SU1504619A1 - Многоканальный измерительный стрелочный прибор - Google Patents

Abstract

Изобретение предназначено дл  измерени  величины посто нных токов и напр жений. Цель - повышение точности измерений за счет использовани  высокоточного преобразовател  угла поворота стрелки, а также двигател , схема управлени  которым имеет режим торможени . Дл  достижени  цели в многоканальный измерительный стрелочный прибор введены счетчик 2, формирователь 3 тактовых импульсов, цифроаналоговый преобразователь 4 и формирователь 5 трехфазного синусоидального сигнала, в каждый измерительный канал введены компаратор 8, резисторы 14-1, 14-2 и оптопары 13-1 13-2. Кроме того, имеютс  генератор 1 в каждом из N каналов, датчик положени  стрелки в виде сельсина 6, реверсивный двигатель 7, преобразователь выходного сигнала датчика положени  стрелки, преобразователь 10 входного сигнала, блок 12 определени  направлени  вращени  двигател , электрическа  схема которого дана в описании изобретени , ключи 15-1, 15-2 переменного тока, выполненные в виде диодного моста, управл ющий транзистор 16. Соотношение между точностью отслеживани  и устойчивостью системы регулируетс  длительностью импульса задержки на выходе ждущего мультивибратора 27. При уменьшении длительности импульса точность отслеживани  возрастает за счет уменьшени  зоны нечувствительности, но при достижении определенной длительности система тер ет устойчивость и переходит в автоколебательный режим. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

31504619

.{гель 10 входного сигнала, блок 12 оп- ределени  направлени  вращени  двигател , электрическа  схема которого да- дана в описании изобретени , ключи , 15-1, 15-2 переменного тока, вьшол- ненные в виде диодного моста, управл ющий транзистор 16, Соотнощение между иочностью отслеживани  и устойл

чивостью системы регулируетс  длитель-ю

ностью импульса задержки на выходе ждущего мультивибратора 27. При уменьшении длительности импульса точность отслеживани  возрастает за счет уменьшени  зоны нечувствительности, но при достижении определенной длительности система тер ет устойчивость и переходит в.автоколебательный режим. 1 3.п. ф-лы, 2 ил. I

Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  измерени  величины посто нных токов и напр жений.

Целью изобретени   вл етс  повыше- ние точности измерений за счет использовани  высокоточного преобразогг вател  угла поворота стрелки, а так же двигател , схема управлени  которым имеет режим торможени .

На представлена структурна  схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы его работы.

Многоканальный измерительный стрелочный прибор содер дсит генератор 1 соединенный через счетчик 2 с входом формировател  3 тактовых импуль сов, Выходы счетчика подключены также к входам цифроаналогового преобразовател  А и к входам формировател  5 трехфазного синусоидального сигнала , В каждом канале устройство содержит датчик положени  стрелки, выполненный в виде сельсина 6,, на ось которого насажена стрелка, реверсив- ного двигател  7,.входы трехлучевой обмотки сельсина соединены с выходами формировател  5 трехфазного синусоидального сигнала, а выход однолу- чевой обмотки соединен с входом пре- образовател  выходного сигнала датчика положени  стрелки, выполненного в виде последовательно соединенных первого компаратора 8 и В триггера 9, S-вход которого соединен с выходом формировател  3 тактовых импульсов, Входные клеммы устройства через преобразователь 10 входного сигнала соединены с первым входом второго компаратора 11, второй вход которого подключен к выходу цифроаналогового п{)еобразовател  4, а выход - к первому входу блока 12 определени  направлени  вращени . Второй вход блока 12

соединен с выходом преобразовател  выходного сигнала датчика положени  стрелки, а его выходы соединены с диодами двухтранзисторных оптопар 13-1 и 13-2. Транзистор каждой оптопары подключен к базозмиттерному переходу , а резисторы 14-1 и 14-2 - к ба- зоколлекторным переходам управл ющих транзисторов соответствующих.ключей 15-1 и 15-2 переменного тока, каждый из которых выполнен в виде диодного моста, э диагональ Kotoporo включен управл ющий транзистор 16. Выходы ключей 15-1 и переменного тока соединены с обмотками 17 реверсивного двигател  7 переменного тока, между которыми включен фазоедвигающий конденсатор18, при этом обмотки 17 соединены между собой и подключены к первой входной клемме 19 переменного тока, при этом втора  клемма 19 переменного тока соединена с входами ключей 15-1 и 15-2 переменного тока,

Блок 12 определени  направлени  вращени  двигател  содержит элемент ИЛИ 20, элементы И 2J-24, триггер 25 направлени , триггер 26 торможени  и ждущий мультивибратор 27, вход которого соединен с D-входом триггера 26 торможени , с выходом элемента ИЛИ 20 и с первыми входами элементов И 21, 22. Второй вход элемента И 21 соединен с первым входом элемента ИЛИ 20 и с выходом второго компаратора 11, второй вход элемента И 22 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 20 и-с выходом преобразовател  выходного сигнала датчика положени  стрелки. Выход элемента И 21 подключен к S-входу, а выход элемента И 22 - к R-входу триггера 25 направлени , выход которого соединен с первым и вторым входами элементов И 23 и 24, вторые входы которых подклю-

5150

чены к пр мому выходу триггера 26 тормо: сени , а выходы - к входам первой,,и второй оптопар 13-1 и 13-2, При этом С-вход триггера 26 тормо- жени  соединен с выходом ждущего мультивибратора 27.

Устройство работает следующим образом .

Генератором I вырабатываютс  высокочастотные импульсы, которые поступают на счетный вход счетчика 2 и далее на входы формировател  5 трехфазного синусоидального сигнала, со- держащего три элемента ПЗУ,.в кото- рых записаны коды синусоиды, сдвинутые друг относительно друга на I20, и три цифроаналоговых преобразовател , преобразующие коды соответствуг ющих ПЗУ в синусоидальные сигналы. Питание трехлучевых обмоток сельсинов 6 всех каналов осуществл етс  от формировател  5, Сельсин 6 работает в режиме фазовращател , в св зи с чем фаза выходного сигнала однолучевой г: обмотки первого компаратора 8 пропорциональна углу поворота ротора с ель- сина б.

Тактовым импульсом, (фиг.2а) форми- ровател  3 тактовых импульсов триггер 9 устанавливаетс  в единичное состо ние , а по фронту нарастани  с выхода первого компаратора 8 -г в нулевое состо ние . Следовательно, длительность единичного импульса (фиг.2г) на пр мом выходе триггера 9 пропорциональна углу поворота ротора сельсина 6,

Выходные сигналы счетчика 2 посту- пают также на цифровые входы цифро- аналогового преобразовател  4, на выходе которого вырабатьюаетс  линейно нарастающее напр х ение (фиг,26) в диапазоне от -1 до 11 В, Входной сигнал преобразуетс  преобразователем 10 входного сигнала в сигнал напр жени  в диапазоне 0-10 В. Вторым компаратором 11 осуществл етс  сравнение линейно нарастающего напр жени , пропорционального входному сигналу. Длительное Tij единичного сигнала (фиг.2в) на вБйссде второго компаратора 11 пропорциональна сумме напр жений Ug+Ug, где и - минималь- ное значение напр жени  на выходе цифроаналогового преобразовател  4}

Н

вх.

- напр жение на выходе преобразовател  10 входного сигнала.

96

Управление реверсивным двигателем 7 осуществл етс  следующим образом .

В исходном состо нии управл ющие транзисторы диодных ключей 15-1 и 15-2 переменного тока открыты за счет протекани  базового тока через резисторы 14-1 и 14-2, за счет чего оба диодных ключа переменного тока открыты. Через каждую обмотку i 7 реверсивного двигател  7 протекают ток в фазе с входным напр жением и ток, сдвинутый на 90 относительно входного напр жени  Такое питание двигател  обеспечивает надежный режим торможени . При открытии одного из транзисторав: оптопар закрываетс  соответствующий диодный ключ и дви- гатель вращаетс  в заданн то сторону, В случае открыти  другого транзистора оптопар закрываемс  другой диодный ключ переменного тока, а двигатель 7 переменного тока вращаетс  в противоположную сторону.

Выбор режимов работы электродвигател  (в ращение влево, врапгение вправо или торможение) осуществл етс  блоком 12 определени  направлени  вращени  двигател . На выход блока 12 с частотой измерени  угла поворота поступают импyJ ьcы с второго компаратора II и триггера 9 (фиг,2в, г), начало которых совпадает, а длительность в одном случае пропорциональна уровню входного сигнала, в другом случае пропорциональна углу поворота стрелки. Длительности импульсов сравниваютс  элементом ИЛИ 20, и выраба- тьгоаетс  импульс длительностью ut (фиг.2д), которым через один из открытых элементов И 21 и 22 триггер 25 направлени  устанавливаетт с  Б нулевое или единичное состо ние, тем самым через открытые элементы И , 23 и 24 подаетс  управл ющий сигнал на светодиоды оптопар 13-1 и 13-2 дл  включени  режима вращени  ревер : сивного двигател  7 влево или вправо. При этом триггер 26 торможени  находитс  в единичном состо нии и своим единичньм сигналом (фиг.2з) не преп тствуют управлению реверсивным дви- .ателем 7 в режиме вращени . Если же длительность ut импульса с выхода элемента ИЛИ 20 (фиг. 2в) меньше длительнбс ти импульса задержки (фиг.ж), батываемого на выходе ждущего муль- .тйвибратора 27, то фронтом спада

импульса задержки триггер 26 торможени  устанавливаетс  в О (фиг,2з) так как в данный момент на D-входе триггера присутствует нулевой сигнал (фиг52в). Нулевым потенциалом с :выхода триггера 26- торможени  запре- ;щаетс  прохождение через элементы И ; 23 и 24 управл ющих сигналов, на све тодиоды оптопор 13 и 13-2, Реверсив ный- двигатель 7 переходит в режим торможени 

Соотношение между точностью отслеживани  и устойчивостью системы урегулируетс  длительностью импульса задержтги на выходе ждущего мультивибратора 27„ При уменьшении длительности импульса точность отслеживани  возрастает за счет уменьшени  зоны нечувствительности, но при до- ,стижении определенной длительности система тер ет устойчивость и переходит в автоколебательный режим. Формулам зобре тени  

Claims (2)

1. Многоканальный измерительньм стрелочный прибор, содержащий генератор , в каждом из п каналов датчик положени  стрелки, р.еверсивкый двигатель , кинематически св занный со стрелкой и датчиком положени  стрел- - ки, преобразователь выходного сигнала датчика положени  стрелки, прео бра- зователь входного сигнала, блок определени  направлени  вращени  двигател , первьш вход которого соединен с выходом преобразовател  выходного сигнала датчика положени  стрелки и два клоча переменного тока, вьпюлнен- ные в виде диодного моста, в диагональ которого включен управл ющий транзистор, о тличающийс  TeMj что, с делью повышени  точности измерений, в него введены последовательно соединенные счетчик и формирователь тактовых импульсов, цифроана логовый преобразователь и формирователь трехфазного синусоидального сигнала , а в каждый измерительный канал введены первый компаратор, два

резистора и две оптопары, при этом вход c4;j гчика-подключен к выходу генератора , а его выходы соединены с входами цифроаналогового преобразовател  и с входами формировател  трех- - фазного синусоидального сигнала первый вход первого компаратора подклю-Г| чей к выходу преобразовател  входно- го сигналаS второй вход - к выходу цифроаналог ового преобразовател ,.

Q

з 0

5 Q Q

5

50

5

а выход .- к второму входу блока определени  направлени  вращени , транзистор каждой оптопары подключен к базоэмиттерному переходу, а резистор - к базоколлекторному переходу управл ющего транзистора соответствующего ключа переменного тока, выходы ключей переменного тока, соединены С обмотками реверсивного двигател  переменного тока, между которыми включен фазосдвигающий конденсатор, при этом вышеупом нутые обмотки реверсивного двигател  соединены между собой и подк.гаочены к первой входной клемме переменного тока, втора  клемма переменного тока соединена с входами ключей переменного тока, датчик положени  стрелки выполнен в виде сельсина, на оси которого установлена стрелка, причем входы трехлучевой обмотки сельсина подключены к выходам формировател  трехфазного сигнала , а выход однолучевой обмотки сельсина подключен к входу преобразовател  выходного сигнала датчика положени  стрелки, вьшолненного в виде последовательно соединенных второго компаратора и D-триггера, S-вход которого соединен с выходом формировател  тактовых импульсов.

2. Прибор по п. 1, отличающийс  тем, что блок определени  направлени  вращени  двигател  содержит элемент ИЛИ, четыре элемента И, триггер направлени , триггер торможени  и ждущий мультивибратор, вход которого соединен с D-входом триггера торможени , с выходом элемента ИЛИ и с первьй и входами первого и второго элементов И, второй вход первого элемента И соединен с первым входом элемента ШШ и с выходом компаратора, второй вход В торого элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ и с выходом преобразовател  вьпсод- ного сигнала датчика положени  стрелки , выход первого элемента И подключен к S-входу, а выход второго элемента И - к R-входу триггера направлени , выход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И вторые входы которых подключены к пр мому выходу триггера торможени , а выходы - к входам первой и второй оптопар соответственно, при этом С-вход триггера торможени  соединен с выходом  эдущегО мультивибратора .

z .

LJ

фиг. 2

L