метода хорошавина

71

72

Для отключения звуковой сигнализации на ЦДП нужно нажать кнопку «Съём звукового сигнала». Восстановление луча сигнализации производится аналогично описанному выше.

Режим «Пожар» возникает также при срабатывании извещателя ИПР 3С. Для имитации этого режима работы необходимо открыть крышку на извещателе и нажать кнопку. Устройство реагирует аналогично описанному выше при срабатывании двух извещателей. Для отключения звуковой сигнализации на ЦДП нажать кнопку «Съём звукового сигнала». С помощью специального ключа (находится в опоре стенда) кнопка извещателя переводится в исходное положение. Восстановление луча сигнализации производится аналогично описанному выше.

Результаты экспериментальной проверки работы устройства оформляются в виде таблицы, форма которой приводится ниже.

Требования к отчету. Отчет должен содержать:

-цель работы;

-таблицу с результатами выполненного эксперимента;

-схемы изучаемых пожарных извещателей (рисунки 4.2 – 4.4, 4.5 - 4.8);

-выводы по работе.

73

№ 402

«Изучение устройства и работы газоанализатора Щит-2»

Цель работы. Ознакомиться с устройством и работой газоанализатора

«Щит-2».

Описание лабораторной установки. Общий вид установки показан на рисунке 4.14.

Газоанализатор

Блок сигнализации

Рисунок 4.14 – Структурная схема лабораторной установки Она представляет собой вертикальную панель, на которой размещены

датчик газоанализатора, вентилятор и сигнальная лампа. При помощи кабеля датчик соединяется с блоком сигнализации газоанализатора. Его лицевая панель показана на рисунке 4.15.

Порядок выполнения работы:

1)изучить устройство газоанализатора ЩИТ-2 и принцип его работы;

2)проверить работоспособность газоанализатора ЩИТ-2 с помощью источника газа, определить время срабатывания и время восстановления работоспособности.

Методические указания по выполнению лабораторной работы.

Включить газоанализатор в сеть и убедиться в наличии напряжения в сети (загорается светодиод "Питание"). Дать прогреться в течение 5 минут.

Поднести к датчику газоанализатора ЩИТ-2 источник газа (например, зажигалку). ВНИМАНИЕ! ПЛАМЕНИ БЫТЬ НЕ ДОЛЖНО!

Проследить за изменением напряжения по шкале индикатора на блоке У.

Убедиться, что при прохождении порогового значения срабатывает звуковая и световая сигнализация, включается вентилятор. Измерить время отклика датчика (промежуток времени между началом подачи газа и срабатыванием прибора).

Убрать источник газа и пронаблюдать за дальнейшей работой установки. Измерить время восстановления работоспособности (промежуток времени между устранением газа и возвращением стрелки индикатора на начальную отметку шкалы).

Выключить установку, установив тумблер «Сеть» в левое положение. Примечание: все замеры времени выполнить по 2 раза и определить

среднее значение.

75

Требования к отчету. Отчет должен содержать:

-цель работы;

-структурную схему газоанализатора (рисунок 4.9);

-электрическую схему подключения датчика (рисунок 4.10);

-схему настройки порога срабатывания (рисунок 4.11);

-описание эксперимента и его результат;

-выводы по работе.

Контрольные вопросы к разделу 4

Какие типы систем пожарной сигнализации Вы знаете?

На какие проявления пожара реагируют пожарные извещатели? Влияние каких помех учитывается в извещателе ИП330-5 «Ясень»?

Каким образом исключается возможность случайного срабатывания в дымовых извещателях ИП-212?

Для чего нужен модулятор в извещателе ДИП-1?

На каком физическом явлении основана работа датчика ДТХ-127 газоанализатора?

Вчём заключается отличие датчиков ДТХ-127 от ДТХ-128?

Вкаких ситуациях газоанализатор «ЩИТ-2» выдаёт сигнал «Неисправность»? За счет чего может возникать начальный разбаланс мостовой схемы тер-

мохимического датчика? Какими элементами схемы он корректируется?

Какие перегрузки по концентрации выдерживает сигнализатор? Что произойдет при превышении этого значения?

76

РАЗДЕЛ 5. СРЕДСТВА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ

Краткие теоретические сведения

Кодовые маски. Кодовая маска - это устройство, используемое в преобразователях угловых и линейных перемещений для преобразования последних в код. В зависимости от используемого физического принципа бывают оптические, магнитные и электрические кодовые маски.

Кодовая маска угловых перемещений представляет собой диск, поверхность которого разбивается на ряд концентрических окружностей (число образовавшихся колец равно числу разрядов кода) и на сектора (число секторов в пределах кольца соответствует количеству возможных кодовых комбинаций и определяет точность измерения углового перемещения). В электрических масках сектора делаются по определенному правилу проводящими и непроводящими, а диск вращается относительно неподвижных щеток. В оптических масках сектора кодовой маски делаются оптически прозрачными или непрозрачными, а сам диск вращается между несколькими источниками оптического излучения и расположенными напротив них фотоэлементами. В магнитных кодовых масках секторами диска экранируется магнитное поле. Источником магнитного поля могут быть или постоянные магниты или электромагниты. В качестве чувствительных элементов могут использоваться магнитоуправляемые контакты (герконы) или преобразователи Холла.

Рассмотрим работу кодовых масок на примере электрической кодовой маски углового перемещения (рисунок 5.1, а). Здесь чередование проводящих и непроводящих участков подчиняется закону натурального двоичного кода (НДК). Считывание кода производится с помощью неподвижных щеток, расположенных по радиусу диска. Изменение углового положения диска вызывает изменение считываемого кода. В результате считанный двоичный код является функцией углового положения диска.

Недостатком кодовой маски натурального двоичного кода является возможность возникновения больших погрешностей во время перехода из одного положения в другое. Данная погрешность обусловлена неодновременным изменением цифр в разных разрядах вследствие несовершенства аппаратуры. Так, при переходе щеток из положения 5 (0101) в положение 6 (0110) ошибка считывания может возникнуть в двух младших разрядах. Фактически могут быть прочитаны кодовые комбинации 0100, 0101, 0110 и 0111, что соответствует положениям диска 4, 5, 6 и 7 соответственно. Из них комбинации 0100 и 0111 являются ложными.

Указанного недостатка лишена кодовая маска, в которой чередование проводящих и непроводящих участков подчинено закону кода Грея (рисунок 5.1,б). В данном коде соседние кодовые комбинации различаются только в одном разряде. В результате максимальная абсолютная погрешность считывания не превышает одной единицы. Благодаря этому качеству, код Грея

77

Рисунок 5.1 - Кодовые маски: а) натурального двоичного кода; б) кода Грея

нашел широкое применение в преобразователях угловых и линейных перемещений. Однако при использовании этого кода необходимо помнить, что код Грея неарифметический, т.е. над ним нельзя производить арифметические операции, так как отсутствует постоянство веса разряда в отличие от натурального двоичного кода. Кроме того, имеются определенные трудности перевода кода Грея в десятичный код и обратно.

Код Грея образуется из комбинации двоичного кода путем суммирования по модулю два с точно такой же комбинацией, смещенная на один разряд в лево или вправо. Младший бит отбрасывается.

Пример: перевести натуральный двоичный год 1011 в код Грея

+ 1 0 1 1 1 0 1 1

1 1 1 0 1

к. Грея

1011 (НДК) = > 1110 (код Грея)

При обратном преобразовании кода Грея старший разряд совпадает со старшим разрядом натурального двоичного кода. Каждый последующий разряд описывается как сумма по модулю два разрядов кода Грея, начиная со старшего и заканчивая рассматриваемым разрядом

Пример: перевести код Грея 1110 в натуральный двоичный код

1 1 1 0 1 0 1 1

1110 (код Грея) => 1011 (НДК)

78

Проектирование пирамидальных дешифраторов. Дешифраторы - это устройства, преобразующие кодовую комбинацию на входе в электрический сигнал на соответствующем этой кодовой комбинации выходе. Наибольшее распространение получили пирамидальный и матричный типы дешифраторов.

Работу пирамидальных дешифраторов рассмотрим на примере релейноконтактных схем, хотя сказанное ниже относительно принципов синтеза дешифраторов пригодно и для бесконтактных схем. Основу релейно-контактных дешифраторов составляют реле, состоящие из катушки и одной или нескольких групп контактов (рисунок 5.2). Каждая группа контактов состоит из размыкающего и замыкающего контактов. На схемах принято изображать контакты реле в состоянии, соответствующем отсутствию тока в катушке. Входная кодовая комбинация подается на катушки реле. Реле, получившее питание, переключает свои контакты в противоположное состояние. Сам дешифратор состоит из контактов этих реле, включенных в соответствии с конкретными свойствами дешифратора.

X1

Р

X1

X1

X1

Рисунок 5.2 - Катушка реле и его контакты

Контактная пирамида образует контактный многополюсник. Любая цепь выбора состоит из последовательно включенных контактов всех наборных реле; на выходе цепи располагается исполнительный элемент (в нашем случае - светодиоды). В нерабочем состоянии пирамида обесточена и энергии не потребляет, что составляет ее достоинство. Однако с ростом числа ступеней пирамиды растет количество включенных последовательно контактов, что снижает надежность.

Рассмотрим принципы построения пирамидальных дешифраторов на примере дешифратора натурального двоичного кода в позиционный при числе разрядов кода n = 4. Каждому символу кодовой комбинации соответствует определенное состояние реле: "0" - состояние покоя (реле обесточено), "1" - возбужденное состояние. Каждая кодовая комбинация на входе должна обеспечивать возбуждение единственного, индивидуального для данной комбинации, исполнительного элемента. Это осуществляется благодаря соответствующему включению контактов реле. Составим таблицу состояний реле и образуемых их контактами выходных цепей (таблица 5.1).

79

Таблица 5.1 – Таблица соответствия состояния реле и выходных цепей дешифратора

Для выходных цепей дешифратора можно записать следующие структурные формулы:

где XI, …, Х4 - сигналы на входах дешифратора; VD0, …,VD9 - исполнительные элементы.

Каждое уравнение представляет собой логическое условие срабатывания конкретного исполнительного устройства. Полная структурная формула дешифратора будет иметь вид:

+ X 4 * X 3* X 2 * X1*VD6 + X 4 * X 3* X 2 * X1*VD7 + + X 4* X 3* X 2* X1*VD8 + X 4 * X 3* X 2 * X1*VD9

80

Для построения контактной пирамиды удобнее воспользоваться минимизированной формой контактной пирамиды. При этом уменьшается число используемых контактов, а соотношение числа контактов отдельных реле может быть сделано оптимальным. При минимизации могут быть использованы следующие законы алгебры логики:

и ряд других.

Ниже предлагается один из возможных вариантов минимизации структурной формулы (5.2):

FX 4* X 3* X 2*(X1*VD8 X1*VD9) X 4*(X 3* X 2* X 4*VD0

X 3* X 2* X1*VD1 X 3* X 2* X1*VD2 X 3* X 2* X1*VD3

X 3* X 2* X1*VD4 X 3* X 2* X1*VD5 X 3* X 2* X1*VD6

X 3* X 2* X1*VD7) X 4* X 3* X 2*(X1*VD8 X1*VD9)

X 2* X1*VD3) X 3*(X 2* X1*VD4 X 2* X1*VD5

X 2* X1*VD6 X 2* X1*VD7)) X 4* X 3* X 2*(X1*VD8 X1*VD9)

X 4*(X 3*(X 2*(X1*VD0 X1*VD1) X 2*(X1*VD2 X1*VD3))

X 3*(X 2*(X1*VD4 X1*VD5) X 2*(X1*VD6 X1*VD7))).

Всоответствии с полученной минимизированной структурной формулой строится принципиальная схема дешифратора (рисунок 5.3). При этом следует учитывать, что переменные в формуле (5.3) без инверсии изображаются на схеме в виде разомкнутых контактов, а с инверсией - в виде замкнутых контактов. Логическое суммирование на схеме эквивалентно параллельному включению цепей, а логическое умножение - последовательному включению.

Вполученной контактной пирамиде минимальное число контактов имеет реле Р4. а максимальное - реле P1. Неравномерное распределение контактов по реле является недостатком. Используя иной алгоритм минимизации исходной структурной формулы, можно получить так называемую уравновешенную контактную пирамиду, в которой реле имеют приблизительно одинаковое число контактов.