книги из ГПНТБ / Основы теории и конструкции контрольно-проверочной аппаратуры авиационных управляемых ракет учебник

Для управления последовательностью выполнения операций с дешифратором применяется следующее устройство (рис. 2.43). Запуск устройства производится подачей напряжения на реле Р 1 . Через его замкнувшиеся контакты команды поступают на первую группу исполнительных элементов. После срабатывания этих эле­ ментов на вход дешифратора поступает код для включения ре­ ле Р 2 . После срабатывания этого реле цепь питания реле Р 1 раз­ рывается и команды с дешифратора поступают на вторую группу исполнительных элементов. В дальнейшем устройство работает аналогично.

§ 11. КОММУТАТОРЫ

Коммутатором называется устройство с п входами и т выхо­ дами, обеспечивающее необходимое количество связей между за­ данными программой контроля входами и выходами. По своей конструкции коммутаторы подразделяются на электромеханиче­

щим образом. На один из входов ключа подается коммутируемый сигнал, на второй вход — команда с устройства управления после­ довательностью выполнения операций проверки. При поступлении

ние последними производится через специальные схемы управле­ ния. Рассмотрим основные типы ключей, используемых в комму­ таторах АСК.

Шаговый искатель (рис. 2.46) работает следующим образом. При посылке в электромагнит I импульса тока якорь 2 переме-

71

щает на один зуб храповое колесо 3 и щетка 4 переходит на сле­ дующую ламель 5 контактного поля. В некоторых конструкциях щетка делает очередной шаг при отключении электромагнита от

жины 1 (рис. 2.47), помещенные в герметический стеклянный бал­ лон 2, заполненный инертным газом. Управление контактами осу­ ществляется магнитным полем, создаваемым обмоткой 3. Под воз­ действием магнитного поля на концах контактных пружин обра-

72

зуются разноименные магнитные полюса (S и N), вследствие чего пружины деформируются и замыкают контакт. При снятии маг­ нитного поля силы упругости возвращают контактные пружины в исходное положение. Малое расстояние между контактами (не превышающее 50 мкм) и их малая инерционность обеспечивают вы-

V

Рис. 2.47. Геркон:

/ — п р у ж и н ы ; 2 — с т е к л я н н ы й б а л л о н ; 3 — о б м о т к а

сокое быстродействие реле, а размещение контактов в инертной среде, или вакууме уменьшает их износ: если контакты электро­ магнитного реле йыдерживают около ста тысяч срабатываний, то

ных шин Г4 и Г7 (рис. 2.48) осуществляется с помощью вертикаль­ ной шины В2 и контактов I, II, а шин Г2 и Г5 — посредством шины В5 и контактов III, IV. Замыкание и размыкание контактов производится горизонтальными и вертикальными рейками, кото­ рые приводятся в движение электромагнитами. Напряжение на электромагниты подается от устройства управления последователь­ ностью операций контроля.

73

Многократный координатный содининитель имеет обозначение

Однако его коммутационные возможности больше, поскольку один вход может подключаться сразу к нескольким выходам.

Коммутаторы на МКС имеют большое быстродействие и по­ требляют небольшую мощность, но сложность конструкции, труд­

Диодные ключи используются для коммутации напряжений, ве­ личина которых превышает 1—5 В. В схеме ключа на одном диоде (рис. 2.49, а) при отрицательном сигнале управления Uy диод Д1 закрыт и входной сигнал на выход ключа не проходит. Если по­ ступает положительный сигнал управления, диод открывается и пропускает входной сигнал на выход. Для нормальной работы ключа необходимо выполнение одного из двух условий: Uy>UBXmax

при Rl = Ry или Ry<Rl при Uy= UBXmBX.

В схеме ключа с двумя диодами (рис. 2.49, б) при отсутствии управляющего напряжения входной сигнал закорачивается через прямое сопротивление диода- Д2 и резистор Ry. При подаче отри­ цательного управляющего напряжения диод Д2 запирается и вход­

74

ной сигнал с незначительным ослаблением передается на выход ключа.

Рассмотренные схемы предназначены для коммутации сигна­ лов неизменной полярности. Ключ, который можно использовать для коммутации сигналов любой полярности, представляет собой мост из четырех диодов Д1—Д4 (рис. 2.49, в). Если управляющее напряжение Uy плюсом приложено к резистору Ry2, то все четыре диода заперты и ключ не пропускает входной сигнал. При изме­ нении полярности Uy (плюс на Ryi) диоды открыты и входной сиг­ нал передается на выход ключа.

Транзисторные ключи вследствие большей стабильности харак­ теристик позволяют коммутировать напряжения менее 1 В. Про­

находится в запертом состоянии, пока не будет подано отрицатель­ ное управляющее напряжение Uy. Запертый транзистор имеет большое сопротивление, поэтому входной сигнал, подаваемый на

тери сигнала тем меньше, чем меньше сопротивление транзистора в режиме насыщения.

Рассмотренная схема пригодна для коммутации входных сигна­ лов отрицательной полярности. Для коммутации положительных сигналов необходимо использовать транзисторы типа п—р—п. Если входной сигнал может изменять полярность, нужно исполь­ зовать ключ на двух транзисторах.

В том случае, когда на исполнительный элемент требуется по­ дать напряжение U0 путем кратковременного воздействия на ключ управляющим напряжением Uy, целесообразно использовать ключи на динисторах или тиристорах.

Ключ на динисторе (рис. 2.51) или тиристоре (рис. 2.52) сра­ батывает при подаче на его вход импульса управляющего напря­

75

жения длительностью в несколько микросекунд. При поступлении этого импульса динистор или тиристор переходит в проводящее состояние и через исполнительный элемент начинает протекать ток. После снятия управляющего напряжения Uy эти элементы оста­ ются в проводящем состоянии до тех пор, пока воздействует на­ пряжение Uо. Для переключения динистора или тиристора необхо­ димо либо снять напряжение U0, либо зашунтировать их.

Диод Д2 (рис. 2.51) предназначен для увеличения входного сопротивле­ ния ключа, а диод Д1 (рис. 2.52) — для предотвращения появления отри­ цательного импульса на управляющем электроде тиристора 77 при разряде конденсатора С1.

ключается в сложности разделения цепей коммутируемого и управ­ ляющего сигналов. От этого недостатка свободны оптоэлектронные

ник лучистой энергии посылает на приемник лучистый поток и RBуменьшается. В этом случае вы­ ходной ток или напряжение на выходе ключа максимальны. В ка­ честве источника лучистой энергии чаще всего используют излу­ чающие диоды на основе карбида кремния, фосфида галлия или арсенида галлия, а в качестве приемника излучения — фотодиоды, фоторезисторы. Оптоэлектронный ключ обеспечивает частоту пе­ реключения до нескольких мегагерц.

Управляющее напряжение UY, которым запускается бесконтакт­ ный ключ, формируется по амплитуде (мощности) и длительности

76

схемой управления ключом (рис. 2.54). Для изменения полярности управляющего напряжения используется транзистор Т. При по­ даче на вход схемы отрицательного напряжения и ' транзистор

насыщается и шунтирует обмотку II трансформатора Тр2, что приводит к уменьшению напряжения на его вторичной обмотке III. При этом на выходе схемы преобладает выпрямленное диодом Д1 напряжение, снимаемое с вторичной обмотки трансформатора Тр1. Если Uy—О, транзистор заперт источником смещения и шунтирую­

щего действия на трансформатор Тр2 не оказывает. Так как вели­ чина R2>R1, на выходе схемы получается напряжение обратной

RZ

к о'м а н д ы

П

полярности. Для уменьшения времени переключения первичные обмотки трансформаторов запитываются напряжением высокой частоты. Как видно, длительность нахождения ключа в закрытом или открытом состоянии определяется временем действия или от­ сутствием напряжения U ’

Если напряжение U' следует в виде коротких импульсов, целе­

сообразно использовать схемы управления ключами на динисторе. При полярности U'y показанной на рис. 2.55, динистор Д1 откры­

вается и создает в точке 1 относительно точки 2 отрицательное напряжение. Такое состояние является устойчивым. При приходе импульса напряжения U' противоположной полярности динистор

Д1 закрывается и в точке 1 появляется положительное относи­ тельно точки 2 напряжение. Это положение сохраняется до при­ хода импульса U y’ первоначально указанной полярности и т. д.

Наибольшее распространение в настоящее время получили релейные коммутаторы и коммутаторы на диодных ключах. В про­ стейших схемах релейных коммутаторов количество реле равно числу переключаемых цепей (рис 2.56). В более экономичных схе­ мах, называемых пирамидальными, используется меньшее число реле (рис. 2.57). .

77

В коммутаторе на диодных ключах (рис. 2.58) переключение входов осуществляется последовательным открытием транзисто­ ров Т1—Т10. В исходном состоянии открыт транзистор 77, и на­ пряжение на резисторе R1, включенном в цепь эмиттера этого транзистора, запирает диод Д1. Сигнал с входа через диод Д11 поступает на выход коммутатора. Остальные входы через рези­ сторы R12—R20, диоды Д2—Д10 и малые выходные сопротивления

Ко м а н 9 ы

эмиттерных повторителей, собранных на транзисторах Т2—Т10, замкнуты на корпус. Быстродействие такого коммутатора может составлять десятки тысяч переключений в секунду.

§ 12. ВТОРИЧНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Информация, снимаемая с большинства контролируемых объ­ ектов, поступает в автоматизированную систему контроля в непре­ рывной форме: в виде постоянного напряжения, частоты, времен­ ного интервала или длительности импульсов. Для согласования контролируемого объекта с автоматизированной системой контроля необходимо преобразовать сигнал в цифровую форму, а при по­ даче управляющих сигналов на объект, наоборот, из цифровой формы преобразовать в аналоговую. Такое преобразование осуще­ ствляется с помощью вторичных аналого-цифровых и цифро-ана­ логовых преобразователей.

Аналого-цифровые преобразователи (АЦП)

Используемые в настоящее время в автоматизированных систе­ мах контроля АЦП можно разделить на три основные группы: «напряжение—код», «время—код» и «частота—код». Наибольшее распространение получили'преобразователи группы «напряжение—

78