измеритель остаточного напряжения на накопительном конденсаторе в емкостных системах зажигания

Формула изобретения

Измеритель остаточного напряжения на накопительном конденсаторе в емкостных системах зажигания, содержащий делитель напряжения, первый одновибратор, второй одновибратор, устройство выборки-хранения, аналого-цифровой преобразователь, индикатор, отличающийся тем, что устройство содержит датчик тока, ограничитель амплитуды сигнала, двухпороговый компаратор, цепь задержки согласования, таймер, регистр-защелку, дешифратор, при этом датчик тока подключен к входу ограничителя амплитуды сигнала, выход последнего подключен к входу двухпорогового компаратора, выход последнего подключен к входу цепи задержки согласования, выход последнего, в свою очередь, соединен с входами одновибраторов, управляющим входом устройства выборки-хранения, выход первого одновибратора соединен с запускающим входом аналого-цифрового преобразователя, выход второго одновибратора подключен к управляющему входу устройства выборки-хранения, делитель напряжения подключен к информационному входу устройства выборки-хранения, выход последнего подключен к последовательно соединенным аналого-цифровому преобразователю, регистру-защелке, дешифратору и индикатору, таймер подключен к управляющему входу регистра-защелки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для измерения параметров искровых разрядов в свечах зажигания, и может быть использовано для измерения остаточного напряжения на накопительном конденсаторе в емкостных системах зажигания газотурбинных двигателей.

Известен измеритель высоких напряжений ИВН-1 (описанный в следующем источнике: Измеритель высоких напряжений ИВН-1 8г2.746.015 РЭ УАКБ "Молния" Руководство по эксплуатации), который используется для контроля эффективности емкостных систем зажигания. Измеритель является стрелочным, и в силу своей инерционности не позволяет регистрировать параметры быстротекущих импульсных разрядных процессов в полупроводниковых свечах зажигания. Кроме того, измеритель по своим функциональным возможностям неприменим для измерения остаточного напряжения на накопительном конденсаторе емкостных систем зажигания в момент погасания разряда в свечах.

Известен также измеритель амплитудных напряжений ИАН-1 (описанный в следующем источнике: Измеритель амплитудных напряжений ИАН-1 8г2.746.021 ТО. УАКБ "Молния" Техническое описание). Измеритель является стрелочным прибором и обладает теми же недостатками, что и предыдущий.

Известен измеритель амплитуды напряжения, развиваемого емкостными агрегатами зажигания, описанный в статье [Ф. А. Гизатуллин, В. Н. Зайцев, И. А. Великжанин. Цифровой измеритель амплитуды высоковольтных импульсов напряжения в емкостной системе зажигания/ РЖ Электротехника N 1, 1991. Деп. в ВИНИТИ N 4755-В90, 1990] , содержащий пиковый детектор, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), компаратор, блок обнуления, первый одновибратор, второй одновибратор, блок памяти, блок управления памятью, блок цифровой индикации, делитель напряжения, причем выход делителя напряжения соединен с входами компаратора и пикового детектора, выход последнего соединен с последовательно соединенными АЦП, блоком памяти, блоком цифровой индикации, выход компаратора соединен с входами первого и второго одновибраторов, выход последнего соединен с запускающим входом АЦП и входом блока управления памятью, выход последнего соединен с управляющим входом блока памяти, выход первого одновибратора соединен с входом блока обнуления, выход последнего соединен с управляющим входом пикового детектора.

Недостаток данного устройства заключается в том, что оно по своим функциональным возможностям неприменимо для измерения остаточного напряжения на накопительном конденсаторе емкостных систем зажигания.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения пробивного напряжения разрядных устройств (А. с. СССР 1804211, кл. G 01 R 31/30, опубл. 26.06.91. ), содержащее блок питания, высоковольтный блок, делитель напряжения, устройство выборки-хранения, аналого-цифровой преобразователь, индикатор, дискриминатор уровня, два одновибратора.

Недостаток данного устройства заключается в том, что оно по своим функциональным возможностям неприменимо для измерения остаточного напряжения на накопительном конденсаторе емкостных систем зажигания.

Задачей изобретения является повышение качества и полноты оценки эффективности искровых разрядов в свечах зажигания за счет введения дополнительных узлов, позволяющих измерять остаточное напряжение на накопительном конденсаторе в емкостных системах зажигания.

Поставленная задача решается тем, что в измеритель остаточного напряжения на накопительном конденсаторе в емкостных системах зажигания, содержащий, делитель напряжения, первый одновибратор, второй одновибратор, устройство выборки-хранения, аналого-цифровой преобразователь, индикатор, в отличие от прототипа введены дополнительно датчик тока, ограничитель амплитуды сигнала, двухпороговый компаратор, цепь задержки согласования, регистр-защелка, дешифратор, таймер, при этом датчик тока подключен к входу ограничителя амплитуды сигнала, выход последнего подключен к входу двухпорогового компаратора, выход последнего подключен к входу цепи задержки согласования, выход последнего, в свою очередь, соединен с входами одновибраторов, управляющим входом устройства выборки-хранения, выход первого одновибратора соединен с запускающим входом аналого-цифрового преобразователя, выход второго одновибратора подключен к управляющему входу устройства выборки-хранения, делитель напряжения подключен к информационному входу устройства выборки- хранения, выход последнего подключен к последовательно соединенным аналого-цифровому преобразователю, регистру-защелке, дешифратору и индикатору, таймер подключен к управляющему входу регистра- защелки.

На фиг. 1 изображена структурная схема заявляемого устройства

На фиг. 2 изображены временные диаграммы работы заявляемого устройства

Устройство содержит: датчик тока 1, делитель напряжения 2, ограничитель амплитуды сигнала 3, двухпороговый компаратор 4, цепь задержки согласования 5, первый одновибратор 6, второй одновибратор 7, устройство выборки-хранения (УВХ) 8, аналого- цифровой преобразователь (АЦП) 9, таймер 10, регистр-защелку 11, дешифратор 12 и индикатор 13. Датчик тока 1 подключен к входу ограничителя амплитуды сигнала 3, выход последнего подключен к входу двухпорогового компаратора 4, выход последнего подключен к входу цепи задержки согласования 5, выход последнего, в свою очередь, соединен с входами одновибраторов 6 и 7, управляющим входом устройства выборки-хранения 8, выход первого одновибратора 6 соединен с запускающим входом аналого-цифрового преобразователя 9, выход второго одновибратора 7 подключен к управляющему входу устройства выборки-хранения 8, делитель напряжения 2 подключен к информационному входу устройства выборки-хранения 8, выход последнего подключен к последовательно соединенным аналого-цифровому преобразователю 9, регистру-защелке 11, дешифратору 12 и индикатору 13, таймер 10 подключен к управляющему входу регистра- защелки 11.

Устройство работает следующим образом. Аналоговый сигнал в виде затухающей синусоиды (фиг. 2А) длительностью t_и с датчика тока 1, включенного в разрядную цепь системы зажигания, ограничивается по амплитуде и поступает на вход двухпорогового компаратора 4, на выходе которого формируется серия прямоугольных импульсов (фиг. 2Б). Сигнал с выхода делителя напряжения 2 показан на фиг. 2Д. Остаточное напряжение U_ост соответствует моменту погасания разряда (моменту прохождения разрядного тока через ноль на фиг. 2А). После этого происходит очередной заряд конденсатора и напряжение на нем увеличивается. Уровни дискриминации двухпорогового компаратора 4 выбирают соответствующими току перехода подготовительной стадии разряда в искровую в полупроводниковой свече, который на 2-3 порядка меньше амплитуды тока искровой стадии разряда. Подготовительная стадия разряда заканчивается в момент времени t₁ (фиг. 2А). Далее сигнал поступает в цепь задержки согласования (ЦЗС) 5, где производится заполнение промежутков между импульсами (фиг. 2В), и вырабатывается сигнал, равный по времени длительности искры t_и (фиг. 2Г) Для этого используется совокупность устройств в соответствии со схемой измерителя длительности искровых разрядов, описанного в А. С. 1679416. По срезу сигнала с выхода ЦЗС фиксируется момент окончания искровой стадии разряда в свече, и в этот момент УВХ 8 переводится в режим хранения (момент времени t_и на фиг. 2Е). Диаграмма напряжения на выходе УВХ показана на фиг. 2Е. Участок t₂-t₃ соответствует режиму хранения в УВХ. Таким образом, в УВХ фиксируется измеряемое значение остаточного напряжения на накопительном конденсаторе. По срезу сигнала, поступающего с ЦЗС (фиг. 2Г), срабатывают также первый 6 и второй 7 одновибраторы. Сигнал с выхода первого одновибратора 6 осуществляет запуск АЦП 9 (фиг. 23). По истечении промежутка времени, заведомо большего чем время преобразования АЦП, по срезу сигнала со второго одновибратора 7 УВХ вновь переводится в режим выборки (фиг. 2Е, Ж).

Поскольку частота следования разрядных импульсов в свече может колебаться в широких пределах, цифровая индикация измеряемой величины остаточного напряжения на накопительном конденсаторе после каждого разряда при большой частоте делает невозможным визуальное восприятие показаний измерителя. Поэтому считывание результата измерения из АЦП на индикацию производится через строго определенные промежутки времени, регулируемые пользователем. Для этого используется таймер 10, который разрешает запись информации в регистры-защелки 11 только через заданные промежутки времени. Цифровой код с результатом измерения с регистров-защелок дешифрируется в семисегментный код дешифратором 12 и подается на индикатор 13.

Итак, заявляемое изобретение позволяет измерять остаточное напряжение на накопительном конденсаторе в емкостных системах зажигания, и таким образом, повысить качество и полноту оценки эффективности искровых разрядов.