RU2720642C1 - Устройство кодирования данных между множеством выключателей рычага управления и управляющим устройством - Google Patents

Устройство кодирования данных между множеством выключателей рычага управления и управляющим устройством Download PDF

Info

Publication number
RU2720642C1
RU2720642C1 RU2019115538A RU2019115538A RU2720642C1 RU 2720642 C1 RU2720642 C1 RU 2720642C1 RU 2019115538 A RU2019115538 A RU 2019115538A RU 2019115538 A RU2019115538 A RU 2019115538A RU 2720642 C1 RU2720642 C1 RU 2720642C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
resistor
line
encoding device
voltage
switch
Prior art date
Application number
RU2019115538A
Other languages
English (en)
Inventor
Жан ДЕ ЛА БАРДОННИ
Original Assignee
Ратье-Фижак
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ратье-Фижак filed Critical Ратье-Фижак
Application granted granted Critical
Publication of RU2720642C1 publication Critical patent/RU2720642C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M11/00—Coding in connection with keyboards or like devices, i.e. coding of the position of operated keys
    • H03M11/22—Static coding
    • H03M11/24—Static coding using analogue means, e.g. by coding the states of multiple switches into a single multi-level analogue signal or by indicating the type of a device using the voltage level at a specific tap of a resistive divider
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C13/00—Control systems or transmitting systems for actuating flying-control surfaces, lift-increasing flaps, air brakes, or spoilers
    • B64C13/02—Initiating means
    • B64C13/04—Initiating means actuated personally
    • B64C13/042—Initiating means actuated personally operated by hand
    • B64C13/0421—Initiating means actuated personally operated by hand control sticks for primary flight controls
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/66—Digital/analogue converters
    • H03M1/74—Simultaneous conversion
    • H03M1/76—Simultaneous conversion using switching tree
    • H03M1/765—Simultaneous conversion using switching tree using a single level of switches which are controlled by unary decoded digital signals
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/66—Digital/analogue converters
    • H03M1/74—Simultaneous conversion
    • H03M1/78—Simultaneous conversion using ladder network
    • H03M1/785—Simultaneous conversion using ladder network using resistors, i.e. R-2R ladders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/54—Mechanisms for controlling blade adjustment or movement relative to rotor head, e.g. lag-lead movement
    • B64C27/56—Mechanisms for controlling blade adjustment or movement relative to rotor head, e.g. lag-lead movement characterised by the control initiating means, e.g. manually actuated
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • G05G2009/0474—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks characterised by means converting mechanical movement into electric signals
    • G05G2009/04744—Switches
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/66—Digital/analogue converters
    • H03M1/74—Simultaneous conversion
    • H03M1/78—Simultaneous conversion using ladder network

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Keying Circuit Devices (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Mechanical Control Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относится к устройству кодирования данных. Технический результат заключается в разработке устройства кодирования данных между множеством нормально замкнутых выключателей и управляющим устройством, обеспечивающим возможность определения приоритетов среди этих выключателей. Такой результат достигается тем, что устройство (1) кодирования данных между множеством нормально замкнутых выключателей (Р1…Рn), установленных на рычаге (2) управления, и управляющим устройством (9), причем указанные выключатели включены последовательно между линией (3) напряжения и измерительной линией (5), при этом каждый выключатель (Pi) связан с единственным резистором (Ri), включенным между выводом выключателя, ближайшим к источнику (VCC) напряжения, и измерительной линией. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройству кодирования данных, в частности к устройству кодирования данных о состоянии выключателей управления с нормально замкнутыми контактами, установленных на рычаге управления типа штурвала или ручки управления летательного аппарата, которые передаются на управляющее устройство, например, ЭВМ управления полетом летательного аппарата. Изобретение применимо, в частности, к ручке управления вертолетом.
Уровень техники
Передача данных о состоянии множества выключателей (с двумя устойчивыми состояниями, нажимных кнопок или пр.), установленных на рычаге управления, подвижном относительно рамы, например, на рулевом колесе автомобиля или ручке управления летательного аппарата, на управляющее устройство, являющееся неподвижным относительно этой рамы, всегда представляла сложную проблему как в авиации, так и в автомобильной промышленности или любой другой отрасли. Это связано с тем, что, если требуется определить состояние n выключателей независимо один от другого, то надо располагать проводами, соединяющими подвижный рычаг с управляющим устройством, в количестве не менее n+1. Такое количество проводов (особенно если эти провода приходится дублировать по соображениям надежности) ограничивает свободу перемещений подвижного рычага в силу эффекта пружинистости и создает трудности для пропускания кабеля в зоне нахождения шарнирного(ых) сочленения(ий) подвижного рычага с рамой, на которой смонтировано управляющее устройство, неподвижное относительно этой рамы.
Были предложены разнообразные технические решения с использованием электронного уплотнения цифровых сигналов, однако они оказались недостаточно надежными в условиях окружающей среды с сильными возмущениями электромагнитного излучения (например, молнией), излучением от других приборов (радаров и пр.), которые могут иметь место в кабинах экипажа летательных аппаратов.
Предлагались также сходные решения на основе резисторных схем, связанных с выключателями. Так, в патентном документе US 4471234 раскрыто применение сети нормально замкнутых выключателей, которые включены последовательно между линией питания постоянного тока и опорной линией (массой), причем к каждому выключателю параллельно подключен резистор с заданным сопротивлением. Напряжение на линии питания отбирается в измерительную линию, благодаря чему обеспечивается возможность определения состояния выключателей. Таким образом, до тех пор, пока ни один из выключателей не разомкнут, резисторы замкнуты накоротко, так что напряжение, измеренное на измерительной линии, равно нулю. Как только выключатель разомкнулся, напряжение, снимаемое с измерительной линии, становится равным произведению сопротивления резистора, включенного параллельно этому выключателю, и проходящего через схему тока. Однако для такой схемы требуется наличие генератора тока, который был бы высокоточным и способным поддерживать режим постоянного короткого замыкания, когда все выключатели замкнуты. Кроме того, когда разомкнуты несколько выключателей, измеренное напряжение характеризует сумму сопротивлений резисторов, включенных параллельно соответствующим выключателям. Поскольку количество выключателей в схеме довольно велико, выявление активированных выключателей становится затруднительным делом. Кроме этого, крайне трудно распознать воздействие на какой-то приоритетный выключатель, так как диапазон изменения напряжения, измеренного на этом выключателе, искажается из-за других выключателей, которые могут быть активированы одновременно с ним.
Раскрытие сущности изобретения
Таким образом, задача изобретения состоит в разработке устройства кодирования данных между множеством нормально замкнутых выключателей и управляющим устройством, обеспечивающим возможность определения приоритетов среди этих выключателей.
Задача изобретения также состоит в разработке такого устройства, в котором предотвращалась бы неопределенность в случаях, когда одновременно активированы несколько выключателей.
Кроме того, задачей изобретения является разработка такого устройства, которое было бы простым в эксплуатации, особенно в случаях, когда выключатели находятся на некотором удалении от управляющего устройства.
Указанная задача решена устройством кодирования данных между множеством нормально замкнутых выключателей, установленных на рычаге управления, и управляющим устройством, причем указанное устройство содержит:
- линию напряжения, соединенную с положительным выводом источника напряжения,
- опорную линию, соединенную с массой источника напряжения,
- измерительную линию, соединенную с управляющим устройством,
- множество выключателей, соединенных последовательно с линией напряжения, причем каждый выключатель связан с единственным резистором и соединен первым выводом с первым выводом указанного резистора в некоторой общей точке, называемой «приоритетным узлом»,
отличающимся тем, что:
- каждый приоритетный узел помещен на первом выводе выключателя, ближайшем к линии напряжения, который называют «передним выводом выключателя»,
- второй вывод каждого резистора соединен с измерительной линией,
- измерительная линия соединена с опорной линией добавочным резистором, называемым «нижним резистором».
В тексте данной заявки задается определенный ранг для отдельного выключателя из множества последовательно включенных выключателей, с тем чтобы можно было определить относительное положение это выключателя в ряду последовательного подключения. Наиболее низкий ранг назначается выключателю, ближайшему к источнику напряжения, а затем ранг повышается в соответствии с расстоянием от выключателя до этого источника напряжения. Задается также узел в точке соединения вывода выключателя, ближайшего к источнику напряжения, и резистора, причем резистору и узлу назначается тот же ранг, что и выключателю, соединенному с этим узлом. Таким образом, узел ранга i помещен между выключателем ранга i и выключателем ранга i-1, а резистор ранга i соединен с узлом ранга i. Для упрощения описания выражения «передний» и «задний», а также их производные («впереди», «позади» и т.п.) могут быть употреблены для обозначения относительного положения двух элементов по отношению к выводам источника напряжения. Таким образом, вывод выключателя, ближайший к положительному выводу источника напряжения, является передним выводом этого выключателя. Подобным же образом, выключатель с более высоким рангом, чем у другого выключателя, расположен позади последнего, то есть ближе к массе источника напряжения.
Говоря конкретнее, второй вывод каждого резистора соединен с опорной линией через посредство указанного нижнего резистора. Кроме того, целесообразно, чтобы выключатель с более высоким рангом имел второй вывод, соединенный с опорной линией через посредство указанного нижнего резистора.
Благодаря такому решению любой выключатель, который активирован и, следовательно, разомкнут, отключает схему, обеспечивающую питание выключателей, находящихся позади него. Соответственно, воздействия, оказываемые на выключатели с более высоким рангом, нежели у активированного, уже не будут влиять на величину напряжения, измеренного в измерительной линии. Итак, между выключателями устанавливается некоторый приоритет, при этом выключатель с данным рангом будет иметь приоритет перед выключателем с более высоким рангом.
В соответствии с некоторыми предпочтительными вариантами осуществления изобретения, выключатель, наиболее удаленный от линии напряжения, соединен вторым выводом с измерительной линией. В результате этого, когда не активирован ни один из выключателей, измерительная линия оказывается соединенной непосредственно с линией напряжения, а значение, измеряемое в измерительной линии, равно напряжению питания устройства.
В соответствии с одной из модификаций этих предпочтительных вариантов осуществления, приоритетный узел, ближайший к линии напряжения, соединен с ней через посредство добавочного резистора, называемого «верхним резистором». Благодаря этому верхнему резистору, когда не активирован ни один из выключателей, напряжение, измеряемое в измерительной линии, определяется отношением плеч моста, создаваемого верхним резистором и нижним резистором. Таким образом, становится возможным отличить случай, когда не активирован ни один выключатель, от случая с коротким замыканием измерительной линии на линию напряжения. Благодаря этому повышается надежность устройства кодирования.
В соответствии с некоторыми предпочтительными вариантами осуществления изобретения, устройство содержит альтернативную измерительную линию, соединенную с приоритетным узлом, ближайшим к линии напряжения. Благодаря этой альтернативной измерительной линии удается получить раздельные и избыточные результаты определения состояния выключателей, и также повысить надежность устройства.
В соответствии с некоторыми предпочтительными вариантами осуществления изобретения, устройство размещено, по меньшей мере частично, внутри рычага управления. Таким образом, различные резисторы устройства оказываются максимально близко к установленным на рычаге управления выключателям, а сам этот рычаг соединяется с неподвижным основанием только лишь тремя проводами от соответствующих линий - напряжения, измерительной и опорной.
В соответствии с некоторыми предпочтительными вариантами осуществления изобретения, нижний резистор, соединенный непосредственно с опорной линией, и верхний резистор, соединенный непосредственно с линией напряжения, размещены снаружи рычага управления и обеспечивают возможность проверки исправной работы устройства кодирования. В результате оказывается достаточно двух соединительных проводов между рычагом управления и внешней картой, являющейся, например, составной частью управляющего устройства, на которой смонтированы верхний резистор и нижний резистор, для передачи различных данных о состоянии выключателей. Кроме того, благодаря этому верхний резистор позволяет ограничивать ток в случаях, когда соединительный провод между верхним резистором и рычагом управления короткозамкнут на массу, или же когда измерительная линия короткозамкнута на массу, и не активирован ни один из выключателей.
В соответствии с некоторыми предпочтительными вариантами осуществления изобретения, каждый выключатель имеет по меньшей мере две пары контактов, первую нормально замкнутую пару и вторую нормально разомкнутую пару, причем у разных пар контактов изменение состояния происходит одновременно. Это позволяет получать, с помощью дополнительной схемы устройства кодирования, добиться избыточности предоставляемых данных кодирования.
В соответствии с некоторыми предпочтительными вариантами осуществления изобретения, устройство кодирования содержит по меньшей мере одну дополнительную схему, включающую в себя сетку резисторов, включенных последовательно между второй линией напряжения, соединенной с положительным выводом источника напряжения, и множеством пар нормально разомкнутых контактов, причем каждая пара контактов имеет передний вывод и задний вывод, при этом передний вывод каждой пары контактов соединен, соответственно, с точкой соединения между двумя следующими друг за другом резисторами, а задний вывод соединен со второй опорной линией, которая соединена с массой источника напряжения. Благодаря этой(им) дополнительной(ым) схеме(ам) удается получить избыточную информацию о состоянии выключателей, пользуясь, в частности, отдельным оборудованием, и устройство кодирования с повышенной надежностью.
Если говорить конкретнее, сетка резисторов по меньшей мере одной дополнительной схемы имеет первый конец, соединенный со второй линией напряжения, и второй конец, соединенный со второй опорной линией. Кроме того, эта сетка резисторов соединена со второй измерительной линией. Предпочтительно, чтобы второй конец этой сетки резисторов был соединен со второй измерительной линией.
Целесообразно, чтобы задний вывод каждой пары нормально разомкнутых контактов был соединен с массой источника напряжения через посредство резистора, называемого «дополнительным нижним резистором. Однако вполне можно предусмотреть и непосредственное соединение заднего вывода каждой пары нормально разомкнутых контактов с массой источника напряжения, при этом измерение напряжения будет осуществляться во второй альтернативной измерительной линии, соединенной с приоритетным узлом, ближайшим к указанной второй линии напряжения рассматриваемой дополнительной схемы.
Говоря конкретнее, в соответствии с некоторыми из этих вариантов осуществления, устройство кодирования содержит по меньшей мере одну дополнительную схему, включающую в себя сетку резисторов, включенных последовательно между второй линией напряжения и множеством пар нормально разомкнутых контактов, причем каждая пара контактов имеет передний вывод и задний вывод, при этом передний вывод каждой пары контактов соединен, соответственно, с точкой соединения между двумя следующими друг за другом резисторами, а задний вывод соединен со второй измерительной линией. Таким образом, задний вывод каждой пары контактов соединен со второй измерительной линией и с массой источника напряжения.
В соответствии с другим вариантом осуществления, задний вывод каждой пары контактов может быть соединен только с массой источника напряжения.
В соответствии с некоторыми предпочтительными вариантами осуществления изобретения, дополнительная схема содержит также альтернативную измерительную линию, соединенную с задним выводом первого резистора указанной сетки резисторов, передний вывод которого соединен непосредственно со второй линией напряжения. Таким образом, дополнительная схема содержит указанную вторую измерительную линию и указанную альтернативную измерительную линию. В результате удается выполнять два измерения в одной и той же схеме.
В соответствии с некоторыми предпочтительными вариантами осуществления изобретения, дополнительная схема содержит дополнительный резистор, включенный между передним выводом пары контактов более высокого ранга и измерительной линией. Благодаря этому дополнительному резистору становится возможным отличить нормальное рабочее состояние, в котором не активирован ни один из выключателей, от неисправности, вызванной обрывом провода питания.
Изобретение распространяется также на рычаг управления, подвижный относительно рамы и соединенный с управляющим устройством, отличающийся тем, что он содержит устройство кодирования, характеризующееся любым из раскрытых выше признаков.
В соответствии с некоторыми предпочтительными вариантами осуществления изобретения, рычаг управления образует собой ручку управления летательного аппарата, в частности вертолета. В подобных ручках управления предлагаемое устройство позволяет в случае одновременного нечаянного нажатия на несколько кнопок, что бывает в экстренных ситуациях, воспользоваться иерархией приоритетов между этими кнопками, с тем чтобы отдать предпочтение наиболее важному из предстоящих действий.
Объектом изобретения являются также устройство кодирования и рычаг управления, отличающиеся, вместе или по отдельности, всеми или частью признаков, упомянутых выше или тех, которые будут названы ниже. Вне зависимости от вида их формального представления в настоящей заявке, если только нет иного четкого указания, различные признаки, упомянутые выше или те, которые будут названы ниже, не следует рассматривать как тесно или неразрывно связанные друг с другом. Изобретение может относиться лишь к одному из этих конструктивных или функциональных признаков, или только к части этих конструктивных или функциональных признаков, или только к части одного из этих конструктивных или функциональных признаков, или же к любой группе, комбинации или совместному использованию этих конструктивных или функциональных признаков.
Краткое описание чертежей
Остальные задачи, признаки и преимущества изобретения станут понятными из изучения нижеследующего описания и приложенных чертежей, на которых:
- фиг. 1 представляет собой первую схему устройства кодирования согласно изобретению, с помощью которой иллюстрируется иерархия приоритетов между выключателями,
- фиг. 2 представляет собой первую схему устройства кодирования согласно изобретению, в которой использованы выключатели, имеющие по две пары контактов противоположных типов (нормально разомкнутых и нормально замкнутых), и схема, позволяющая добиться достаточной избыточности информации.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 приведена электрическая схема устройства 1 кодирования согласно изобретению. Это устройство 1 содержит множество 6 нормально замкнутых выключателей P1-Pn, включенных последовательно и соединенных выводом выключателя Р1 самого высокого ранга с положительным выводом VCC источника напряжения через посредство верхнего резистора Rt и линии 3 напряжения. На фиг. 1 выключатели схематически представлены в виде нажимных кнопок с нормально замкнутыми контактами, то есть выводы выключателей остаются короткозамкнутыми до тех пор, пока выключатели не будут активированы и не перейдут в разомкнутое состояние после активации.
Для каждого выключателя P1-Pn предусмотрен резистор R1-Rn, соединенный одним из своих выводов с передним выводом (то есть тем, который более близок к источнику VCC напряжения) выключателя. Каждая точка соединения между резистором и выключателем образует собой узел (так называемый «приоритетный узел») N1-Nn. Противоположный вывод каждого резистора R1-Rn соединен с измерительной линией 5, которая, в свою очередь, подключена к массе источника напряжения через нижний резистор Rp и опорную линию 4.
В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления устройства 1 кодирования, задний вывод выключателя Pn с наиболее высоким рангом тоже подключен к измерительной линии 5.
В соответствии с одним из предпочтительных признаков, устройство 1 кодирования помещено, по существу, в рычаг 2 управления, показанный на фиг. 1 в виде обозначенной пунктиром рамки. Снаружи от рычага 2 управления могут располагаться только верхний резистор Rt и нижний резистор Rp, что необходимо для проверки исправной работы устройства кодирования, как будет разъяснено ниже.
Устройство кодирования работает следующим образом. До тех пор, пока ни один из выключателей не активирован, все эти выключатели остаются короткозамкнутыми.
В одном из режимов функционирования устройства, который не является предпочтительным, если верхний резистор Rt отсутствует или его сопротивление равно нулю, а также если задний вывод выключателя Pn с более высоким рангом не соединен с измерительной линией 5, то напряжение на всех приоритетных узлах N1-Nn равно напряжению источника VCC тока. При этом резисторы R1-Rn включены параллельно, а напряжение Vmes, измеряемое на измерительной линии 5, когда ни один из выключателей не активирован, равно
Figure 00000001
где R(RIIIRn) - сопротивление, эквивалентное сопротивлению включенных параллельно резисторов R1-Rn. Если резистор Rt имеется, и его сопротивление не равно нулю, то это сопротивление складывается со знаменателем приведенного выше уравнения.
В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления устройства кодирования, целесообразно, чтобы задний вывод выключателя с более высоким рангом был соединен с измерительной линией 5, что позволит фиксировать его потенциал относительно массы. Соответственно, если ни один из выключателей не активирован, измеряемое напряжение Vmes будет равно
Figure 00000002
Таким образом, выбрав ненулевое сопротивление верхнего резистора Rt, можно отличить случай, когда ни один из выключателей не активирован (разомкнут), от ситуации, когда измерительная линия была бы замкнута накоротко на источник напряжения. В результате работа устройства кодирования становится более надежной.
Когда активируется один из выключателей Pi, цепь питания резисторов Ri+1 - Rn отключается, и запитанными остаются только резисторы R1-Ri. В этом случае схема включает в себя верхний резистор Rt, включенный последовательно с сопротивлением, которое эквивалентно сопротивлению параллельно включенных резисторов R1-Ri, точку измерения напряжения Vmes и нижний резистор Rp, закороченный на массу.
Таким образом, общее уравнение для значения измеренного напряжения можно записать, применительно к активированному выключателю Pi, следующим образом:
Figure 00000003
где
Figure 00000004
- сопротивление, эквивалентное сопротивлению параллельно включенных резисторов R1-Ri.
Следует также отметить, что, когда выключатель Pi разомкнут, состояние выключателей высшего ранга, то есть выключателей Pi+1 - Pn, не имеет значения и не влияет на измеряемое напряжение. Дело в том, что в данном случае приоритетные узлы, начиняя с Ni+1, не получают питания, а через резисторы Ri+1 - Rn уже не идет ток, так что они тоже не оказывают влияния на измеряемое напряжение Vmes.
Таким образом, задана следующая приоритетность: когда одновременно активируются два или большее количество выключателей, измеряемое напряжение соответствует разомкнутому выключателю более низкого ранга, который как бы скрывает собой состояние любого выключателя более высокого ранга.
В качестве примера можно указать, что для устройства кодирования, способного кодировать восемь выключателей, используют восемь включенных последовательно выключателей Р1-Р8, к которым подключены восемь резисторов R1-R8. Между линией 3 напряжения и приоритетным узлом N1 включен верхний резистор Rt, а между измерительной линией 5 и опорной линией 4 включен нижний резистор Rp. Задний вывод выключателя Р8 также соединен с измерительной линией 5. Сопротивления этих резисторов рассчитывают таким образом, чтобы, с одной стороны, обеспечить уровень тока, достаточный для того, чтобы на них не влияли различные электромагнитные возмущения, которые могут возникать в кабине экипажа вертолета, а с другой стороны - обеспечить достаточную степень различения между разными выключателями. Выбрав надлежащим образом значения сопротивлений при напряжении VCC, равном 10 В, сопротивлении нижнего резистора 9 кОм и сопротивлении верхнего резистора 1 кОм, удается получить результаты, сведенные в приведенную ниже таблицу.
Figure 00000005
Итак, можно констатировать, что отношение измеренного напряжения к напряжению питания демонстрирует 10%-ные интервалы, позволяющие без риска ошибки различить тот выключатель, который активирован. Кроме того, напряжение, измеряемое, когда ни один из выключателей не активирован, отличается от напряжения питания в достаточной степени для того, чтобы можно было различить случаи неисправностей типа обрыва опорной линии или короткого замыкания линии питания на измерительную линию.
Перейдем к рассмотрению фиг. 2, где изображена схема, в которой использован один из особо преимущественных признаков рассматриваемых выключателей. Речь здесь идет о том, что каждый выключатель имеет по меньшей мере две пары контактов: первую пару, называемую «нормально замкнутой», в которой в случае, когда выключатель или нажимная кнопка не активированы, два вывода короткозамкнуты, и вторую пару контактов, называемую «нормально разомкнутой», в которой два вывода разомкнуты до тех пор, пока не будет активирован выключатель или нажимная кнопка. Необходимо отметить, что в случае активирования выключателя или нажимной кнопки происходит одновременное изменение состояния и первой, и второй пар контактов.
На фиг. 2 каждый выключатель обозначен двумя позициями, при этом первая позиция Pi относится к нормально замкнутой паре контактов выключателя ранга i, а вторая позиция P'i относится к нормально разомкнутой паре контактов того же выключателя ранга i.
Как можно было увидеть и из фиг. 1, в левой части фиг. 2 опять располагаются нормально замкнутые контакты Р1…Pi…Pn, включенные последовательно между верхним резистором Rt, соединенным с линией 3 напряжения, и измерительной линией 5. Между передним контактом выключателя того же ранга и измерительной линией 5 параллельно включены резисторы R1…Ri…Rn. Измерительная линия 5 соединена нижним резистором Rp с опорной линией 4. Работа этой части схемы идентична работе, описанной выше при рассмотрении фиг. 1: когда выключатель Pi разомкнут, через резисторы R1-Ri и через нижний резистор Rp проходит ток. При этом напряжение Vmes, измеряемое в измерительной линии 5, равно
Figure 00000006
Аналогичным образом, когда выключатель Pi разомкнут, состояние выключателей более высокого ранга, то есть выключателей Pi+1-Pn, не имеет значения и не влияет на измеряемое напряжение. Это объясняется тем, что в данном случае не поступает питание ни на один из резисторов более высокого ранга, чем у Ri.
В правой части схемы по фиг. 2 видны также вторая линия 3' напряжения и вторая опорная линия 4', которые могут быть либо подключены, либо не подключены к тому же потенциалу, что и линия 3 напряжения и опорная линия 4, обслуживающие левую часть схемы. Между линией 3' напряжения и измерительной линией 5' последовательно включена сетка резисторов R'1…R'i…R'n. Измерительная линия 5' соединена нижним резистором R'p с опорной линией 4'. Каждая точка соединения между следующими друг за другом резисторами подключена к переднему выводу пары нормально разомкнутых контактов Р'1…P'i…Р'n, а задний вывод этой пары контактов соединен с измерительной линией 5'.
Работа правой части схемы устройства кодирования по фиг. 2 происходит следующим образом. Когда пара контактов P'i замкнута, через последовательно включенные резисторы R'1…R'i и нижний резистор R'p проходит ток. Таким образом, напряжение Vmes, измеряемое в измерительной линии 5', равно при этом
Figure 00000007
В соответствии с одним из предпочтительных вариантов выполнения этой части схемы, можно включить резистор R'n+1 между передним выводом пары контактов Р'n более высокого ранга и измерительной линией 5'. Благодаря этому дополнительному резистору между линией 3' напряжения и измерительной линией 5' создается ток даже тогда, когда все пары контактов разомкнуты, что позволяет отличить эту ситуацию от той, в которой оборван какой-либо соединительный провод (например, между V'CC и R'1 или между измерительной линией и массой), и тем самым повысить надежность устройства. Таким образом, когда не замкнута ни одна пара контактов P'i, напряжение Vmes, измеряемое в измерительной линии 5', будет равно
Figure 00000008
Следует также заметить, что, когда пара контактов P'i замкнута, состояние пар контактов более высокого ранга, а именно пар P'i+1-P'n, не имеет значения и не влияет на измеряемое напряжение. Это связано с тем, что в данном случае все резисторы более высокого ранга, чем у R'i, короткозамкнуты измерительной линией 5' и уже не участвуют в расчете измеряемого напряжения Vmes. Соответственно, наличие дополнительного резистора R'n+1 не оказывает влияния на результат измерения.
Таким образом, задается также приоритетность между парами контактов: когда одновременно замкнуты две или большее количество пар контактов, измеренное напряжение соответствует паре замкнутых контактов более низкого ранга, при этом указанная пара скрывает собой состояние любой пары контактов более высокого ранга.
Можно видеть, что приоритетность выключателей остается той же, вне зависимости от того, является ли рассматриваемая пара контактов нормально разомкнутой или нормально замкнутой.
Таким образом, благодаря связыванию друг с другом в одном и том же устройстве кодирования двух схем - одной с нормально разомкнутыми контактами и другой с нормально замкнутыми контактами, причем каждая пара контактов активируется одной и той же кнопкой, - удается сохранить одну и ту же иерархию приоритетов нажимных кнопок, при этом значения измеряемого напряжения в каждой схеме выстраиваются противоположно одни другим.
В результате получают устройство избыточного кодирования, позволяющее повысить надежность передаваемых данных. Разумеется можно также разработать устройство кодирования, содержащее несколько комбинаций схем, например, две схемы на основе выключателей с двумя парами нормально разомкнутых контактов, три схемы с выключателями, имеющими три пары контактов, включая две пары нормально замкнутых контактов и одну пару нормально разомкнутых контактов или наоборот, и т.д.
В соответствии с другим вариантом осуществления, измерительные линии могут быть соединены, как показано на примере альтернативных измерительных линий Vmes_alt и V'mes_alt (показаны штриховыми на фиг. 2), с задним выводом резистора Rt (соответственно R'1), соединенного непосредственно с линией напряжения. Можно также получить два измерения напряжения для каждой схемы, что позволит добиться избыточности указанного измерения и повысит надежность устройства кодирования.
Описанное выше устройство кодирования может быть с пользой интегрировано в рычаг ручки управления вертолета посредством его объединения с управляющим устройством типа ЭВМ управления полетом без нарушения при этом свободного хода шарового шарнира указанной ручки из-за наличия жгута проводов, соединяющих выключатели с управляющим устройством.
В рамках изобретения можно предусмотреть самые разнообразные модификации и иные варианты применения, нежели описанные выше. Так, в частности, совершенно очевидно, что если нет иных указаний, то различные конструктивные и функциональные признаки каждого из рассмотренных здесь вариантов осуществления следует считать не комбинированными и/или тесно либо неразрывно связанными друг с другом, а всего лишь существующими одни наряду с другими. Кроме того, конструктивные и/или функциональные признаки различных рассмотренных выше вариантов осуществления могут стать полностью или частично предметом любого другого совместного использования или любого другого комбинирования. Так, например, устройство кодирования данных согласно изобретению может быть применено для иных устройств управления, как, в частности, рулевое колесо автомобиля или блоки управления каких-либо транспортных средств типа сельскохозяйственного трактора, или мостового крана, или устройства дистанционного управления.

Claims (20)

1. Устройство (1) кодирования данных между множеством нормально замкнутых выключателей (Р1…Pn), установленных на рычаге (2) управления, и управляющим устройством (9), причем указанное устройство содержит:
- линию (3) напряжения, соединенную с положительным выводом источника (VCC) напряжения,
- опорную линию (4), соединенную с массой источника напряжения,
- измерительную линию (5), соединенную с управляющим устройством,
- множество выключателей (Р1…Pn), соединенных последовательно с линией напряжения, причем каждый выключатель (Pi) связан с единственным резистором (Ri) и соединен первым выводом с первым выводом указанного резистора в некоторой общей точке, называемой «приоритетным узлом» (Ni),
отличающееся тем, что:
- каждый приоритетный узел помещен на первом выводе выключателя, ближайшем к линии напряжения,
- каждый второй вывод резистора соединен с измерительной линией,
- измерительная линия соединена с опорной линией добавочным резистором, называемым «нижним резистором» (Rp).
2. Устройство кодирования по п. 1, отличающееся тем, что выключатель (Pn), наиболее удаленный от линии (3) напряжения, соединен вторым выводом с измерительной линией (5).
3. Устройство кодирования по одному из пп. 1 или 2, отличающееся тем, что приоритетный узел (N1), ближайший к линии (3) напряжения, соединен с ней через посредство добавочного резистора, называемого «верхним резистором» (Rt).
4. Устройство кодирования по п. 3, отличающееся тем, что оно содержит альтернативную измерительную линию (Vmes_alt), соединенную с приоритетным узлом (N1), ближайшим к линии напряжения.
5. Устройство кодирования по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что оно размещено, по меньшей мере частично, внутри рычага (2) управления.
6. Устройство кодирования по п. 5, отличающееся тем, что нижний резистор (Rp), соединенный непосредственно с опорной линией (4), и верхний резистор (Rt), соединенный непосредственно с линией (3) напряжения, размещены снаружи рычага (2) управления и обеспечивают возможность проверки исправной работы устройства кодирования.
7. Устройство кодирования по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что каждый выключатель имеет по меньшей мере две пары контактов: первую нормально замкнутую пару (Pi) и вторую нормально разомкнутую пару (P'i).
8. Устройство кодирования по п. 7, отличающееся тем, что содержит по меньшей мере одну дополнительную схему, содержащую сетку резисторов (R'1…R'n), включенных последовательно между второй линией (3') напряжения и множеством пар нормально разомкнутых контактов (Р'1…P'i…Р'n), причем каждая пара контактов имеет передний вывод и задний вывод, при этом передний вывод каждой пары контактов соединен, соответственно, с точкой соединения между двумя следующими друг за другом резисторами, а задний вывод соединен со второй измерительной линией (V'mes).
9. Устройство кодирования по п. 8, отличающееся тем, что дополнительная схема содержит также альтернативную измерительную линию (V'mes_alt), соединенную с задним выводом первого резистора (R'1) указанной сетки резисторов, передний вывод которого соединен непосредственно со второй линией (3') напряжения.
10. Устройство кодирования по любому из пп. 8 или 9, отличающееся тем, что оно содержит дополнительный резистор (R'n+1), включенный между передним выводом пары контактов (Р'n) более высокого ранга и измерительной линией (5').
11. Рычаг (2) управления, подвижный относительно рамы (11) и соединенный с управляющим устройством (9), отличающийся тем, что содержит устройство (1) кодирования по любому из пп. 1-10.
12. Рычаг (2) управления по п. 11, отличающийся тем, что является составной частью ручки (10) управления летательного аппарата, в частности вертолета.
RU2019115538A 2016-11-14 2017-11-13 Устройство кодирования данных между множеством выключателей рычага управления и управляющим устройством RU2720642C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1660980 2016-11-14
FR1660980A FR3058852B1 (fr) 2016-11-14 2016-11-14 Dispositif de codage d'informations entre une pluralite d'interrupteurs d'un levier de manœuvre et un dispositif de commande
PCT/EP2017/079017 WO2018087353A1 (fr) 2016-11-14 2017-11-13 Dispositif de codage d'informations entre une pluralité d'interrupteurs d'un levier de manœuvre et un dispositif de commande

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2720642C1 true RU2720642C1 (ru) 2020-05-12

Family

ID=58547571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019115538A RU2720642C1 (ru) 2016-11-14 2017-11-13 Устройство кодирования данных между множеством выключателей рычага управления и управляющим устройством

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10840945B2 (ru)
CN (1) CN109937538A (ru)
FR (1) FR3058852B1 (ru)
RU (1) RU2720642C1 (ru)
WO (1) WO2018087353A1 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3063349B1 (fr) * 2017-02-28 2021-07-30 Airbus Helicopters Systeme de surveillance redondant de l'etat de contacteurs de commande d'une poignee de commande d'un aeronef
EP3650979B1 (en) 2018-11-09 2021-11-03 Ratier-Figeac SAS Multiplexing of switch data mixing nc (normally closed) and no (normally open) contacts

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4015254A (en) * 1975-12-04 1977-03-29 General Motors Corporation Keyboard encoding circuit utilizing an A/D converter
FR2604045A1 (fr) * 1986-09-12 1988-03-18 Baudin Jacques Dispositif de controle d'acces de securite
SU1372816A1 (ru) * 1986-04-22 1996-05-10 Е.И. Абрамов Система управления летательного аппарата
GB2303723A (en) * 1995-07-28 1997-02-26 Ford Motor Co Remote control unit
RU2101748C1 (ru) * 1996-04-02 1998-01-10 Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева Устройство для контроля управляемых ключей
US7265699B1 (en) * 2006-02-28 2007-09-04 Gm Global Technology Operations, Inc. Nine-position resistor ladder switch assembly
US20110102022A1 (en) * 2009-11-03 2011-05-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Input unit of portable terminal, portable terminal using the same, and operation method thereof

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3882484A (en) * 1972-10-30 1975-05-06 Wescom Non-linear encoder and decoder
JPS5773527A (en) 1980-10-26 1982-05-08 Konishiroku Photo Ind Co Ltd Switch circuit
JP4901445B2 (ja) * 2006-12-06 2012-03-21 ローム株式会社 駆動回路及びこれを用いた半導体装置
CN203826918U (zh) * 2014-04-17 2014-09-10 安徽力普拉斯电源技术有限公司 一种超时保护电路
US10250128B2 (en) * 2016-03-09 2019-04-02 Dialog Semiconductor (Uk) Limited Type III switching converter error amplifier with fast transient response behavior

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4015254A (en) * 1975-12-04 1977-03-29 General Motors Corporation Keyboard encoding circuit utilizing an A/D converter
SU1372816A1 (ru) * 1986-04-22 1996-05-10 Е.И. Абрамов Система управления летательного аппарата
FR2604045A1 (fr) * 1986-09-12 1988-03-18 Baudin Jacques Dispositif de controle d'acces de securite
GB2303723A (en) * 1995-07-28 1997-02-26 Ford Motor Co Remote control unit
RU2101748C1 (ru) * 1996-04-02 1998-01-10 Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева Устройство для контроля управляемых ключей
US7265699B1 (en) * 2006-02-28 2007-09-04 Gm Global Technology Operations, Inc. Nine-position resistor ladder switch assembly
US20110102022A1 (en) * 2009-11-03 2011-05-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Input unit of portable terminal, portable terminal using the same, and operation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
US10840945B2 (en) 2020-11-17
FR3058852A1 (fr) 2018-05-18
FR3058852B1 (fr) 2018-12-07
WO2018087353A1 (fr) 2018-05-17
CN109937538A (zh) 2019-06-25
US20190341931A1 (en) 2019-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2720642C1 (ru) Устройство кодирования данных между множеством выключателей рычага управления и управляющим устройством
US10199195B2 (en) Circuit breaker and method
JP2009511863A (ja) 位置エンコーダ、特に電位差計のフェールセーフ評価のための方法および配置
DE102014216419A1 (de) Verfahren zur Überprüfung mindestens einer Messeinrichtung zur Messung eines durch einen Strompfad fließenden elektrischen Stromes
US20090292951A1 (en) Method and device for fault location in a system
CN109314024A (zh) 用于车辆的配电器和保险系统
CA2454808C (en) Built-in test system for aircraft indication switches
CN110161346A (zh) 一种航电测试系统
RU56662U1 (ru) Комплекс контрольно-проверочной аппаратуры бортовых систем беспилотного летательного аппарата
US20070241921A1 (en) Emergency shutdown detection device for a gas turbine
US8564300B2 (en) Method and apparatus for testing aircraft electrical systems
RU2443035C2 (ru) Устройство детектирования состояния выключателя
US11231738B2 (en) Redundant and dissimilar system for monitoring the status of control contactors of an aircraft control stick
US6545610B2 (en) Pressure transducer and switch combination
US20100150151A1 (en) Switch usage for routing ethernet-based aircraft data buses in avionics systems
JP2013519989A (ja) タービンエンジン内の接触器の位置を検出する回路
EP2117094A2 (de) Überwachungsschaltung und Verfahren zum Prüfen der Schaltung
RU1817125C (ru) Устройство дл контрол и сигнализации высоты полета самолета
US1772760A (en) Electrical measuring instrument
US11722333B2 (en) Multiplexing of switch data mixing NC (normally closed) and NO (normally open) contacts
US9188614B2 (en) Data input device with a potentiometer, and joystick intended for piloting an aircraft, said joystick comprising the data input device
SU669373A1 (ru) Устройство дл пожарной сигнализации
CN112147452A (zh) 故障检测电路和电子设备
CN107356814B (zh) 一种绝缘电阻检测系统
CN117713502A (zh) 消防无人机低压配电系统及配电方法