SU1273828A2 - Сигнализирующее устройство - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области электрических измерений. Может быть использовано в устройствах допускового контрол  напр жени . Явл етс  дополнительным изобретени1ем к авт.св. № 1070489. Цель изобретени  повышение быстродействи  при внезапном отключении или значительном снижении контролируемого напр жени , достигаетс  введением в устройство задающего генератора 4, выход которого соединен с дополнительным третьим входом порогового элемента 2. Устройство также содержит блок 1 управлени , задающий генератор 3, элементы И 5,6,12 и 13, реверсивные счетчики 7 и 11, дешифраторы 8 и 9, регистрис рующий триггер 10, злементы ИЛИ 14 и 15. 2 ил. (/) 8 - IS 4 N)

Description

(54) СИГНАЛИЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к области электрических измерений. Может быть использовано в устройствах допускового контроля напряжения. Является дополнительным изобретением к авт.св. № 1070489.· Цель изобретения повышение быстродействия при внезапном отключении или значительном снижении контролируемого напряжения, достигается введением в устройство задающего генератора 4, выход которого соединен с дополнительным третьим входом порогового элемента 2. Устройство также содержит блок 1 управления, задающий генератор 3, элементы И 5,6,12 и 13, реверсивные счетчики 7 и 11, дешифраторы 8 и 9, регистрирующий триггер 10, элементы ИЛИ 14 S и 15. 2 ил.

Фиг1 >

Изобретение относится к электрическим измерениям и может быть использовано в устройствах допускового контроля напряжения.

Целью изобретения является повышение быстродействия при внезапном исчезновении или значительном снижении контролируемого напряжения.

На фиг. 1 представлена функцио- щ нальная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы его работы.

Устройство содержит блок 1 управления, первый вход которого является входом контролируемого напряжения, а первый выход соединен с первым входом порогового блока 2, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами задающих генерато- ₂θ ров 3 и 4, первый 5 и второй 6 элементы И, первый реверсивный счетчик 7, выходы которого соединены с входами соответственно дешифраторов 8, 9, выходы которых соединены с установоч- ₂₅ ными входами регистрирующего триггера 10 и первыми входами первого 5 и второго 6 элементов И соответственно, вторые входы которых соединены с вто- . рым выходом блока 1 управления, а третьи входы - с первым и вторым выходами порогового блока 2 соответственно, второй реверсивный счетчик 1Ί, третий 12 и четвертый 13 элементы И и первый 14 и второй 15 элементы ИЛИ, причем первые входы элементов И 12 и 13 сое- ³⁵ динены с первым и вторым выходами порогового блока 2 соответственно, вторые входы - с третьим выходом блока 1 управления, а третьи - с выходами первого 8 и второго 9 дешифрато ров соответственно, выход элемента И 5 соединен с входом прямого, а элемента И 6 - с входом обратного счета реверсивного счетчика 11, выходы переполнения и переноса которого соединены с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ 14, 15 соответственно, вторые входы которых соединены с выходами элементов И 12 и 13 соответственно, а выходы - с входами прямого и обратного счета реверсивного счетчика 7, выход регистрирующего триггера 10 соединен с вторым входом блока 1 управления, третий вход которого является входом опорного напряжения устройства.

Устройство работает следующим обНа первый вход блока 1 управления поступает контролируемое напряжение U_x синусоидальной формы, предварительно выпрямленное по двухполупериодной схеме, где сравнивается с заданным опорным напряжением постоянного тока U_o, поступающим на другой вход блока 1 управления (фиг. 2а). В результате сравнения U _х и U_o блок 1 управления вырабатывает управляющие импульсы (фиг. 26), которые через его первый выход поступают на первый вход порогового блока 2, на первом и втором выходах которого появляются соответственно пачки импульсов η с частотой F, задающего генератора 3 (фиг.2в) и п_гс частотой F^ задающего генератора 4 (фиг. 2г).

Длительность пачек t₁ и t₂, а следовательно, и количество импульсов η F,' t₍ и η _α = F^r t₂ определяется длительностью управляющих импульсов, поступающих из блока 1 управления, которые зависят от величины контролируемого напряжения U_x и опорного напряжения U_o.

Величину опорного напряжения U_Q выбирают из такого расчета, чтобы при величине амплитуды контролируемого напряжения U_x, равной амплитуде минимально допустимого значения (U_r„j_o), в каждом i-ом периоде иэмерения количество импульсов п, в пачке было равно количеству импульсов η _г в пачке t₂;. Это условие равновесия для синусоидального сигнала выполняется, если принять

U_o ~ UxMMHAttkSinOt, (1) где угол определяется отношением ос°= 90( £1 + ;)'’. (2)

Частота F-, задающего генератора 3 выбирается из условия кодового числа реверсивного счетчика 7, на которое настроен дешифратор 8, и частоты f _χ контролируемого напряжения ϋ_Λ и определяется соотношением

F, < 2Nf_x (3)

Частота F задающего генератора 4 выбирается из условия разрешающей способности устройства, которая зависит от частотных характеристик элементов устройства, а также чувствительности и стабильности характеристик аналогового компаратора блока 1 разом .

127'3828 управления и требуемого быстродейст- ’ вия сигнализации t_CMrM при внезапном исчезновении контролируемого напряжения, и определяется соотношением

F* > К > (4) ^L сиги где К = Гц ·χ с.

Работа устройства основана на том принципе, что во время каждого периода сравнения величины контролируемого напряжения U_xc с опорным напряжением в реверсивный счетчик 7 записывается разность д η между количеством неравнозначных по частоте импульсных посылок η ₁ и п₂, поступивших соответственно на входы прямого и обратного счета. При этом разность дп может изменяться от периода к периоду как по модулю, так и по знаку в зависимости от изменения величины контролируемого напряжения ϋ_χ.В этой связи время накопления в реверсивных счетчиках 7, 11 заданной суммы или списания ее имеет функциональную завйсимость от величины контролируемого напряжения U χ.

в режиме контроля, когда величина U _х становится больше минимально допустимого значения, в каждом i-ом периоде измерения накопление суммы д η_; ¹ происходит в последовательно соединенных первом и втором реверсивных счетчиках 7 и 11. Но в другом режиме контроля, когда U_x становится меньше списание ^СУ^ММЬ1 происходит только из первого реверсивного счетчика 7 импульсами более высокочастотного задающего генератора 4 и сигнализация срабатывает при его обнулении. Это позволяет значительно увеличить время анализа восстановления величины U_x в допустимых пределах и обеспечить срабатывание сигнализатора при надежном восстановлении U и быстродействующую сигнализацию при снижении U_x ниже допустимого предела. Происходит это следующим образом.

Если относительно длительное время U_x > и_{хминЛоП},то после каждого i-ro еериода измерения в реверсивных счетиках 11 и 7 накапливается сумма дη _{ до тех пор, пока не выполнится условие

Л> дп · >_ζ Μ-Ν (5) где М* - емкость счетчика 11;

N - кодовое число счетчика 7, на которое настроен дешифратор 8;

К . - количество периодов измерения .'

В момент выполнения условия (5) устройство сигнализирует о восстанов5 лении U* в допустимых пределах.При этом выходы порогового блока 2 подключаются к входам счетчика 7. При снижении контролируемого напряжения до величины U _χ < ϋ_χ η , < п₂ и дп 40 и после каждого i-ro периода измерения содержимое счетчика 7 уменьшается на величину дп , до тех пор, пока не выполнится условие

Дз

- N - ΣΓ д П · < 0 · (6) f z t

В момент выполнения условия (6) устройство сигнализирует о снижении U_x ниже допустимого предела.

Как видно из выражений (5) и (6), К₍»К_йи, следовательно, времена срабатывания сигнализатора Т, в первом случае.и Т во втором случае при прочих равных условиях значительно отли25 чаются, так как ^(Т ₁ ^{= (Т}± = ^К22Г^{)г (7)}

X * где f - частота контролируемого на30 пряжения.

Рассмотрим подробно работу схемы сигнализирующего устройства в двух режимах.

В 1-ом режиме работы исходным усло35 вием считается положение, когда относительно длительное время имеет место соотношение U _х > и_{хминдоп}. Сумма в счетчике 7 достигает кодового числа Ν, на которое настроен дешифратор 8, и на его.выходе появляется сигнал, устанавливающий регистрирующий триггер 10 в положение, при котором с его прямого выхода поступает сигнал Логическая 1 в блок 1 управления, ин⁴⁵ формирующий, что U _χ > ^ихминАод· ^При этом на втором управляющем выходе блока 1 управления появляется запрещающий потенциал, а на третьем управляющем выходе - разрешающий. Тогда эле5® менты И 5 и 6 закрыты, а элементы ’ . И 12 и 13 подготовлены к открытию, т.е. выходы порогового блока 2 подключены к входам реверсивного счетчика 7.

Одновременно с выхода дешифратора

8 запрещающий потенциал поступает на третий вход элемента И 5, не давая возможности импульсам, поступающим с первого выхода порогового блока 2, s

переполнить счетчик 7. Теперь задача /сигнализатора состоит в том, чтобы определять, когда и до какой степени контролируемое напряжение U* станет меньше . 5

Процесс считывания происходит по следующему алгоритму. Так как элемент И 6 закрыт,то сначала проходят только импульсы через элемент И 13 и элемент ИЛИ 15 на вычитающий вход ре- 10 версивного счетчика 7 и уменьшают его содержимое на величину η _г. При

- этом на выходе дешифратора 8 восстанавливается разрешающий потенциал, который подготавливает элемент И 12, 15' через который проходит на суммирующий вход счетчика 7 импульсная последовательность η Так как п₍ >п_?, ^то счетчик 7 опять заполняется до величины N и дешифратор 8 запрещающим 20 потенциалом закрывает вход элемента И 12, не давая оставшимся от импульсной последовательности η ₁ импульсам переполнить счетчик 7.

Данный процесс продолжается до тех 25 пор, пока не наступит момент (режим 2) , ПРИ КОТОРОМ U* < ЦцчмНАОП, при этом n_t < η_а и an принимает отрицательное значение. Следовательно, с каждым периодом измерения содержимое зо счетчика 7 уменьшается на величину дп, модуль которой становится тем больше, чем меньше величина контролируемого напряжения U_r, но при внезапном исчезновении U_x содержимое реверсивного счетчика 7 списывается импульсами высокой частоты F_g, которые поступают с задающего генератора 4 через элемент И 13 и элемент ИЛИ 15 на вход обратного счета реверсивного до счетчика 7.

Как только содержимое реверсивного счетчика 7 становится равным нулю, которое наступает при условии

N -Е дп. <0 или N - F t_eufH =0, ί :1 ’ на выходе дешифратора 9 появляется запрещающий потенциал, который устанавливает регистрирующий триггер 10 в состояние, при котором на его пря- 50 мом выходе появляется сигнал Логический 0. Одновременно запрещающий потенциал с выхода дешифратора 9 поступает на входы элементов Иби 13. Информация об изменении состояния регистрирующего триггера 10 поступает на второй вход блока 1 управления, на втором и третьем выходах которого появляются соответственно разрешающий и запрещающий потенциалы, которые поступают на входы соответственно элементов И 5, 6, 12, 13. Выходы порогового блока 2 через элементы И 5 и 6 подключаются к входам реверсивного счетчика 11, последовательно соединенного через элементы ИЛИ 14 и 15 со счетчиком 7.

Теперь регистрирующий триггер 10 сохраняет свое состояние, пока не [произойдет, восстановление U* до величины больше и_хмивлв„,^пР^и котором дη > 0, ив реверсивных счетчиках 11 ,и 7 не накопится сумма, удовлетворяющая условию t ...

Г ДП; > M-N .

Тогда на выходе дешифратора 8 появляется сигнал, который устанавливает регистрирующий триггер 10 в противоположное состояние.

Таким образом, предлагаемое устройство имеет более высокое быстродействие при внезапном исчезновении или значительном снижении величины конт ролируемого напряжения ниже допустимых пределов.

ί р м у л а	И	3	обретения
Сигнализирующее	устройство I	по	авт.
№ 1070489,	о	т	л и	ч а ю щ	е	е -
! тем, что,	с	целью	повышения	быст-

Claims (1)

1 Изобретение относитс  к электрическим измерени м и может быть использовано в устройствах допускового контрол  напр жени . Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  при внезапном исчезновении или значительном снижении контролируемого напр жени . На фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы его работы. Устройство содержит блок 1 управлени , первый вход которого  вл етс  входом контролируемого напр жени , а первый выход соединен с первым входом порогового блока 2, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами задающих генераторов 3 и 4, первый 5 и второй 6 элементы И, первый реверсивный счетчик 7, выходы которого соединены с входами соответственно дешифраторов В, 9, выходы которых соединены с установочными входами регистрирующего триггера 10 и первыми входами первого 5 и второго 6 элементов И соответственно вторые входы которых соединены с вторым выходом блока 1 управлени , а тре тьи входы - с первым и вторым выходами порогового блока 2 соответственно второй реверсивный счетчик Т1, третий 12 и четвертый 13 элементы И и первый 14 и второй 15 элементы ИЛИ, причем первые входы элементов И 12 и 13 соединены с первым и вторым выходами порогового блока 2 соответственно, вторые входы - с третьим выходом блока 1 управлени , а третьи - с выходами первого 8 и второго 9 дешифраторов соответственно, выход элемента И 5 соединен с входом пр мого, а элемента И 6 - с входом обратного счета реверсивного счетчика 11, выходы переполнени  и переноса которого соединены с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ 14, 15 соответственно , вторые входы которых соединены с выходами элементов И 12 и 13 соответственно, а выходы - с входами пр мого и обратного счета реверсивного счетчика 7, выход регистрирующего триггера 10 соединен с вторым входом блока 1 управлени , третий вход которого  вл етс  входом опорного напр жени  устройства. Устройство работает следующим образом . 8 На первый вход блока 1 управлени  поступает контролируемое напр жение и j синусоидальной формы, предварительно выпр мленное по двухполупериодной схеме, где сравниваетс  с заданным опорным напр жением посто нного тока Ujj, поступающим на другой вход бдока 1 управлени  (фиг. 2а). В результате сравнени  U и U блок 1 управлени  вырабатывает управл ющие импульсы (фиг. 26), которые через его первый выход поступают на первый вход порогового блока 2, на первом и втором выходах которого по вл ютс  соответственно пачки импульсов п с частозадающего генератора 3 ( фиг.2в) и п „ с частотой F задающего генератора 4 (фиг. 2г). Дпительность пачек t и i а следовательно , и количество импульсов n, Fit, к п f t определ етс  длительностью управл кицих импульсов , цоступакмцих из блока 1 управлени , которые завис т от величины контролируемого напр жени  U и опорного напр жени  U, . Величину опорного напр жени  U выбирают из такого расчета, чтобы при величине амплитуды контролируемого напр жени  U, равной амплитуде минимально допустимого значени  (Uj(), в каждом i-oM периоде измерени  количество импульсов п, в пачке t.; было равно количеству импульв пачке t„,, Это условие равсов П . в начлс . новеси  ДЛЯ синусоидального сигнала вьшолн етс , если прин ть УО U;,«HAa«-sinot, (1) где угол ci определ етс  отношением 90( + 1). Частота F задающего генератора 3 выбираетс  из услови  кодового числа реверсивного счетчика 7, на которое настроен дешифратор 8, и частоты f контролируемого напр жени  и. и определ етс  соотношением F 2Nf, Частота F задающего генератора 4 выбираетс  из услови  разрешающей сп-особности устройства, котора  зависит от частотных характеристик элеентов устройства, а также чувствительности и стабильности характеристик аналогового компаратора блока 1 ни  сигнализации t при внезапном исчезновении контролируемого напр жени , и определ етс  соотношением где К Гц -х с. Работа устройства основана на том принципе, что во врем  каждого периода сравнени  величины контролируе мого напр жени  U с опорным напр  жением U, в реверсивный счетчик 7 записываетс  разность д п между коли чеством неравнозначных по частоте импульсных посылок п и п , поступив ших соответственно на входы пр мого и обратного счета. При этом разность дп может измен тьс  от периода к периоду как по модулю, так и по знаку в зависимости от изменени  величины контролируемого напр жени  U.В этой св зи врем  накоплени  в реверсивных счетчиках 7, 11 заданной суммы или списани  ее имеет функциональную зависимость от величины контролируемого напр жени  U х. в режиме контрол , когда величина и X становитс  больше минимально допус тимого значени , в каждом i-ом периоде измерени  накопление суммы д п. происходит в последовательно соединенных первом и втором реверсивных счетчиках 7 и 11. Но в другом режиме контрол , когда U,, становитс  меньше Кмин суммы происходит толь ко из первого реверсивного счетчика 7 импульсами более высокочастотного задающего генератора 4 и сигнгшизаци  срабатьшает при его обнулении Это позвол ет значительно увеличить врем  анализа восстановлени  величины в допустимых пределах и обеспечить срабатывание сигнализатора при надежном восстановлении U и быстродействующую сигнализацию при снижении и ниже допустимого предела. Происходит это следукицим образом. Если относительно длительное врем  U и jjMHfton после каждого i-ro периода измерени  в реверсивных счет чиках 11 и 7 накапливаетс  сумма дт до тех пор, пока не вьшолнитс  условие дп. , M-N (5) где емкость счетчика 11; N - кодовое число счетчика 7, на которое настроен дешифратор 8 В момент вьтолнени  услови  (5) устройство сигнализирует о восстановлении и в допустимых пределах.При этом выходы порогового блока 2 подключаютс  к входам счетчика 7. При снижении контролируемого напр жени  до величины U U , п, п, и дп О и после каждого i-ro периода измерени  содержимое счетчика 7 уменьшаетс  на величину дп ,.до тех пор, пока не выполнитс  условие К, N - ЕГ л п. О в момент выполнени  услови  (6) устройство сигнализирует о снижении и ниже допустимого предела. Как ввдно из выражений (5) и (6), К К и, следовательно, времена срабатывани  сигнализатора Т в первом случае.и Т во втором случае при прочих равных услови х значительно отличаютс , так как 1 12Г- г2Тк где f - -частота контролируемого напр жени . Рассмотрим подробно работу схемы сигнализирующего устройства в двух оежимах. В 1-ом режиме работы исходным условием считаетс  положение, когда относительно длительное врем  имеет место соотношение U U HAOH- Сумма в счетчике 7 достигает кодового числа N, на которое настроен дешифратор 8, и на его выходе по вл етс  сигнал, устанавливан рий регистрирующий триггер 10 в положение, при котором с его пр мого выхода поступает сигнал Логическа  1 в блок 1 управлени , информирующий , что и JJ . При этом на втором управл к цем выходе блока 1 управлени  по вл етс  запрещающий потенциал, а на третьем управл ющем выходе - разрешающий. Тогда элементы И 5 и 6 закрыты, а элементы И 12 и 13 подготовлены к открытию, т.е. выходы порогового блока 2 подключены к входам реверсивного счетчика 7. Одновременно с выхода дешифратора 8 запрещакиций потенциал поступает на третий вход элемента И 5, не дава  озможности импульсам, поступающим первого выхода порогового блока 2, переполнить счетчик 7. Теперь задача /сигнализатора состоит в том, чтобы определ ть, когда и до какой степени контролируемое напр жение U станет меньше Процесс считывани  происходит по следующему алгоритму. Так как элемен И 6 закрыт,то сначала проход т только импульсы через элемент И 13 и эле мент ИЖ 15 на вычитающий вход реверсивного счетчика 7 и уменьшают его содержимое на величину п . При - этом на выходе дешифратора 8 восстанавливаетс  разрешакиций потенциал, который подготавливает элемент И 12, через который проходит на суммирующий вход счетчика 7 импу 1ьсна  после довательность п . Так как п о счетчик 7 оп ть заполн етс  до величины N и дешифратор 8 запрещающим потенциалом закрывает вход элемента И 12, не дава  оставшимс  от импульс ной последовательности п импульсам переполнить счетчик 7. Данный процесс продолжаетс  до те пор, пока не наступит момент (режим 2), при котором и xwHftO Р этом п Hj и йп принимает отрицательное значение. Следовательно, с каждым периодом измерени  содержимое счетчика 7 уменьшаетс  на величину дд, модуль которой становитс  тем больше, чем меньше величина контроли руемого напр жени  U,, но при внезап ном исчезновении U, содержимое ревер 7 списываетс  импул сивного счетчика сами высокой частоты F , которые поступают с заданзщего генератора 4 через элемент И 13 и элемент ИЛИ 15 на вход обратного счета реверсивного счетчика 7. Как только содержимое реверсивного счетчика 7 становитс  равным нулю , которое наступает при условии N -Е ДП. i:0 или N - 0, на выходе депшфратора 9 по вл етс  запрещак дий потенциал, который устанавлицает регистрирующий триггер 10 в состо ние, при котором на его пр мом выходе по вл етс  сигнал Логический О. Одновременно запрещающий потенциал с выхода дешифратора 9 поступает на входы элементов И 6 и 13. Информаци  об изменении состо ни  регистрирующего триггера 10 поступает на второй вход блока 1 управлени , на втором и третьем выходах которого по вл ютс  соответственно разрешающий и запрещающий потенциалы, которые поступают на входы соответственно элементов И 5, 6, 12, 13. Выходы порогового блока 2 через элементы И 5 и 6 подключаютс  к входам реверсивного счетчика 11, последовательно соединенного через элементы ИЛИ 14 и 15 со счетчиком 7. Теперь регистрирующий триггер 10 сохран ет свое состо ние, пока не произойдет, восстановление U до величины больше и ж нлв11 котором дп О, и в реверсивных счетчиках 11 и 7 не накопитс  сумма, удовлетвор юща  условию t ... ;...Г йП; M-N . Тогда на выходе дешифратора 8 по вл етс  сигнал, который устанавливает регистрирующий триггер 10 в противоположное состо ние. Таким образом, предлагаемое устройство имеет более высокое быстродействие при внезапном исчезновении или значительном снижении величины контролируемого напр жени  ниже допустимых пределов. Формула изобретени  Сигнализирующее устройство по авт. св. № 1070489, отличающеес   тем, что, с целью повьш1ени  быстродействи  сигнализации при внезапном исчезновении или значительном снижении контролируемого напр жени  ниже допустимых пределов, в него введен дополнительный задакндий генератор,выход которого соединен с дополнительным третьим входом порогового элемента .

в Циии i/not

i « t i I I I I I i I I I i I I 1

nniiiiiiiinniniiiiniiiiiniiiimmniiiimiiimiii

L/

I I I t I i I i I i I

JUUL

JiUiL

фщ.2