностью1 счетчика 10 и ограничивается значением п=2 . Таким образом, изобретение в 2 раза превосходит известноеустройство по допусконому контролю.формула изобретенияУстройство для допускового контроля напряжений, .содержащее преобразователь напряжение - частота, первый элемент задержки, мультиплексор, счетный триггер индикаторы, генератор импульсов, первый и второй счетчики, первый и второй М-триггеры, первый и второй В-триггеры, дешифратор и генератор импульсов, вхрды преобразователей напряжение - частота являются входами устройства, а выходы подключены к соответствующим информационным входам мультиплексора, выходом соединенного со счетным входом счетного триггера, выходы перного счетчика подключены к соответствующим адресным входам мультиплексора и к соответствующим информационным входам дешифратора, выход перво 1462359 12го элемента задержки подсоединен к входам сброса первого и второго КБ- триггеров, выходами подключенных к соответствующим информационным входам первого и второго Р-триггеров, выхо 5 ды дешифратора подключены через соответствующие индикаторы к соответствующим информационным выходам устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью увеличения полноты контроля, в устройство введены с первого по четвертый элементы И, с первого по третий элементы ИЛИ, свторого по пятый элементы задержки, с перво го по четвертый регистры, формирователь импульсов, накопитель, первая и вторая схемы сравнения, третий КБ- триггер и третий Р-триггер, выходы генератора импульсов и счетного 20 триггера соединены соответственно с прямым инвертирующим входами первого . элемента И, выходом подключенного к счетному входу второго счетчика, выход счетного триггера соединен с Йо дом формирователя импульсов, выходом через второй элемент задержки подключенного к входу сброса второго счетчика и непосредственно соединенного с установочным входом первого реги стра, с входом третьего элемента задержки и с входом считывания накопителя, выход третьего элемента задержки соединен со счетным входом первого счетчика,с установочными входами второго и третьего регистровчерез четвертый элемент задержки - с установочным входом четвертого регистра, через пятый элемент задержки - с синхровходами Р-триггеров с первого по третий, выход пятого элемента задержки подключен к входу первого элемента задержки, выходы перво,го счетчика соединены с соответствующими информационными входами 45 четвертого регистра, выходы которого подсоединены к адресным входам накопителя, входы информационный и записи которого являются соответствующими входами устройства, а выходы соответственно подключены к группам информационных входов второго и третьего регистров, выход первого элемента задержки подключен к входам сброса первого, второго и третьего регистров и третьего КЯ-триггера, выходом подсоединенного к входу третьего Р-,триггера, выход "Больше" первой схемы сравнения, выход второго элемента ИЛИ и выход "Меньше", второй схемы сравнения подключены к входам установки в "1" КЯ-триггеров с первого по третий соответственно, выходы второго и третьего регистров подключены соответственно к первым группам первой и второй схем сравнения, вторыми группами входов подключенных к выходам первого регистра, выходы "Равно" и "Меньше" первой схемы сравнения соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛ 1, выходы "Больше" и "Равно" второй схемы сравнения подключены к соответствующим входам второго элемента ИЛИ, выход которого и выход первого элемента ИЛИ подключены к соответствующим входам второго элемента И, выходы первого Р-триггера и генератора импульсов соединены с первым и вторым входами третьего элемента И, выход второго Р-триггера подключен к третьему входу третьего элемента И и к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего Э-триггера, а выход - с первым входом второго элемента ИЛИ, вторым входом подключенного к выходу третьего элемента И, а выходом - к стробирующему входу денифратора.1462359 т,а фу 4 фдэ фла фе Врфта,Л Составитель И.АлексеевОгар ТехредЛ.Сердюкова Корректор В,Романенко Редакт 6 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 аказНИИПИ 16/50 Тир Государственног 113035комитета по Москва, ЖПодписноеобретениям и открытиям при ГКНТ СССРаушская наб., д, 4/5