Телеметрическая система с дистанционным управлением

 

Изобретение может быть использовано в проводных телеметрических системах, датчики которых должны работать в условиях, исключающих их оперативное обслуживание и размещение в них автономных источников питания. Цель изобретения - повышение достоверности информации путем обеспечения стабильности характеристик системы при изменении длины линии связи. Телеметрическая система содержит управляющую сторону 1 и управляемую сторону 2, соединенные через первый 3 и второй 4 провода двухпроводной линии связи. Управляющая сторона состоит из передатчика команд 5, управляемого стабилизатора тока 6, нагрузочного резистора 7, преобразователя ток-напряжение 8, первого источника опорного напряжения 9, блока сравнения 10, второго источника опорного напряжения 11, интегратора 12. Управляемая сторона состоит из приемника команд 13, блока коммутации 14, источника информации 15, согласующего усилителя 16, преобразователя напряжение - ток 17, стабилизатора тока 18, стабилизатора напряжения 19. Система позволяет стабилизировать коэффициент передачи по переменному току при изменении длины линии связи. 1 ил.

СОКИ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (Н) (д1) 4 G 08 С 19/16 а; 1 -(I, л

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 1 ) 4284 1 43! 24-24 (22) 13.07.87 (46) 23.05.89, Бюл. Р 19 (72) В.A.Ïðæåãîðëèíñêèé и !Э.П.Котт (53) 621. 398.(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 822673, кл. G 08 С 19/16, 1976, (54) ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА С ЛИСТАНЦИОННЬМ УПРАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение может быть использовано в проводных телеметрических . системах, датчики которых должны работать в условиях, исключающих их оперативное обслуживание и размещение в них автономных источников питания. Цель изобретения — повышение достоверности информации путем обеспечения стабильности характеристик системы при изменении длины линии

1481826

Изобретение относится к проводной телеметрии и может быть использовано в проводных (кабельных) телеметрических системах преимуще твенно в морс- 5 ких гидрофизических системах, датчики которых должны работать в условиях, исключающих их оперативное обслуживание и размещение в них автономных источников питания, 10

Цель изобретения — повышение достоверности путем обеспечения ста.бильности характеристик системы при изменении длины линии связи.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемой телеметри ческой системы.

Телеметрическая система содержит управляющую сторону 1 и управляемую сторону 2, соединенные через первый 3 и второй 4 провода двухпроводной линии связи. Управляющая сторона состоит из передатчика 5 команд, управляемого стабилизатора 6 тока, нагрузочного резистора 7, преобразова25 теля 8 ток — напряжение, первого источника 9 опорного напряжения, блока 10 сравнения, второго источника 11 опорного напряжения, интегратора 12, управляемая сторона — иэ приемника 13 30 команд, блока 14 коммутации, источника 15 информации, согласующего усилителя 16, преобразователя 17 напряжение — ток, стабилизатора 18 тока и стабилизатора 19 напряжения.

Телематрическая система работает следующим образом, При отсутствии сигналов телеинформации в кабельной линии на управляюИ,. (2)

35 где U — напряжение питания электронмин ных узлов управляемой стороны 2 системы, равное напряжению стабилизации стабилизатора 19 напряжения; связи. Телеметрическая система содержит управляющую сторону 1 и управляемую сторону 2, соединенные через первый 3 и второй 4 провода двухпроводной линии связи. Управляющая сторона состоит из передатчика команд 5, управляемого стабилизатора тока 6, нагрузочного резистора 7, преобразователя ток — напряжение 8, первого источника опорного напряжения 9, блока сравнения 10, второго источника опорного напряжения 11, интегратора 12. Управляемая сторона состоит из приемника команд 13, блока коммутации 14, источника информации 15, согласующего усилителя 16, преобразователя напряжение — ток 17, стабилизатора тока 18, стабилизатора напряжения 19, Система позволяет стабилизировать коэффициент передачи по переменному току при изменении длины линии связи. 1 ил. щей стороне 1 управляемый стабилизатор 6 тока формирует ток I величина которого равна

Т,=т +2I» (1) где I — ток стабилизации стабилизао тора 18 тока управляемой сто.роны, I — постоянная составляющая тока

М на выходе преобразователя 17 напряжение — ток управляемой стороны в отсутствие сигналов телеинформации, равная максимальной амплитуде тока телеинформации.

Ток, подаваемый в кабель, равен

I + I, поэтому в нагрузочный резистор (R„) управляющей стороны ответвляется ток Т, Так как операционный усилитель, выполняющий функции преобразователя 8 ток-напряжение, находится в активном режиме, то напряжение межпу его инвентирующим и неинвентируюцим входами практически равно нулю, и поэтому при подаче íà его неинвентирующий вход постоянного напря-жения, равного U ät,напряжение на инвентирующем входе также практически равно Uo„„ .Величина Пол выбирается из условия

1 > > H 1," 2 б тиг>а, Другая ->:» г>. ток», ранняя 1 „, ответвляется в выход« ук> не«ь «реп>з1>азователя 17 напряжен«е — ток. 1!зь>ен>— ние активного сопротив>>ек«я:>«»«« связи от максимального, определяеь>ого формулой (2), до нуля ке влияет на параметры и функпионировзние управляемой стороны системы. При подач> на вход преобразователя 17 напряжение — ток управляемой стороны 2 сигналов теле«нформации ат источника 15 телеинформации на его выхо-е появляется переменная составляющая

I тока, амплитуда которой не должна превышать I . Переменная составлявшая тока сигналов телеикформации передается по линии связи. Так как входное сопротивление преобразователя 8 ток— напряжени управляющей стороны 2 практически равно нулю, а сопротивление управляемого стабилизатора 6 тока для переменной составляющей I практи>>NÕ чески бесконечно, то нагрузкой линии

25 связи на управляюшей стороне 1 системы пер".дачи является резистор 7,сопротивлен«е которого вь>б«рается равным волновому сопротивлению кабеля, используемого в качестве линии связи.

Вся переменная составляющая тока ответвляется в преобразователь 8 ток напряжение, на выходе которого появляется составляюшая напряжения, равная (3) 40

В выражение (5) не входит величина активного сопротивления кабельной линии, т.е. на н«зких частотах при изменении длины кабеля от нуля до определенного максимального значения, определяемого из (2), коэффициент передачи не меняется. Не меняются также режим работы узлов управляющей и управляемой 2 сторон системы.

Передача сигналов телеуправления происходит следующим образом.

Телеметрическая система предназначена для работы в режиме передачи сигналов телеинформации,однако в любой момент времени оператор «ли внешнее.управляющее устройство имеют возможность изменить режимы работы управляемой стороны системь>(переключить датчики, измен«ть коэ< мЪип«ент передамы.

С выхода интегратора 12 напряжение рассогласования поступает на пер45 вый управляющий вход управляемого стабилизатора б тока, при этом ток на выходе изменяется до такой величины, чтобы постоянная составляющая напряжения на выходе преобразователя 8 ток — напряжение была равна заданному значению U . На управляемой сто-—

»»> l О роне 2 часть тока, передаваемого по кабелю линии связи, равная Io и ответвляемая в стабилизатор 18 тока, обеспечивает питание всех узлов управляемой части Z системы. Напряжение питания стабилизируется стабилизатором 19 напряжения параллельногоR — максимал»ное допустимое ак"еа>>c тивпое сопротивление лини» связи

Ю,„„ — минимально возможное т>адение напряжения на стабилизаторе

18 тока приемной стороны, при котором стабилизатор 18 тока выполняет свои >>>у»кци».

Постоянная составляюшая выходного напряжения преобразователя 8 ток — напряжение равна где R — сопротивление резистора цеос пи обратной связи операционного усилителя (преобразователя 8 ток-напряжение).

Из (3) видно, что изменение любой составляющей тока (при изменениях температуры, с течением времени) приводит к изменению постоянной составляющей напряжения U „, на выходе

»Ы>о преобразователя 8 ток — напряжение.

Лля стабилизации величины U»„„ñèãвь1х «> нал с выхода преобразователя 8 ток напряжение подается на первый вход блока 10 сравнения, «а второй вход которого подается опорное напряжение, равное выбранной из условия получения минимальных нелинейн >х искажений сигналов телеинформаци« величине

U С выхода блока сравнения усиВЬ>Х<, ленный сигнал рассогласования подается на интегратор 12. Постоянная

r времени >.„ интегрирования вк>б«рается равной

Р> (50 — 100) —,=--- > (>)

»

2 ц>н гдето„- низшая частота полосы пропускания сигналов телеинформации телеметрической систегде R — сопротивление в цепи обратос ной связи операционного усилителя (преобразователя 8 ток — напряжение).

5 148 чи и т.д.) путем подачи в линию связи с передатчика 5 команд определенной кодовой посылки состоящей из И управляющих прямоугольных импульсов тока.

При передаче управляющих импульсов в системе автоматического регулирования (CAP), стабилизирующей ток на выходе управляемого стабилизатора

6 тока, в которую входят преобразователь 8 ток — напряжение, блок 10 сравнения, интегратор 12, первый 9 и второй 11 источники опорного напряжения и управляемый стабилизатор 6 тока, возникают возмужающие напряжения, и поэтому с постоянной времени с„, выбранной по формуле (4), на выходе интегратора начинает изменяться напряжение, и по окончании управляющей посылки его величина отличается от той, которая была до начала акта управления. Чтобы изменения этого напряжения, а соответственно и тока на выходе управляемого стабилизатора 6 тока были в допустимых пределах, суммарная длительность импульсов не должна превышать (Оэ05 0 1)LA i (6)

В реальной системе ь„ выбирается в пределах (20-50)с, поэтому условие (6) легко выполняется, Пауза между управляющими посылками должна быть больше (20-50)" .

Таким образом,при подаче управляющих импульсов с передатчика 5 команд на вход управляемого стабилизатора 6 тока на его выходе появляются импульсы тока, амплитуда которых превышает амплитуду переменной составляющей тока телеинформации.

Импульсы тока телеуправления поступают в линию связи и на приемной стороне 2 выделяются и дешифрируются приемником 13 команд. Последний подает команды управления на блок 14 коммутации, который в соответствии с этими командами подключает соответствующие датчики источника 15 информации к входам согласующего усили теля 16.

Таким образом, система позволяет стабилизировать режимы по постоянному току всех узлов системы и сделать их независимыми от температуры окружающей среды, от ухода во времени параметров элементов, позволяет стабилизировать коэффициент передачи

1826 по переменному току при изменении длины кабельной линии связи, и таким образом, устранить необходимость вскрытия контейнера управляемой стороны для соответствующей подстройки режимов его работы, что повышает надежность работы системы и удобство ее обслуживания и снижает эксплуатационные расходы в целом, 5

Формула изобретения

Телеметрическая система с дистанционным управлением, включающая управляющую и управляемую стороны, соединенные между собой двухпроводной линией связи, первый провод которой соединен с общей шиной, на управляемой стороне содержащая источник информации, блок коммутации, согласую щий усилитель и приемник команд,стабилизатор напряжения, положительный вывод которого соединен с плюсовым входом питания источника информации и согласующего усилителя, на управлящей стороне содержащая передатчик команд, нагрузочный резистор и источник питания, отличающаяся тем, что, с целью повышения достоверности путем обеспечения стабильности .характеристик системы при изменении длинь> линии связи, на управляемой стороне введены стабилизатор тока и преобразователь напряжение — ток, вы35 ход которого объединен с информационным входом приемника команд и входом стабилизатора тока и подключен к второму проводу линии связи, выход

40 стабилизатора тока соединен с положительным выводом стабилизатора напряжения, плюсовые входы питания приемника команд, блока коммутации и преобразователя напряжение — ток объединены и соединены с положительным

45 выводом стабилизатора напряжения, объединенные минусовые входы питания соответственно источника информации, приемника команд, согласующего усилителя, преобразователя напряжение

50 ток соединены с отрицательным выводом стабилизатора напряжения и подключены к первому проводу линии связи, выходы приемника команд соединены с соответствующими управляющими входами блока коммутации, к информационным входам которого подключены соответствующие выходы источника информации, выходы блока коммутации соедине1401826

Составитель В.Струков

Техред H.Äèäûê, Корректор А. Обручар

Редактор И.Горная

Заказ 2694/53 Тираж 519 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР . 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 ны с соответствующими входами согласующего усилителя, выхоq которого соединен с входом преобразователя напряжение — ток, на управляющей стороне введены управляемый стабилизатор тока, преобразователь ток — напряжение, блок сравнения, интегратор, первый и второй источники опорного напряжения, положительный вывод источника питания подключен к плюсовому входу питания управляемого стабилизатора тока и к первому выводу интегратора, выход уравляемого стабилизатора тока подключен к второму проводу линии связи и через нагрузочный резистор— к первому входу преобразователя ток— напряжение, к второму входу которого подключен выход первого источника опорного напряжения, выход преобразователя ток — напряжение соединен с первым входом блока сравнения и является выходом системы, к второму входу блока сравнения подключен выход, второго источника опорного напряжения, выход блока сравнения подключен к второму выводу интегратора, третий вывод которого подключен к первому управляющему входу управляемого стабилизатора тока, к второму управляющему входу которого подключен передатчик команд.