Устройство для индикации

Устройство для индикации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СтСС;т:р:, -, МАТЕЯ,;, ОП АНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик ои734755

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЯЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Запвлено 03.01.78 (21) 2566740/18-24 (5()М. Кл.

G 06 К 15/18 с присоединением заявки ¹

Гасударственный комитет (23) Приоритет

Опубликовано 15.05.80. Бюллетень №18 (53) УДК 681. - 27. .11(088.8) по делам изобретений н открытии

Дата опубликования описания 18.05.80 (72) Авторы изобретения

А. Н. Горбунов, Е. А. Евсеев и A. С. Чередниченко (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДИКАЦИИ а/

Устройство для индикации относится к приборостроению и может быть применено в приборах контроля и измерения параметров.

Известны устройства для индикации, которые являются электронными устрой5 ствами и обладают высокой точностью

И.

Однако они не обеспечивают индикации тенденции изменения параметра, поэта тому для ее определения оператору приходится останавливать внимание на индикаторе, чтобы определить, в какую сторону изменяются значения параметра. 3ro требует значительной затраты времени на контроль и тем больше, чем медленнее изменяется параметр.

Известны устройства для индикации, которые обеспечивают индикацию тенденции изменения изменяемого параметра 33.

Наиболее близким техническим решением к данному является устройство для индикации, которое содержит дешифратор, подключенный к регистру, ключи, соедиценные с индикаторными элементами, диоды, логические элементы, реверсивнт1,. распределитель импульсов, блок сравнения, элементы И, триггер, блок задержки.

Общие электроды индикаторных элементов объединены в группы, выходы которых подключены ко входам соответствующих ключей и анодам диодов. Катоды диодов подключены к выходу общего ключа. Один вход общего ключа подключен к шине питания, а другой - к одному выходу блока сравнения. Другие входы блока сравнения подключены ко входам триггера. Выходы триггера соединены со входами реверсивного распределителя импульсов. Выходы реверсивного распределителя импульсов соединены с одними входами соответствующих ключей. Другие входы ключей подключены к шине питания. Вход реверсивного распределителя импульсов соединен со входом генератора. Одна группа входов блока сравнения подключена к выходу приемного регистра. Другая группа входов блока сравнения подключена к вы4755

5 0

3 (8 ходам регистров переписи. Входы регистров переписи подсоединены к выходам одних элементов И. Первые входы одних элементов И соединены с выходами приемного регистра, а вторые - со входом блока задержки. Выход блока задержки соединен с первыми входами других элементов И. Вторые входы других элементов И подключены ко входам устройства.

Работает известное устройство для индикации следующим образом.

На приемном регистре записывается .код, соответствующий значению измеряемого параметра в предшествующий цикл измерения. В соответствии с значением этого кода с дешифратора на вход соответствующего ключа поступает сигнал, засвечивается подключенный к его выходу светодиод, и через элементы НЕ» и диоды подаются сигналы на входы всех предыдущих ключей, высвечивая в виде столбика все нижерасположенные светодиоды. По высоте этого столбика относительно шкалы индицируется значение параметра. Записанный в регистре код подается также на входы блока сравнения.

С приходом сигнала "Перепись" после завершения очередного цикла измерения элементы И открываются и код предшествующего цикла измерения поступает в регистры переписи, а оттуда — на входы блока сравнения. Величина задержки блока задержки выбирается больше длительности сигнала Перепись", поэтому после окончания сигнала переписи соответствующие элементы И закрываются, а другие элементы И открываются и информация нового цикла измерения записывается в приемный регистр. Далее информация поступает на одни входы блока сравнения, а через дешифратор высвечивает новое положение указывающего столбика из светодиодов.

При возрастании измеряемого параметра, т. е. когда значение кода нового цикла больше, «ем в предшествующем цикле, сигнал появляется на значащем выходе Больше блока сравнения,. устанавливая триггер в единичное положение.

Триггер включает распределитель в прямом направлении, и импульсы с выхода генератора поступают последовательно на выходы распределителя. При этом ключи попеременно открываются и питание подается HB группы светодиодов снизу вверх, обеспечивая "бег" .светового столбика снизу вверх.

ЗО

При убывании измеряемого параметра осуществляется работа аналогично, но сигнал блока сравнения поступает на выход Меньше блока сравнения и подключение групп светодиодов осуществляется в обратной последовательности, обеспечивая бег светового указателя сверху вниз, т. е. индицируется убывание параметра.

При неизменном значении параметра коды на входах блока сравнения равны и сигнал поступает на нулевой выход блока сравнения, благодаря чему открывается общий ключ и питание подается на все три группы светодиодов, что обеспечивает немигающее свечение столбика в пределах индицируемого уровня, а следовательно, индицируется постоянство параметра.

Однако данное устройство характеризуется недостаточной точностью индикации, обусловленной большим шагом дискретности шкалы. Е1ена делений шкалы определяется количеством элементов индикации. При уменьшении шага дискретности шкалы возрастают .ее размеры и увеличивается количество элементов индикации. При увеличении точности индикации устройства в N раэ количество элементов индикации соОтветственно увеличивается в N раз. Увеличение размеров шкалы, связанное с уменьшением шага дискретности (повышением точности), может быть ограничено приемлемыми(допустимыми) размерами конструкции. Устройство характеризуется также ограниченным классом решаемых задач за счет недостаточно высокой точности измерения. Устройство не может быть использовано в качестве измерителя изменяемого параметра. Наличие шкалы с отсчетом в одну сторону от нулевого значения не позволяет использовать устройство для измерения тех параметров, величина которых может изменяться в разные стороны от нулевого значения Кроме того требуется относительно большое время контроля изменения параметра. Считывание величины параметра по делениям шкалы занимает относительно большое время.

Для определения тенденции изменения параметра оператору нужно сосредотачивать внимание иа определении направления

"бега светового столбика, «то требует дополнительных затрат времени.

Цель изобретения - расширение области применения за счет дискретного метода измерения параметра.

5 734755

Устройство для индикации содержит

55 индикаторные элементы цифрового табло 1, индикаторные элементы 2, генера тор 3 импульсов, генератор 4 тактовых импульсов, реверсивный счетчик 5, счетПоставленная цель достигается тем, что устройство содержит пять элементов

И, два элемента ИЛИ, четыре триггера, генератор тактовых импульсов, реверсивный счетчик, причем поразрядные входы реверсивного счетчика подключены к выходам элементов И группы, а информационный вход подсоединен к выходу первого элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами первого и. второго элеметов И, первые входы которых подключены к выходу генератора импульсов, а вторые - к выходам первого и второго триггеров соответственно, один вход

15 первого триггера подсоединен к первому выходу генератора тактовых импульсов, s второй - ко второму выходу генератора тактовых импульсов, первый выход генератора тактовых импульсов связан

20 с первыми входами третьего, четвертого и пятого элементов И, второй вход третьего элемента И подсоединен к выходу элемента НЕ, вход которого связан с выходом реверсивного счетчика и вто25 рым входом четвертого элемента И, а также первым входом третьего триггера, второй вход которого соединен с первым входом четвертого триггера, входом генератора тактовых импульсов и выходом элемента задержки, выход третьего триггера подключен ко второму входу пятого элемента И, выход которого соединен со вторым входом четвертого триггера, прямой и инверсный выкоды — 35 котррого подсоединены к управляющим входам реверсивного счетчика и первому входу счетчика, второй вход которого и первый управляющий вход первого регистра соединены с выходом второго элемента ИЛИ, первый и второй входы ., которого подключены к выходу второго триггера и четвертого элемента И соот ветственно, выход счетчика подсоединен ко второму входу первого регистра, à 45 вход счетчика контроля соединен с вы ходом второго элемента И, первый вход второго триггера подсоединен к выходу

:третьего элемента И, а его второй вход соединен с выходом реверсивного счет чика.

На чертеже приведена блок-схема устройства для индикации. чик 6, осущестьпяющий функции контроля, регистры 7 — 8, блок 9 сравнения, дешифратор 10, триггеры 11 - 14, элемен« ты 15 - 19 И, группу элементов 20-!

-20дИ, элементы 21 - 22 ИЛИ, элемент

23 НЕ, элемент 24 задержки.

Выход генератора 3 импульсов подключен к первым sxonaM элементов 1516 И, другие входы которык подключены к единичным выходам триггеров 11 - 12 соответственно. Единичный вход триггера ll подключен к первому выкоду начало" генератора 4 тактовых импульсов, нулевой вход соединен с первыми входами элементов 17 - 19 И и подключен к ко второму выходу конец генератора тактовых импульсов. Вход генератора 4 тактовых импульсов подключен к выходу элемента 24 задержки и нулевым входам триггеров 13 - 14. Единичный вход триггера 14 соединен с выходом элемента 19 И, Второй вход элемента 19 И подключен к единичному выходу триггера

13. Единичный вход триггера 13 подклю чен к выходу реверсивного счетчика 5, ко второму входу элемента 18 И, к нулевому входу триггера 12 и через элеМ8НТ 23 НЕ - ко второму входу элемен та 17 И. Выход элемента 17 И соединен с единичным входом триггера 12.

Единичный выход триггера 14 подключен ко входу вычитания, а нулевой выход— ко входу сложения реверсивного счетчика

5 и к знаковому разряду счетчика 6 конт» роля. Вход сброса счетчика 6 контроля соединен с управляющим входом регистра

7 и подключен к выходу элемента 22

ИЛИ. Первый вкод элемента 22 ИЛИ под ключен к единичному выходу триггера 12, а второй - к выходу элемента 18 И. Информационный код счетчика 6 контроля соединен с выходом элемента 16 И. IIo» разрядные выходы счетчика 6 контроля подключены к соответствующим входам регистров 7 — 8, при этом знаковый разряд счетчика 6 подключен к регистру

8 и не подключен к регистру 7. Вход

Перепись" устройства подключен к управляющему входу блока 9 сравнения, выходы которого подключены к индикаторным элементам 2. Аноды индикатор ных элементов 2 подключены к шине питания. Выходы регистра 7 подключены к соответствующим входам блока 9 сравнения, другие входы которого подключены к соответствующим выходам регистра 8., Другие выходы регистра 8 подключены ко входам дешифратора 10. Выходы дешиф»

7 ? 34755

L ратора 10 подключены к индикаторным и элементам цифрового табло 1. Вход зле- и мента 24 задержки соединен со входом н

Перепись устройства, с управляющим р входом регистра 8 и с объединенными т входами группы элементов 20 -20 И.

Вторые входы группы элементов 20, 20 И подключены ко входам устройства.

Поразрядные входы реверсивного счетчика

5 подключены к выходам группы злемен1п к тов 20< - 20 И, а информационный вход подключен к выходу элемента 21

ИЛИ.. Первый вход элемента ИЛИ подключен к выходу элемента 15 И, а второйк выходу элемента 16 И.

15 4Примем состояние триггеров, при котором на единичном выходе разрешающий потенциал, за единичное, а состояние, при н котором на нулевом выходе разрешающий

2О в потенциал, за нулевое. в

Работает устройство следующим обра- . м зом.

B начальный момент счетчики 5 -6 регистры 7-8, триггеры 11-14 установ- i 25 лены в исходное состояние, при атом элементы 15 - 16 И закрыты запрещающими потенциалами с единичных выходов триггеров 11 - 12 соответственно. На входе сложения" реверсивного счетчика 5 уста-30 п навливается разрешающий потенциал нулевого выхода триггера 14, этот же сигнал поступает на знаковый разряд счетчика 6 контроля. Генератор 4 тактовых импульсов настроен на номинальное значение измеря-з5 емого параметра. На входы группы элементов 20» -20 И поступает код измеряемо го параметра. с

По сигналу "Перепись", поступающему

KB объединенные входы группы элементов 4О

201 — 20 И, в реверсивныи счетчик 5 записывается код, соответствующий значению измеряемого параметра. На входах в блока 9 сравнения сигналы будут равны, д так как счетчик 6 контроля и регистры 5 в

7, 8 находятся в нулевом (исходном)сос- п тоянии. Следовательно, на выходах блока ч

9 сравнения разрешающие сигналы отсут- к ствуют и индикаторные элементы 2 не д светятся. На цифровом табло 1 индицируется нулевое показание измеряемого пара- с метра. Через время задержки, определяе- н мое элементом задержки 24, сигналом

Перепись" подтверждается нулевое (исходное) состояние триггеров 13 - 14 и

55 . запускается генератор 4 тактовых импульсов,с первого выхода которого на единичный вход триггера 11 поступает имульс, определяющий начало измерения араметра. При этом триггер 11 устаавливается в единичное состояние. Раз. ешающий потенциал единичного выхода риггера 11 открывает элемент 15 И импульсы с выхода генератора 3 имульсов через элемент 15 И и элемент

1 ИЛИ начинает поступать на информационный вход реверсивного счетчиа 5, который заполняется с учетом несенного в него кода до переполнения.

Если время переполнения счетчика 5 учетом внесенного кода больше интерала времени, задаваемого генератором тактовых импульсов и определяющего оминальное значение измеряемого параетра, то импульс со второго выхода геератора 4 тактовых импульсов, соответтвующий концу интервала, устанавливает нулевое состояние триггер 1 1 и откры> ает элемент 17 И, открытый по второу входу высоким потенциалом выхода элемента 23 HE. Выходной импульс элеента 17 И устанавливает в единичное остояние триггер 12. При установке в нулевое состояние триггера 1 1 закрыается элемент 15 И. При установке в диничное состояние триггера 12 разреающий потенциал с его выхода постуает через элемент 22 ИЛИ на управлящий вход регистра 7 и на вход сброса четчика 6, При появлении высокого поенциала на выходе элемента 22 ИЛИ по переднему фронту) в регистр 7 пееписывается содержимое счетчика 6 в данном случае подтверждается нулеое состояние регистра 7) и производитя сброс счетчика 6. При этом сброс четчика 6 производится с некоторой адержкой на время переписи его содер« жимого в регистр 7. При установке в диничное состояние триггера 12 открыается элемент 16 И и импульсы с выхоа генератора 3 начинают поступать на ход счетчика 6 контроля, работающего о заднему фронту входного импульса, и ерез элемент 21 ИЛИ вЂ” на вход счетчиа 5. Счетчик 5 продолжает заполняться о переполнения. Импульс переполнения четчика 5 устанавливает в единичное остояние триггер 1 3 и в нулевое состояие триггер 12. При установке в нулевое состояние триггера 12 закрывается элемент 16 И и прекращается поступление импульсов с выхода генератора 3 на входы счетчиков 5 — 6. При установке в единичное состояние триггера 13 элемент

19 И остается закрытым благодаря на734755

11 и открывает элементы 1 г и 19 И.

Выходными сигналами элементов 17 и

19 И устанавливают в единичное состояние триггер 12, высокий потенциал его выхода через элемент 22 ИЛИ поступает на управляющий вход регистра

7 и на вход сброса счетчика контроля

6. При этом в регистр 7 переписывается содержимое счетчика 6 (результат предыдущего цикла измерения), a затем сбрасывается счетчик 6. При установке в нулевое состояние триггера 11 закрывается элемент 15 И. При установке в единичное состояние триггера 14 на входе сложения счетчика 5 появляется запрещающий потенциал, а на входе вычитания - разрешающий потенциал. Разрешающий потенциал выхода триггера 12 открывает элемент 16 И, после .чего импульсы с выхода генератора 3 начинают поступать через элемент 16 И и элемент 21 ИЛИ на вход счетчика 5, работающего теперь на вычитание до обнуления. Одновременно импульсы генератора поступают на вход счетчика 6, подсчитывающего импульсы, количество которых пропорционально величине отклонения измеряемого параметра от номинального значения. После обнуления счетчика 5 устанавливается в нулевое сос» тояние триггер 12, закрывается элемент

16 И и прекращается поступление импульсов генератора на входы счетчиков 5 - 6.

С приходом очередного сигнала Перепись" заносится новое значение кода в счетчик 5, переносится содержимое счетчика 6 в регистр 8 (результат измерения нового цикла измерения) и производится сравнение кодов, записанных в регистре 8 и в регистре 7 (результат измерения предше т .ующего цикла измерения).

Через время задержки, определяемое эле» ментом 24 задержки, устанавливаются в исходное состояние триггеры 13 и 14 и запускается генератор 4 тактовых импульсов. На цифровом табло 1 высвечивается информация (со знаком минус) о величине отклонения измеряемого параметра от номинального значения. Одновременно засвечивается один иэ двух индикаторных элементов 2, расположенный над цифровым табло 1 или под ним, в зависимости от значения кодов, сравниваемых блоком 9 сравнения. Начинается новый цикл измерения.

Если время переполнения счетчика 5 с учетом внесенного кода равно интервалу времени, задаваемому генератором 4 личию низкого потенциала на входе, подключенном к выходу генератора 4 тактовых импульсов.

С приходом второго сигнала Перепись" в реверсивный счетчик 5 снова записывается код, соответствующий текущему значению измеряемого параметра.

При поступлении сигнала "Перепись на управляющие входы регистра 8 и блока

9 сравнения происходит перепись содер- о жимого счетчика 6 контроля в регистр

8 (по переднему фронту сигнала) и сравнение кодов записанных в регистрах 7 и 8 (по заднему фронту сигнала). При переписи содержимого счетчика 6 в регистр 8 на индикаторных алементах цифрового табло 1 высвечивается информация (со знаком плюс) о величине отклонения измеряемого параметра от номинального значения. В результате сравнения кодов двух регистров разрешающий сигнал появляется на первом выходе блока 9 сравнения (так как в регистре

7 записан нулевой код). При этом засвечивается индикаторный элемент 2, распо- 25 ложенный над цифровым табло 1. QpyroA индикаторный элемент 2, расположенный под цифровым табло 1, остается незасве.ченным. Одновременно сигнал "Перепись задержанный алементом 24 задержки, ус- зо танавливает в нулевое состояние триггер

13, подтверждает нулевое состояние триггера 14 и поступает на вход генератора

4 тактовых импульсов, который выдает по первому выходу сигнал, соответствую- 55 щий началу интервала, после чего начи.нается следующий цикл измерения.

Если время переполнения счетчика 5 с учетом внесенного кода меньше интер40 вала времени, задаваемого генератором

4. тактовых импульсов, то импульс переполнения счетчика 5, подтверждает нуле-. вое состояние триггера 12 и устанавливается в единичное состояние триггер 13, 45 разрешающий потенциал выхода которого открывает по первому входу элемент 19

И, закрытый по второму входу запрещающим потенциалом второго выхода генера» тора 4 тактовых импульсов. При атом после переполнения счетчик 5 начинает вторично заполняться импульсами генератора, поступающими на информационный вход через элемент 15 И и элемент 21

ИЛИ. По окончании интервала времени, 5 5 формируемого генератором 4 тактовых импульсов, импульс со второго выхода генератора 4 тактовых импульсов устанавливает в нулевое состояние триггер

734755

<и

20 тактовых импульсов, что соответствует нулевому отклонению измеяемого чараметра от номинального значения, то элемент 17 И не открывается, триггер 12 в единичное состояние не устанавливается и элемент 16 И остается закрытым.

Импульсы генератора на счетчик 6 контроля не поступают. При совпадении во времени сигнала с генератора 4 тактовых импульсов и сигнала переполнения счетчика 5 открывается элемент 1 8 И, Выходной импульс элемента 18 И поступает через элемент 22 ИЛИ на управляющий вход регистра 7 и на вход сброса счетчика 6. В регистр 7 переносит ся содержимое счетчика 6 после чего счетчик сбрасывается. С приходом сигнала "Перепись" в счетчик 5 заносится новое значение кода, а в регистр 8 переносится нулевой код счетчика 6. На цифровом табло 1 высвечивается нулевой код. В результате сравнения кодов регист .ров 7 и 8 разрешающий потенциал появляется на втором выходе блока 9 сравнения . Засвечивается индикаторный элемент 2, расположенный под цифровым табло 1.

Таким образом, в процессе измерения контролируемого параметра на цифровом табло 1 высвечивается информация (со знаком плюс или минус) о величине отклонения измеряемого параметра от номинального значения, индикаторные элементы 2 показывают направление изменения (тенденцию) параметра. При возрастании параметра, то есть значения кода нов

ro цикла, больше, чем в предыдушем цикле, засвечивается индикаторный элемент 2, расположенный над цифровым табло 1, а при убывании параметра засвечивается индикаторный элемент 2, расположенный под цифровым табло 1. При неизменном значении измеряемого параметра индикаторные элементы 2 не засвечиваются.

Конструктивные особенности предлага емого технического решения позволяют повысить точности индикации за счет дис кретного метода измерения изменения параметра. Дискретность измерения определяется периодом следования импульсов генератора эталонной частоты. При увеличении точности индикации на один .! порядок количество элементов индикации увеличивается на один элемент цифровог табло, что не приводит к существенному увеличению размеров конструкции».

Кроме того. расширяется класс решаемых задач эа счет более высокой точ12 ности измерения параметра. Устройство может использоваться не только в качестве индикатора, но и измерителя измеряемого параметра, осуществляющего измерение с высокой точностью. Устройство также может производить измерение параметров, величина которых изменяется в разные стороны, относительно нулевого значения, с соответствующим знаком, а также уменьшается время контроля параметра за счет представления информации в цифровой форме,. и время определения тенденции изменения за счет загорания одного или другого индикаторного элемента, расположенных соответственно над цифровым табло или под ним.

Формула изобретения

Устройство для индикации, содержащее два регистра, блок сравнения,. дешиф» ратор, индикаторные элементы, сигнализирующие элементы, группу элементов

И, элемент задержки, генератор импуль-сов и элемент НЕ, причем выход первого регистра подсоединен к первому вхо» ду блока сравнения, выход второго регистра подключен ко второму входу блоЗО ка сравнения, выход второго регистра соединен со входом дешифратора, выход которого соединен со входом индикаторных элементов, выходы блока сравнения подсоединены ко входам сигнализирую35 щих элементов, другие входы которых объединены и подсоединены к источнику питания, вход перезаписи устройства связан со входом элемента задержки, с пер4О выми входами элементов И группы, и первым входом второго регистра и третьим входом, блока сравнения, вторые входы элементов И группы подключены ко входам устройства, o T л H ч а ю щ е—

45 е с я тем что с целью расширения обt 3 ласти применения эа счет дискретного метода измерения параметра, оно содержит пять элементов И, два элемента

ИЛИ, четыре триггера, генератор такто50 вых импульсов, реверсивный счетчик, причем поразрядные входы реверсивного счетчика подключены к выходам элементов И группы, а информационный вход подсоединен к выходу первого элемента

ИЛИ входы которого соединены с выхо55 . ° дами первого и второго элементов И, первые входы которых подключены к выходу генератора импульсов, а вторыек выходам первого и второго триггеров

7347 соответственно, один вход первого триг- гера подсоединен к первому выходу генератора тактовых импульсов, а второй ко второму выходу генератора тактовых импульсов, первый выход генератора тактовых импульсов связан с первыми входами третьего, четвертого и пятого элеме*тов И, второй вход третьего элемента И подсоединен к выходу элемента НЕ, вход которого связан с выходом реверсив-io ного счетчика и вторым входом четвертого- элемента И, а также первым входом третьего триггера, второй вход которого соединен с первым входом четвертого триггера, входом генератора тактовых импульсов и выходом элемента задержки, выход третьего триггера подключен ко второму входу пятого элемента И, выход которого соединен со вторым входом четвертого триггера, прямой и инверсный 20 выходы которого подсоединены к управляющим входам реверсивного счетчика и

55 14 первому входу счетчика, второй вход которого и первый и управляющий вход первого регистра соединены с выходом вто.рого элемента ИЛИ, первый и второй входы которого подключены к выходу второго триггера и четвертого элемента И соответственно, выход счетчика подсоединен ко второму входу первого регистра, а вход счетчика контроля соединен с выходом второго элемента И, первый вход второго триггера подсоединен к выходу третьего элемента И, а его второй вход соединен с выходом реверсивного счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.. Авторское свидетельство СССР

No 318968, кл. G 06 К 15/18, 24,01.72.

2. Авторское свидетельство СССР

% 488235, кл. G 06 К 15/18, .02.76 (прототип).