CS224250B1 - Obvod prq snímání mezí analogových signálů digiální metodou - Google Patents

Description

Vynález řeší obvod pro snímání mezí analogových signálů digitální metodou s více režimy, který obsahuje unifikační obvod, tři hradla, čítač s předvolbou, dekoder s pamětí, JK obvod, koncový člen, nulovaoí obvod, logioký člen, obvod nastavení, řídíoí oscilátor, nastavitelnou děličku, zdroj napájeni čidel a napájecí svorku.

Dosud známé obvody, které provádějí takové snímání, jsou obvykle řešeny jako hladinové, resp. komparační. Z toho vyplývá jejich značná nevýhoda, nebol jejich stabilita, přesnost a rozlišovací sohopnost je nízká. Pro snímání kmitočtu jsou známé též metody časově srovnávací, jejichž přesnost je lepší než komparační, avšak pro nastavení je nutné/použít speoiálních přípravků (zdroje kmitočtu). To ovšem při aplikaúíoh v průmyslové automatizaci podstatně komplikuje jak oživování, tak i vlastní provoz. Zdroji analogových signálů jsou obvykle různé typy čidel, např. termočlánky, indukční čidla otáček, tachogenerátory atp. Výstup každého čidla je nutno obvykle zpraoovat na unifikovaný signál, některé druhy čidel vyžadují i napájení ze zvláštního zdroje.

Uvedené nedostatky odstraňuje obvod pro snímání mezí analogových signálů podle vvnálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že unifikační obvod, který je opatřen první a druhou vstupní svorkou, je svým výstupem připojen na druhý vstup prvního hradla. Výstup prvního hradla je připojen na vstup čítače s předvolbou s předvolbou je připojen na vstup dekodéru s pamětí, jeho£ Q výstup je připojen na J vstup JK obvodu. JK obvod je opatřen R vstupem a S vstupem pro připojení na stavěči výstup obvodu nastavení a dále Q výstupem a ZS výstupem pro připojení na vstup konoového členu. K vstup JK obvodu je připojen

-2.224 250 na S výstup dekodéru s pamětí. Hodinový vstup, JK obvodu je propojen s prvním výstupem nulovacího obvodu. Třetí výstup nulovacího obvodu je propojen s nulovacím vstupem dekodéru s pamětí a druhý výstup nulovacího obvodu je propojen s nulovacím vstupem čítače s předvolbou. Řídicí vstup nulovacího obvodu je propojen s výstupem druhého hradla. První vstup druhého hradla je propojen s prvním výstupem logického členu. Druhý vstup druhého hradla je propojen,jednak s výstupem řídicího osoilátoru, jednak s prvním vstupem třetího hradla. Druhý vstup třetího hradla je propojen jednak s prvním vstupem prvního hradla, jednak s druhým výstupem logického členu. Stop vstup logického členu je propojen s výstupem nastavitelné děličky, která je svým výstupem propojena s výstupem třetího hradla. Nastavovací vstup logického členu je propojen se startovacím vstupem obvodu nastavení. Nulovací vstup obvodu nastavení je spojen jednak s nulovacím vstupem nastavitelné děličky, jednak se čtvrtým výstupem a vstupem nulování nulovacího obvodu. Aktivační vstup obvodu nastavení je připojen jednak na napájecí svorku a jednak na vstup zdroje napájení čidel, který je opatřen výstupem.

Výhody takto provedeného obvodu spočívají především ve větší citlivosti, vyšší rozlišovací schopnosti a přímé dekadioké nastavitelnosti hlídané meze. Velkou výhodou obvodu podle vynálezu je, že bez většíoh změn či úprav umožňuje snímání mezí jak kmitočtu, tak i stejnosměrného analogového signálu, zvláště milivoltových mezí. $alší výhodou obvodu podle vynálezu je možnost naprogramováni více režimů.

Vstupní část umožňuje připojení-všech běžně používaných čidel frekvence (např. .indukčních čidel otáček, tachogenerátorů, bezkontaktních čidel polohy). Pokud čidla vyžadují napájení, jsou napájena přímo z obvodu podle vynálezu. Modifikace tohoto obvodu umožňuje i snímání napěťových signálů, zvláště výhodné použití je pro snímání milivoltových signálů, např. z termočlánků. Obvod nepotřebuje žádné separátní unifikační členy mezi čidlem a vyhodnocovacím obvodem. Umožňuje univerzální použití při vysokém stupni zabezpečení volitelnými režimy podle požadované funkce po připojení napájecího napětí a dosažení nastavené meze. Soužitím obvodu podle vynálezu se zvýší přesnost, nastavitelnost a provozní spolehlivost snímání mezí analogových signálů.

-3 224 2S0

Na připojeném výkresu je v blokové formě schematicky nakreslen jeden příklad provedení obvodu podle vynálezu. U tohoto příkladu se snímá kmitočet z čidla otáček.

Unifikační obvod 10 obvodu pro snímání mezí analogovýoh signálů Je opatřen první vstupní svorkou 11 a druhou vstupní svorkou 12, na něž Je přiváděn střídavý signál z čidla otáček.

Svým výstupem 13 je unifikační obvod 10 připojen na druhý vstup 22 prvního hradla 20, jehož výstup 23 je připojen na vstup 31 čitače 30 s předvolbou. Výstup 33 čítače 30 s předvolbou Je připojen na vstup 41 dekodéru 40 s pamětí, Jehož Q výstup 43 Je připojen na J vstup 51 JK obvodu 50. JK obvod 50 je opatřen R vstupem 54 a S vstupem 55 pro připojení dle požadovaného režimu na stavěoí výstup 104 obvodu 100 nastavení. Dále je JK obvod 50 opatřen Q výstupem 5 6 a Ό výstupem 5J pro připojení dle požadovaného režimu na vstup 61 koncového členu 60. K vstup 53 JK obvodu 50 je připojen na $ výstup 44 dekodéru 40 s pamětí. Hodinový vstup 5 2 JK obvodu 50 je propojen s prvním výstupem 73 nulovaoího obvodu 70. Třetí výstup J5 nulovacího obvodu 70 je propojen s nulovacím vstupem 42 dekodéru 40 s paměti a jeho diuhý výt* stup J4 Je propojen s nulovacím vstupem 32 čítače 30 s předvolbou. ftídíoí vstup 71 nulovacího obvodu 70 je propojen s výstupem 83 druhého hradla 80. První vstup 81 druhého hradla 80 je propojen s prvním výstupem 91 logického členu 90. Druhý vstup 82 druhého hradla 80 je propojen jednak s výstupem 111 řídícího oscilátoru 110, jednak s prvním vstupem 121 třetího hradla 120. Druhý vstup 122 třetího hradla 120 je propojen jednak s prvním vstupem 21 prvního hradla 20, jednak s druhým výstupem 92 logiokého členu 90. Stop vstup 93 logiokého členu 90 je propojen s výstupem 133 nastavitelné děličky 130« která je svým vstupem 131 propojena s výstupem 123 třetího hradla 120. Nastavovací vstup 94 logického členu 90 je propojen se startovaoím vstupem 103 obvodu lOp nastavení. Nulovaoí vstup lp2 obvodu lQO nastavení Je spojen jednak s nulovacím vstupem 132 nastavitelné děličky 1J0 a jednak se čtvrtým výstupem 76 a vstupem 72 nulování nulovaoího obvodu JO. Aktivační vstup lpi obvodu 100 nastavení je připojen Jednak na napájecí svorku 150 a jednak na vstup 141 zdroje 140 napájení čidel, který Je opatřen výstupem 142.

Činnost obvodu podle vynálezu spočívá v tom, že po přivedení napájecího napětí na napájecí svorku 150 je buzen tímto napě-4224 250 tím zdroj 140 napájení čidel a na výstupu 142 je k dispozici napětí potřebné pro napájení pasivníoh čidel (snímačů polohy, otáček a pod.). Současně je aktivován obvod 100 nastavení, jehož startovací výstup 103 vyšle signál log 1 do nastavovacího vstupu 94 logiokého členu 90. Logický člen 90 se nastaví tak, že jeho druhý výstup 92 má úroveň log 0 a první výstup 91 úroveň log 1. Tím je blokován přes třetí hradlo 120 vstup 131 nastavitelné děličky 130 a přes první hradlo 20 vstup 31 čitače 30 s předvolbou. Hídíoím oscilátorem 110 je přes druhé hradlo 80 buzen řídící vstup 71 nulovaeího obvodu 70. Kmitočtem řídicí«•«a» ho oscilátoru 110 jsou postupně aktivovány první až čtvrtý výstup J3, 22» 22» 22 nulovaeího obvodu JO. Sestupnou hranou impulsu z výstupu J3 se přenese stav J vstupu 51 a R vstupu 53 na Q výstup 56 a Ό výstup 5 7 JK obvodu 50 a podle naprogramovaného režimu zaujme koncový člen 60 stav log 0, či log 1. Po dobu aktivace druhého výstupu 74 nulovaeího obvodu JO je nulován čitač JO s předvolbou. Aktivací třetího výstupu 75 se nuluje dekoder 40 s pamětí, t.j. Q výstup 43 se staví do log 0 a $ výstup 44 do log 1. Aktivací čtvrtého výstupu 76 nulovaoího obvodu 70 se vynuluje nastavitelná dělička 130, vlastní nulovací obvod JO a přestaví se obvod 100 nastavení. Tím přejdou výstupy 91, 92 logiokého členu 90 do opačných stavů, oož má za následek zablokování vstupu 72 nulování nulovaoího obvodu JO, odblokování čitače 30 s předvolbou a nastavitelné děličky 130. V tomto stavu je obvod nastavený pro vlastní měření. Impulsy z unifikačního obvodu 10 jsou naČÍtávány přes odblokované první hradlo JO čítačem JO s předvolbou po dobu, než se na výstupu 133 nastavitelné děličky 130 objeví impuls, který je zavedený do stop vstupu 93 logického členu 90. Tento impuls přestaví výstupy 91, 92 logického členu 90, což má za následek zablokování nastavitelné děličky 130, čitače 30 s předvolbou a odblokování nulovaeího obvodu JO. podle stavu čitače 30 s předvolbou se přenáší tato informace na výstupní člen 60.

Používá-li se obvod podle vynálezu ke snímání kmitočtu, přivede se na vstupní svorky 11 a 12 unifikačního členu 10, který je v tomto případě proveden jako tvarovač, kmitočtový signál, např. z indukčního čidla. Je-li obvod pro snímání mezí analogových signálů použit ke snímání stejnosměrného analogového signálu, zvláště milivoltovýoh mezí, je unifikační člen 10 za224 250

-r pojen Jako převodník napětí-kmitočet a snímané analogové napětí, např. z termočlánku, se přivede na vstupní svorky 11, 12.

U obvodu podle vynálezu je možno naprogramovat víoe režimů, jako např.:

A) Výstupní člen 60 je po zapnutí napájeoího napětí po dobu měření ve stavu log 1 a po změření zaujme stav dle hodnoty hlídané meze log 1 nebo log 0.

B) Výstupní Člen 60 je po zapnutí napájecího napětí po dobu měření ve stavu log 0 a po měření zaujme stav dle hodnoty hlídané meze log 0 nebo log 1.

C) Výstupní člen 60 je po zapnutí napájeoího napětí po dobu měření ve stavu log 1 a po změření zaujme stav dle hodnoty hlídané meze log 0 nebo log 1.

D) Výstupní člen 60 je po zapnutí napájecího napětí po dobu měření ve stavu log 0 a po změření zaujme stav dle hodnoty hlídané meze log 1 nebo log 0.

Obvod podle vynálezu Je možno použít v automatizaci řízení teohnologiokýoh procesů všude tam, kde Je zapotřebí snímat meze analogových signálů s větší přesností při vysoké odolnosti vůči interferenoi.

Claims (1)

1. Obvod pro snímání mezí analogových signálů digitální metodou s více režimy, obsahující unifikační obvod, prvníj druhé a třetí hradlo, čítač s předvolbou, dekoder s pamětí, JK obvod, koncový člen, nulovací obvod, logický člen, obvod nastavení, řídící oscilátor, nastavitelnou děličku, zdroj napájení čidel a napájecí svorku, vyznačený tím, že unifikační obvod (10), jenž je opatřen první vstupní svorkou (ll) a druhou vstupní svorkou (12), je svým výstupem (13) připojen na druhý vstup (22) prvního hradla (20), jehož výstup (23)je připojen na vstup (31) čítače (30) s předvolbou, jehož výstup (33) je připojen na vstup (41) dekodéru (40) s pamětí, jehož Q výstup (43) je připojen na J vstup (51) JK obvodu (50), který je opatřen fí vstupem (54) a S vstupem (55) pro připojení na stavěči výstup (104) obvodu (100) nastavení a dále Q výstupem (56) á Φ výstupem (57) pro připojení na vstup (61) koncového členu (60), přičemž K vstup (53) JK obvodu (50) je připojen na 15 výstup (44) dekodéru (40) s pamětí, kdežto hodinový vstup (52) JK obvodu (50) je propojen s prvním výstupem (73) nulovaoího obvodu (70), jehož třetí výstup (75) je propojen s nulovacím vstupem (42) dekodéru (40) s pamětí a druhý výstup (74) je propojen s nulovaoíra vstupem (32) čítače (30) s předvolbou, zatímco řídící vstup (71) nulovaoího obvodu (70) je propojen s výstupem (83) druhého hradla (80), jehož první vstup (81) je propojen s prvním výstupem (9l) logického členu (90) a druhý vstup (82) je propojen jednak s výstupem (lil) řídícího oscilátoru (110), jednak s prvním vstupem (121) třetího hradla (120), jehož druhý vstup (122) je propojen jednak s prvním vstupem (21) prvního hradla (20), jednak s druhým výstupem (92) logického členu (90), jehož stop vstup (93) je propojen s výstupem (133) nastavitelné děličky (130), která je svým vstupem (131) propojena s výstupem (123) třetího hradla (120), přičemž nastavovací vstup (94) logického členu (90) je propojen se startovacím vstupem (l03) obvodu (100) nastavení, jehož nulovací vstup (102) je spojen jednak s nulovaoím vstupem (132) nastavitelné děličky (130) a jednak se čtvrtým výstupem (76) a vstupem (72) nulování nulovaoího obvodu (70),

   224 250 kdežto aktivační vstup (101) obvodu (100) nastavení je připojen jednak na napájecí svorku (150) a jednak na vstup (l4l) zdroje (140) napájení čidel, který je opatřen výstupem (142).