專利名稱：測定通風(fēng)機(jī)電機(jī)的整流脈沖的方法和實(shí)施該方法的電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測定通風(fēng)機(jī)電機(jī)的整流脈沖的方法。此外，本發(fā)明還涉及實(shí)施該方法的電路裝置。
特別是計(jì)算機(jī)電源部分功率較高，為其致冷需要電子換向的通風(fēng)機(jī)。為達(dá)到控制和調(diào)節(jié)目的需用電子方式測定其轉(zhuǎn)數(shù)。
迄今已知，為此目的使用專用通風(fēng)機(jī)，該專用通風(fēng)機(jī)使電子換向的內(nèi)部時(shí)鐘脈沖信號通過附加的線路通向外部。在此，問題是這種通風(fēng)機(jī)主要價(jià)格太高，因此應(yīng)盡可能避免使用它。
此外，已知通過電流電阻測定通風(fēng)機(jī)的電流波動(dòng)，并且通過濾波電路輸出耦合測量信號。通過求微分和接著進(jìn)行的脈沖形成可得到包含轉(zhuǎn)數(shù)信息的信號。
換向過程通過以下是可識別的，即電流在這個(gè)時(shí)刻在很短時(shí)間內(nèi)變強(qiáng)。變化速度最少比由電機(jī)的反電動(dòng)勢引起的電流的變化速度高10倍。
迄今，輸出耦合這個(gè)整流脈沖，方式是通過取消其直流部分，和以適當(dāng)方式從剩余的交流部分中使變化速度高的部分形成脈沖。幾種方法都采用固定的開關(guān)閾工作。在此，不僅已知一些方法借助一個(gè)電容器工作，而且也知道一些方法以數(shù)字化為基礎(chǔ)采用數(shù)/模變換器工作?？墒?，當(dāng)使不同類型的或不同制造商的通風(fēng)機(jī)，用相同的控制電路無須設(shè)置變化可長久運(yùn)行時(shí)，這在功能上并不令人滿意。
為能監(jiān)視不同工作電流的不同通風(fēng)機(jī)類型，可測定通風(fēng)機(jī)電流的最大變換速度，并且作為開關(guān)閾使用一個(gè)特定的百分比進(jìn)行識別換向。這種方法卻具有嚴(yán)重的缺點(diǎn)。在通風(fēng)機(jī)鎖定的情況下，對已連接的監(jiān)視裝置來說必須識別該鎖定。但決不可用誤差方式加入整流脈沖，盡管通風(fēng)機(jī)不轉(zhuǎn)。準(zhǔn)確地說，在采用這種識別方法時(shí)這是可能發(fā)生的，如下所述。
如果由于這種鎖定狀況代替不了換向，因此，工作電流不再波動(dòng)，交流部分由此就趨向于0。因此，用于識別整流脈沖的開關(guān)閾降低到最小值。如果譬如當(dāng)其它負(fù)載如固定磁盤或處理器用激活的節(jié)能功能在相同的電源設(shè)備上產(chǎn)生負(fù)載躍變時(shí)，通風(fēng)機(jī)不轉(zhuǎn)，現(xiàn)在被鎖定的通風(fēng)機(jī)的工作電壓產(chǎn)生波動(dòng)，則被鎖定的通風(fēng)機(jī)的電流也波動(dòng)，因?yàn)檫@個(gè)電流在鎖定時(shí)顯示歐姆特性。
結(jié)果是換向識別電路以誤差方式識別脈沖，盡管通風(fēng)機(jī)被鎖定。被鎖定的通風(fēng)機(jī)由此不再可靠地進(jìn)行識別，并且存在著需致冷的設(shè)備的快速過熱的危險(xiǎn)。
因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，在使用不同的通風(fēng)機(jī)類型時(shí)也可使識別整流脈沖成為可能，并且在此在鎖定通風(fēng)機(jī)時(shí)可靠地避免對整流脈沖進(jìn)行差錯(cuò)識別。
這個(gè)任務(wù)由測定通風(fēng)機(jī)電機(jī)的整流脈沖的方法解決，步驟為當(dāng)比較的測量值的差彼此滿足預(yù)定的極限值條件時(shí)，按預(yù)定的時(shí)間間隔連續(xù)測定和存儲與通風(fēng)機(jī)電流成比例的測量電壓值，并且通過比較兩個(gè)按時(shí)間間隔的測量值和輸出一個(gè)結(jié)果信號，連續(xù)分析計(jì)算測量電壓值。
為實(shí)施該方法，優(yōu)選電路裝置的實(shí)施方案在權(quán)利要求7中給出。
本發(fā)明所述的方法的優(yōu)點(diǎn)在于，除通風(fēng)機(jī)電流時(shí)間變化外，還要考慮與通風(fēng)機(jī)有關(guān)的直流部分。這通過以下方面是可能的，即使用測量電壓本身和不使用其時(shí)間導(dǎo)數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算。
在此，當(dāng)具有分別為兩個(gè)測量值的比與極限值比較時(shí)，這是特別優(yōu)選的。
當(dāng)在計(jì)數(shù)器中存儲測量電壓值作為與此相關(guān)的時(shí)間值，和在變換成時(shí)間值構(gòu)成測量電壓值的對數(shù)時(shí)，分析計(jì)算就特別簡單。
該方法的其它優(yōu)選的實(shí)施方案和電路裝置在從屬權(quán)利要求中給出。
下面將就實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明。圖中

圖1示出了在第一實(shí)施例中的電路裝置，并且圖2示出了具有量程轉(zhuǎn)換的第二實(shí)施例中的電路裝置。
按照本發(fā)明譬如在電流電阻端實(shí)現(xiàn)對連續(xù)的電壓值進(jìn)行測量和進(jìn)行在時(shí)間上有關(guān)的比的評估值。這樣一來，整流脈沖識別的電流開關(guān)閾可調(diào)節(jié)到一個(gè)大于最大產(chǎn)生的工作電壓波動(dòng)的比值。如果在最大允許的工作電壓波動(dòng)為±5％時(shí)，可將電流開關(guān)閾調(diào)到譬如±10％或更多，則在工作電壓躍變時(shí)和通風(fēng)機(jī)被鎖定時(shí)，不再觸發(fā)有誤差的脈沖，因?yàn)殡娏鞑▌?dòng)也只在±5％。通風(fēng)機(jī)的電流變化在一個(gè)確定的時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行測量，譬如可在通風(fēng)機(jī)的兩個(gè)整流脈沖之間的時(shí)間間隔的2％內(nèi)，以便保留所指的快速變化。因此，緩慢電流變化不在給定的時(shí)間間隔內(nèi)就可達(dá)到電流開關(guān)閾，因此也不觸發(fā)輸出信號。
這種識別不再與通風(fēng)機(jī)電源電流的絕對值有關(guān)，也即無須匹配就適于所有的通風(fēng)機(jī)類型。
在圖1中本發(fā)明所述的整流脈沖識別具有第一振蕩器1、第二振蕩器2、一個(gè)具有由開關(guān)S1和電阻R1構(gòu)成的充電和放電裝置的電容器C1、一個(gè)其輸出端控制開關(guān)S2的比較器3、一個(gè)其增益通過兩個(gè)電阻R3和R4進(jìn)行調(diào)節(jié)的輸入放大器4、多個(gè)計(jì)數(shù)器、也即4個(gè)8比特的計(jì)數(shù)器5、6、7和8，以及一個(gè)過程控制器9。第一振蕩器1在此是一個(gè)產(chǎn)生頻率f2的振蕩器，該頻率f2相當(dāng)于通風(fēng)機(jī)額定轉(zhuǎn)數(shù)f1的多倍。于是，通風(fēng)機(jī)額定轉(zhuǎn)數(shù)f1和這個(gè)頻率f2彼此處于恒定的比。
相反，第二振蕩器2可提供具有頻率f3的計(jì)數(shù)脈沖用于測定電流時(shí)所需的計(jì)數(shù)過程。
分接在電流測量電阻RS上的通風(fēng)機(jī)電流輸送給輸入放大器4的輸入端，并且由該輸入放大器4的輸入端表示為電壓，方式是通過在RS上放大通風(fēng)機(jī)電流的電壓降。按照第一振蕩器1的時(shí)鐘脈沖，以前在Vcc上充電的電容器C1通過電阻R1放電。這譬如可按時(shí)間間隔在兩個(gè)通風(fēng)機(jī)換向之間出現(xiàn)100次。在此分別形成的放電曲線是一個(gè)e函數(shù)。
在放電期間，借助比較器3將放電曲線與輸入放大器4的輸出端的瞬時(shí)通風(fēng)機(jī)電流比較。只要電容器C1比輸入放大器4的電壓高，則第二振蕩器2通過開關(guān)S2轉(zhuǎn)接到計(jì)數(shù)器上。這就意味著，分別激活的計(jì)數(shù)器同相當(dāng)于瞬時(shí)通風(fēng)機(jī)電流的對數(shù)的表示那樣可精確地如此多地獲得計(jì)數(shù)脈沖。在此，數(shù)位低則相當(dāng)于電流高，數(shù)位高相當(dāng)于電流低。
為了在比的基礎(chǔ)上現(xiàn)在進(jìn)行在時(shí)間上彼此連續(xù)的通風(fēng)機(jī)電流的測量值的比較，必須研究彼此連續(xù)的測量值的差，因?yàn)閷?shù)計(jì)數(shù)值的差彼此是對其比的量度。于是，比較特別簡單，因?yàn)閷τ诒鹊臉?gòu)成來說可使用計(jì)數(shù)狀態(tài)的差。
下面將詳述差值的構(gòu)成，其中在這個(gè)實(shí)施例中，使用4個(gè)計(jì)數(shù)器每個(gè)為8比特。以下為第一計(jì)數(shù)器5的計(jì)數(shù)狀態(tài)用Z1標(biāo)示、第二計(jì)數(shù)器6的計(jì)數(shù)狀態(tài)用Z2標(biāo)示、第三計(jì)數(shù)器7的計(jì)數(shù)狀態(tài)用Z3標(biāo)示、第四計(jì)數(shù)器8的計(jì)數(shù)狀態(tài)用Z4標(biāo)示。在過程控制器9中的過程計(jì)數(shù)器依次輪流地給計(jì)數(shù)器尋址。在此，有4種不同的計(jì)數(shù)過程。
計(jì)數(shù)過程1計(jì)數(shù)過程1開始，方式是通過第四計(jì)數(shù)器8置“0”，開關(guān)S1斷開，電容器C1放電，并且開關(guān)S2接通?，F(xiàn)在，第二振蕩器2的計(jì)數(shù)脈沖使計(jì)數(shù)器8和5向增大的方向計(jì)數(shù)。當(dāng)S2斷開時(shí)，但在第127個(gè)計(jì)數(shù)脈沖之后，兩個(gè)計(jì)數(shù)器5和8停止，因?yàn)閷τ诓钪禈?gòu)成來說需要8比特計(jì)數(shù)器的最高值的比特。
按照時(shí)間間隔t累積的通風(fēng)機(jī)電流的計(jì)數(shù)脈沖的數(shù)值為Z(t)，其中Z(t)≤127。因此，第四計(jì)數(shù)器8的內(nèi)容為“Z4＝z(t)”。然后第四計(jì)數(shù)器8的內(nèi)容按比特方式反轉(zhuǎn)。反轉(zhuǎn)象減法“255-z(t)”那樣起相同作用?，F(xiàn)在，第四計(jì)數(shù)器8的內(nèi)容則是“Z4＝255-z(t)”。在開始時(shí)，第一計(jì)數(shù)器5的內(nèi)容不設(shè)置為“0”，其內(nèi)容在計(jì)數(shù)開始前就處于起振狀態(tài)“Z1＝255-Z(t-3)”。
在計(jì)數(shù)后(按時(shí)間間隔t)，第一計(jì)數(shù)器5的新內(nèi)容是“Z1＝255-Z(t-3)+Z(t)”。按照公式變化和從“255”轉(zhuǎn)換成“-1”可得出“Z1＝Z(t)-Z(t-3)-1”。第一計(jì)數(shù)器5的內(nèi)容、也即Z1內(nèi)容表示在通風(fēng)機(jī)電流處于時(shí)刻t時(shí)與電流在時(shí)刻t-3之間的比(-1)。因此，現(xiàn)在Z1與兩個(gè)固定的計(jì)數(shù)極限值比較，該計(jì)數(shù)極限值分別作為比或百分比值表示一個(gè)正P和一個(gè)負(fù)的電流變化速度N。如果現(xiàn)在電流變化速度在絕對值上大于P或大于N，則是指通風(fēng)機(jī)整流脈沖，該通風(fēng)機(jī)整流脈沖由過程控制器識別和在輸出端12作為“通風(fēng)機(jī)脈沖”發(fā)送信號。
作為例子，正的變化速度的極限值是P＝248，負(fù)的變化速度的極限值是N＝15。數(shù)248相當(dāng)于反轉(zhuǎn)值7、也即當(dāng)Z(t)小于值Z(t-3)的量達(dá)(7+1)時(shí)，才得出這個(gè)值。如果現(xiàn)在Z1的內(nèi)容低于P＝248，則Z(t)最小小于Z(t-3)的量達(dá)(8+1)＝9。
數(shù)值較小意味著通風(fēng)機(jī)電流較高，那么也就是指作為換向進(jìn)行識別的電流變化為正。如果相反第一計(jì)數(shù)器5的內(nèi)容大于N＝5，則Z(t)至少大于Z(t-3)的量為(15+1)＝16。數(shù)值較大意味著通風(fēng)機(jī)電流低，也即系指作為換向識別的電流變化為負(fù)。于是，總是當(dāng)N＜Z1＜P時(shí)，才可實(shí)現(xiàn)識別換向。如果是這種情況，則輸出端12設(shè)置成“1”相當(dāng)于信號“通風(fēng)機(jī)脈沖”，如果不是這種情況，則設(shè)置為“0”。通過將計(jì)數(shù)脈沖限制到127，則不會出現(xiàn)結(jié)果的雙關(guān)性。
現(xiàn)在，電容器C1重新充電。
以同樣的方式，只有分別轉(zhuǎn)接一個(gè)計(jì)數(shù)器位置的情況下，其它計(jì)數(shù)過程才工作。
計(jì)數(shù)過程2計(jì)數(shù)過程2開始，該方式是通過第一計(jì)數(shù)器5置“0”，開關(guān)S1斷開，電容器C1放電，并且開關(guān)S2接通?，F(xiàn)在，第二振蕩器2的計(jì)數(shù)脈沖對第一計(jì)數(shù)器5和第二計(jì)數(shù)器6向增大的方向計(jì)數(shù)。當(dāng)開關(guān)S2斷開時(shí)，但在第127個(gè)計(jì)數(shù)脈沖之后，兩個(gè)計(jì)數(shù)器5和6停止，因?yàn)閷τ诓钪禈?gòu)成來說需要8比特計(jì)數(shù)器的最高值的比特。
在時(shí)刻t+1時(shí)，通風(fēng)機(jī)電流的計(jì)數(shù)脈沖的數(shù)為Z(t+1)，其中Z(t+1)≤127。因此，第一計(jì)數(shù)器5的內(nèi)容為“Z1＝Z(t+1)”。然后第一計(jì)數(shù)器5的內(nèi)容以比特方式反轉(zhuǎn)。第一計(jì)數(shù)器5的內(nèi)容現(xiàn)在則是“Z1＝255-Z(t+1)”。在開始時(shí)，第二計(jì)數(shù)器6的內(nèi)容不設(shè)置為“0”，其內(nèi)容在計(jì)數(shù)開始前就處于起振狀態(tài)“Z2＝255-Z(t-2)”。
在計(jì)數(shù)后、也即在時(shí)間間隔(t+1)結(jié)束時(shí)，第二計(jì)數(shù)器6的新內(nèi)容是“Z2＝255-Z(t-2)+Z(t+1)＝Z(t+1)-Z(t-2)-1”。第二計(jì)數(shù)器6的內(nèi)容、也即Z2的內(nèi)容表示在通風(fēng)機(jī)電流處于時(shí)刻t+1時(shí)與該電流在時(shí)刻t-2之間的比(-1)?，F(xiàn)在，Z2重新與兩個(gè)固定的計(jì)數(shù)極限值比較，該計(jì)數(shù)極限值分別作為比或百分比值表示一個(gè)正P和一個(gè)負(fù)的電流變化速度N。當(dāng)N＜Z2＜P時(shí)，則實(shí)現(xiàn)識別換向。如果是這種情況，則輸出端12設(shè)置成“1”相當(dāng)于信號“通風(fēng)機(jī)脈沖”，如果不是這種情況，則設(shè)置為“0”。
現(xiàn)在，電容器C1重新充電。
計(jì)數(shù)過程3計(jì)數(shù)過程3開始，方式是通過第二計(jì)數(shù)器6置“0”，開關(guān)S1斷開，電容器C1放電，并且開關(guān)S2接通?，F(xiàn)在，第二振蕩器2的計(jì)數(shù)脈沖對第二計(jì)數(shù)器6計(jì)數(shù)和第三計(jì)數(shù)器7向增大的方向計(jì)數(shù)。當(dāng)開關(guān)S2斷開時(shí)，但在第127個(gè)計(jì)數(shù)脈沖之后，兩個(gè)計(jì)數(shù)器6和7停止，因?yàn)閷τ诓钪禈?gòu)成來說需要8比特計(jì)數(shù)器的最高值的比特。
在時(shí)刻t+2時(shí)，通風(fēng)機(jī)電流的計(jì)數(shù)脈沖的數(shù)為Z(t+2)，其中Z(t+2)≤127。因此，第二計(jì)數(shù)器6的內(nèi)容、也即Z2的內(nèi)容為“Z2＝Z(t+2)”。然后第二計(jì)數(shù)器6的內(nèi)容以比特方式反轉(zhuǎn)。其內(nèi)容現(xiàn)在則是“Z2＝255-Z(t+2)”。在開始時(shí)，第三計(jì)數(shù)器7的內(nèi)容不設(shè)置為“0”，其內(nèi)容在計(jì)數(shù)開始前就處于起振狀態(tài)“Z3＝255-Z(t-1)”。
在計(jì)數(shù)后、也即在時(shí)間間隔t+2結(jié)束時(shí)，第三計(jì)數(shù)器7的新內(nèi)容是“Z3＝255-Z(t-1)+Z(t+2)＝Z(t+2)-Z(t-1)-1”。Z3的內(nèi)容表示在通風(fēng)機(jī)電流處于時(shí)刻t+2時(shí)與該電流在時(shí)刻t-1之間的比(-1)?，F(xiàn)在，Z3的內(nèi)容重新與兩個(gè)固定的計(jì)數(shù)極限值比較，該計(jì)數(shù)極限值分別作為比或百分比值表示一個(gè)正P和一個(gè)負(fù)的電流變化速度N。當(dāng)N＜Z3＜P時(shí)，則實(shí)現(xiàn)識別換向。如果是這種情況，則輸出端12設(shè)置成“1”相當(dāng)于信號“通風(fēng)機(jī)脈沖”，如果不是這種情況，則設(shè)置為“0”。
現(xiàn)在，電容器C1重新充電。
計(jì)數(shù)過程4計(jì)數(shù)過程4開始，該方式是通過第三計(jì)數(shù)器7置“0”，開關(guān)S1斷開，電容器C1放電，并且開關(guān)S2接通?，F(xiàn)在，第二振蕩器2的計(jì)數(shù)脈沖對第三計(jì)數(shù)器7和第四計(jì)數(shù)器8向增大的方向計(jì)數(shù)。當(dāng)開關(guān)S2斷開時(shí)，但最遲在第127個(gè)計(jì)數(shù)脈沖之后，兩個(gè)計(jì)數(shù)器7和8停止，因?yàn)閷τ诓钪禈?gòu)成來說需要8比特計(jì)數(shù)器的最高值的比特。
在時(shí)刻t+3時(shí)，通風(fēng)機(jī)電流的計(jì)數(shù)脈沖的數(shù)為Z(t+3)，其中Z(t+3)≤127。因此，第三計(jì)數(shù)器7、也即Z3的內(nèi)容為“Z＝Z(t+3)”。然后第三計(jì)數(shù)器7的內(nèi)容以比特方式反轉(zhuǎn)。第三計(jì)數(shù)器7的內(nèi)容現(xiàn)在則是“Z3＝255-Z(t+3)”。在開始時(shí)，第四計(jì)數(shù)器8的內(nèi)容不設(shè)置為“0”，其內(nèi)容在計(jì)數(shù)開始前就處于起振狀態(tài)“Z4＝255-Z(t)”。
計(jì)數(shù)后、也即在時(shí)間間隔t+3結(jié)束時(shí)，第四計(jì)數(shù)器8的新內(nèi)容是“Z4＝255-Z(t)+Z(t+3)＝Z(t+3)-Z(t)-1”。Z4表示在通風(fēng)機(jī)電流處于時(shí)刻t+3時(shí)與該電流在時(shí)刻t之間的比(-1)。現(xiàn)在，Z4內(nèi)容重新與兩個(gè)固定的計(jì)數(shù)極限值比較，該計(jì)數(shù)極限值分別作為比或百分比值表示一個(gè)正P和一個(gè)負(fù)的電流變化速度N。當(dāng)N＜Z4＜P時(shí)，則實(shí)現(xiàn)識別換向。如果是這種情況，則輸出端12設(shè)置成“1”相當(dāng)于信號“通風(fēng)機(jī)脈沖”，如果不是這種情況，則設(shè)置為“0”。
現(xiàn)在，電容器C1重新充電。
從現(xiàn)在開始，計(jì)數(shù)過程重復(fù)，也就是說，過程5與過程1相同，過程6與過程2相同等等。
C1通過R1進(jìn)行電容器放電的時(shí)間常數(shù)可如此選擇，即在需測定的輸入電壓范圍內(nèi)對第二振蕩器2的127個(gè)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。如果譬如在輸入放大器4的輸出端選擇測定范圍從5V-50mV，則電容器C1通過R1必須在第二振蕩器2的127個(gè)脈沖內(nèi)必須從5V放電到50mV。
為在同時(shí)很快旋轉(zhuǎn)的通風(fēng)機(jī)上獲得電流的足夠的時(shí)間分辨率，必須使第二振蕩器2用一個(gè)很高的頻率f3工作。為避免這一點(diǎn)，在本發(fā)明的擴(kuò)展方案中以轉(zhuǎn)換方式在放大上構(gòu)成輸入放大器4。
這在圖2中已顯示出來了。在需要的情況下，電阻R5與電阻R4并行連接，以便確定地提高增益。如果譬如在輸入放大器4的輸出端重新選擇一個(gè)測量范圍從5V-50mV，則這個(gè)范圍分成兩個(gè)子范圍。如果在一個(gè)舉例的實(shí)施方案中，通過轉(zhuǎn)換使輸入放大器4的增益成十倍地增長，則輸入電壓的轉(zhuǎn)換通過電阻R1、電容器C1和第二振蕩器2在相同的時(shí)期與以前那樣覆蓋輸入電壓范圍5V-50mV。這就是說，象以前那樣相同的精度時(shí)，第二振蕩器2通過放大轉(zhuǎn)換只需要前述工作頻率的一半，因?yàn)樵趯?shù)變換時(shí)，將比100減少到10相當(dāng)于結(jié)果的一半。
計(jì)數(shù)器5-8還只構(gòu)成為7比特的計(jì)數(shù)器，從中用6比特進(jìn)行計(jì)數(shù)。因此，在計(jì)數(shù)期間最高計(jì)數(shù)值為63，也即不再象前述實(shí)施例那樣為127。放大轉(zhuǎn)換和由此還有范圍都可作為分別是前述計(jì)數(shù)值的比較結(jié)果實(shí)現(xiàn)，也即在時(shí)刻t-1用固定設(shè)置的閾值實(shí)現(xiàn)，該閾值指出現(xiàn)有的范圍超出。
由于通過影響范圍轉(zhuǎn)換的錯(cuò)誤預(yù)測，不能忽略換向事件，所以必須在低和高范圍之間存在某些重疊。這種重疊范圍與百分比值或比有關(guān)，從這個(gè)范圍開始可作為換向識別輸入電壓變化。重疊范圍必須如換向識別所需的比那樣至少有2倍那么大。
在確定換向的±10％輸入電壓變化時(shí)，增益變換由因數(shù)10減20％而定、也即因數(shù)為8。同時(shí)，電容器C1通過電阻R1放電的時(shí)間常數(shù)可如此選擇，即在傳送6比特＝63計(jì)數(shù)脈沖時(shí)形成電壓范圍從10倍+20％＝12倍，也就是說，從5V-417mV。如果現(xiàn)在識別裝置處于低增益的范圍，也就是說電流值高，則該識別裝置工作正常，如據(jù)計(jì)數(shù)過程1-4所述。如果要是連通8倍的增益，則作為1比特增益值來存儲以后實(shí)現(xiàn)的與P和N的比較的這種狀況，因?yàn)橐院蟊仨氃诒匾獣r(shí)使比較值匹配。
在前述例子中無須范圍變換，比100相當(dāng)于計(jì)數(shù)值127。在此，比8大約相當(dāng)于計(jì)數(shù)值57。
分別根據(jù)范圍變換的時(shí)刻，產(chǎn)生4種情況。下面將根據(jù)計(jì)數(shù)過程1用范圍變換達(dá)到8倍增益表示情況1和2。
計(jì)數(shù)過程1開始，該方式是通過使增益轉(zhuǎn)換到8，增益比特置于“1”，第四計(jì)數(shù)器8置“0”，開關(guān)S1斷開，電容器C1放電，并且開關(guān)S2接通?，F(xiàn)在，第二振蕩器2的計(jì)數(shù)脈沖對第四計(jì)數(shù)器8和第一計(jì)數(shù)器5向增大的方向計(jì)數(shù)。當(dāng)S2斷開時(shí)，但最遲在第四計(jì)數(shù)器8中計(jì)數(shù)值為63之后，兩個(gè)計(jì)數(shù)器5和8停止，因?yàn)閷τ诓钪禈?gòu)成來說需要7比特計(jì)數(shù)器的最高值的比特。在時(shí)刻t的通風(fēng)機(jī)電流的計(jì)數(shù)脈沖的數(shù)值為Z(t)，其中Z(t)≤63。因此，第四計(jì)數(shù)器8的內(nèi)容為“Z＝Z(t)”。然后第四計(jì)數(shù)器8的內(nèi)容以比特方式反轉(zhuǎn)。反轉(zhuǎn)如同減法“127-Z(t)”那樣起相同作用。第四計(jì)數(shù)器8內(nèi)容、也即Z4的內(nèi)容，現(xiàn)在則是“Z4＝127-Z(t)”。那么，情況1或2也適用于第一計(jì)數(shù)器5。
情況1在這種情況中，在時(shí)刻t-3也就接通了8倍增益。第一計(jì)數(shù)器5的內(nèi)容在開始不置于“0”，以致于其內(nèi)容在計(jì)數(shù)開始前就處于起振狀態(tài)“Z1＝127-Z(t-3)”。在計(jì)數(shù)后(在時(shí)間間隔t后)，第一計(jì)數(shù)器5的新內(nèi)容是“Z1＝127-Z(t-3)+Z(t)”。兩個(gè)值Z(t-3)和Z(t)都本來須提高校正值57，這相當(dāng)于8倍增益。但是，這個(gè)校正值在做減法時(shí)卻降低。因此，完全可以正常地繼續(xù)進(jìn)行過程處理。
Z1與兩個(gè)固定的計(jì)數(shù)極限值比較，該計(jì)數(shù)極限值分別作為比或百分比值表示一個(gè)正P和一個(gè)負(fù)的電流變化速度N。如果現(xiàn)在在第一計(jì)數(shù)器5中電流變化速度在絕對值上大于P或大于N，則是指通風(fēng)機(jī)整流脈沖，該通風(fēng)機(jī)整流脈沖由過程控制器識別和在輸出端12發(fā)送信號。在此，當(dāng)N＜Z1＜P時(shí)，實(shí)現(xiàn)識別換向。
情況2在這種情況中，在時(shí)刻t-3也就接通了標(biāo)準(zhǔn)的增益。第一計(jì)數(shù)器5的內(nèi)容在開始時(shí)不置于“0”，以致于其內(nèi)容在計(jì)數(shù)開始前就處于起振狀態(tài)“Z1＝127-Z(t-3)”。在計(jì)數(shù)后(在時(shí)間間隔t后)，第一計(jì)數(shù)器5的新內(nèi)容是“Z1＝127-Z(t-3)+Z(t)”。
值Z(t)本來須提高一個(gè)值為校正值57，這相當(dāng)于8倍增益。但是，加法卻費(fèi)事，此外，接著就直接實(shí)現(xiàn)與極限值P和N比較。因此，代之與于此，Z1與兩個(gè)校正過的固定的計(jì)數(shù)極限值比較，該計(jì)數(shù)極限值分別作為比或百分比值表示一個(gè)正(P-57)和一個(gè)負(fù)的電流變化速度(N-57)。如果按照Z1，電流變化速度現(xiàn)在超過值P-57或N-57，則是指通風(fēng)機(jī)整流脈沖，該通風(fēng)機(jī)整流脈沖由過程控制器識別和在輸出端12發(fā)送信號。在此，當(dāng)N-57＜Z1＜P-57時(shí)，實(shí)現(xiàn)識別換向。
就情況3和4來說，可看成計(jì)數(shù)過程1是具有范圍變換到標(biāo)準(zhǔn)的增益。
計(jì)數(shù)過程1開始，該方式是通過增益轉(zhuǎn)換到標(biāo)準(zhǔn)、也即R5不并聯(lián)，增益比特置“0”，第四計(jì)數(shù)器8置“0”，開關(guān)S1斷開，電容器C1放電，并且開關(guān)S2接通?，F(xiàn)在，第二振蕩器2的計(jì)數(shù)脈沖對計(jì)數(shù)器8和5向增大的方向計(jì)數(shù)。當(dāng)開關(guān)S2斷開時(shí)，但在第四計(jì)數(shù)器8的計(jì)數(shù)值為63之后，兩個(gè)計(jì)數(shù)器停止，因?yàn)閷τ诓钪禈?gòu)成來說需要7比特計(jì)數(shù)器的最高值的比特。
在時(shí)刻t的通風(fēng)機(jī)電流的計(jì)數(shù)脈沖的數(shù)值為Z(t)，其中Z(t)≤63。因此，第四計(jì)數(shù)器8的內(nèi)容為Z4＝Z(t)。然后第四計(jì)數(shù)器8的內(nèi)容以比特方式反轉(zhuǎn)。反轉(zhuǎn)象減法“127-Z(t)”那樣起相同作用。第四計(jì)數(shù)器8的內(nèi)容、也即Z4的內(nèi)容，現(xiàn)在則是“Z4＝127-Z(t)”。于是，對第一計(jì)數(shù)器5給出了情況3和4。
情況3在這種情況中，在時(shí)刻t-3也就接通了標(biāo)準(zhǔn)的(無RS)增益。第一計(jì)數(shù)器5的內(nèi)容在計(jì)數(shù)開始前就處于起振狀態(tài)“Z1＝127-Z(t-3)”。在計(jì)數(shù)后(在時(shí)間間隔t后)，第一計(jì)數(shù)器5的新內(nèi)容、也即Z1的新內(nèi)容，是“Z1＝127-Z(t-3)+Z(t)”。
Z1的內(nèi)容與兩個(gè)固定的計(jì)數(shù)極限值比較，該計(jì)數(shù)極限值分別作為比或百分比值表示一個(gè)正P和一個(gè)負(fù)的電流變化速度N。如果現(xiàn)在于Z1中，電流變化速度超過值P和N，則是指通風(fēng)機(jī)整流脈沖，該通風(fēng)機(jī)整流脈沖由過程控制器識別和在輸出端12作為“通風(fēng)機(jī)脈沖”發(fā)送信號。在此，當(dāng)N＜Z1＜P時(shí)，實(shí)現(xiàn)識別換向。
情況4在這種情況中，在時(shí)刻t-3接通了8倍增益。第一計(jì)數(shù)器5的內(nèi)容在計(jì)數(shù)開始前就處于起振狀態(tài)“Z1＝127-Z(t-3)”。增益比特置于1，也即Z1的校正值本來就是127-(Z(t-3)+57)。在計(jì)數(shù)后(在時(shí)間間隔t后)，第一計(jì)數(shù)器5的新內(nèi)容是“Z1-127-Z(t-3)+Z(t)”。值Z1本來須減少一個(gè)值為校正值57，這相當(dāng)于在時(shí)刻t-3時(shí)8倍增益。但是，減法卻費(fèi)事，此外，可隨后直接與極限值P和N比較。因此，Z1的內(nèi)容與兩個(gè)校正過的固定的計(jì)數(shù)極限值比較，該計(jì)數(shù)極限值分別作為比或百分比值表示一個(gè)正(P+57)和一個(gè)負(fù)的電流變化速度(N+57)。如果在Z1中，電流變化速度現(xiàn)在超過值P+57或N+57，則是指通風(fēng)機(jī)整流脈沖，該通風(fēng)機(jī)整流脈沖由過程控制器識別和在輸出端12作為“通風(fēng)機(jī)脈沖”發(fā)送信號。在此，當(dāng)N+57＜Z1＜P+57時(shí)，實(shí)現(xiàn)識別換向。
當(dāng)?shù)诙偷谌?jì)數(shù)器6和7用一個(gè)移位寄存器17代替時(shí)，可產(chǎn)生另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案。圖3示出了具有一個(gè)三級移位寄存器17的這樣的實(shí)施例。在功能上這個(gè)三級移位寄存器17相當(dāng)于一個(gè)圖1具有5個(gè)計(jì)數(shù)器的裝置。
每個(gè)計(jì)數(shù)過程都隨第一振蕩器1的一個(gè)新脈沖開始。
計(jì)數(shù)過程1開始，該方式是通過具有信號“移位時(shí)鐘脈沖”的第一計(jì)數(shù)器15的反轉(zhuǎn)內(nèi)容，由過程控制器9接收進(jìn)三級移位寄存器中，并且同時(shí)由移位寄存器17組成的最早的值Z(t-4)作為啟動(dòng)值裝入第二計(jì)數(shù)器16。
接著第一計(jì)數(shù)器15置“0”，開關(guān)S1斷開，電容器C1通過R1放電，并且開關(guān)S2接通?，F(xiàn)在，第二振蕩器2的計(jì)數(shù)脈沖對第一計(jì)數(shù)器15和第二計(jì)數(shù)器16向增大的方向計(jì)數(shù)。當(dāng)S2斷開時(shí)，但最遲在第127個(gè)計(jì)數(shù)脈沖之后(譬如當(dāng)信號是“0”-檢測＝0時(shí)，可簡單識別)，兩個(gè)計(jì)數(shù)器15和16停止，因?yàn)橛捎诓钪禈?gòu)成不需使用第二計(jì)數(shù)器16的最高值的比特。
在時(shí)刻t時(shí)，通風(fēng)機(jī)電流的計(jì)數(shù)脈沖的數(shù)量為Z(t)，其中Z(t)≤127。因此，第一計(jì)數(shù)器15的內(nèi)容為“Z1(t)＝Z(t)”。第二計(jì)數(shù)器16的內(nèi)容在計(jì)數(shù)過程1開始前，就處于起振狀態(tài)，并且由此達(dá)到反轉(zhuǎn)值Z(t-4)＝255-Z(t-4)，因?yàn)樵跁r(shí)刻t-4于第一計(jì)數(shù)器15中測定這個(gè)值，并且以反轉(zhuǎn)形式通過3個(gè)移位寄存器級移位入第二計(jì)數(shù)器16中。
移位寄存器級用第一振蕩器1的時(shí)鐘脈沖通過信號“移位時(shí)鐘脈沖”控制。因此，在進(jìn)行每次新的電流測量時(shí)，前述的測量值分別向右移位一個(gè)位置，直到最后作為啟動(dòng)值裝入第二計(jì)數(shù)器16中。因此，在計(jì)數(shù)過程1結(jié)束后在第二計(jì)數(shù)器16中產(chǎn)生下面的值Z2(t)＝255-Z(t-4)+Z(t)＝Z(t)-Z(t-4)-1于是，第二計(jì)數(shù)器16的內(nèi)容，也即Z2的內(nèi)容表示時(shí)刻t在通風(fēng)機(jī)電流之間與該時(shí)刻t-4時(shí)電流之比(-1)?，F(xiàn)在，Z2重新與兩個(gè)固定的計(jì)數(shù)極限值比較，該計(jì)數(shù)極限值分別作為比或百分比值表示一個(gè)正P和一個(gè)負(fù)的電流變化速度N。如果現(xiàn)在P和N是相當(dāng)小的值，則比較通過下面的簡化電路就可實(shí)現(xiàn)Z2(t)通過簡化的數(shù)/模變換器變換成模擬電壓，并且在比較器18中與通過由R7和R8組成的分壓器來確定的固定電壓值N比較。這可用電阻4*R、2*R、R和二極管D13-17和累積電阻0.5*R實(shí)現(xiàn)，這些電阻分別連接在第二計(jì)數(shù)器16的非反轉(zhuǎn)的輸出端上。
可選擇這種裝置使所用的數(shù)值N直到計(jì)數(shù)數(shù)值7。電阻8*R、4*R、2*R、R，二極管D14-D17和累積電阻0.5*R都需要用這些直到15的計(jì)數(shù)值。
同時(shí)，Z2(t)＝255-Z2(t)的反轉(zhuǎn)值通過另一個(gè)簡化的數(shù)/模變換器變換成模擬電壓，并且在另一個(gè)比較器19中與固定電壓值255-P比較。這可用電阻4*R、2*R、R和二極管D8-12和累積電阻0.5*R實(shí)現(xiàn)，這些電阻連接在第二計(jì)數(shù)器16的反轉(zhuǎn)的輸出端上。
可選擇這種裝置使所用的數(shù)值P直到計(jì)數(shù)數(shù)值7。電阻8*R、4*R、2*R、R，二極管D9-D12和累積電阻0.5*R都需要用這些直到15的計(jì)數(shù)值。
可選擇用于數(shù)/模變換的這種簡化的裝置，因?yàn)樵诙O管輸出端的較高值的比特在任何情況下都大于比較值N或P，以致于在這種情況下模擬電壓的精度的高低并不重要。對此，電阻8*R、4*R等等也不需象在使用8比特的數(shù)/模變換器時(shí)那樣如此精確。
比較器18和19的結(jié)果在一個(gè)“與”門電路20中進(jìn)行邏輯運(yùn)算并且將結(jié)果通知過程控制器9。如果結(jié)果等于1，則這就意味著N＜Z2(t)＜P，這就意味著發(fā)生換向。只有當(dāng)計(jì)數(shù)在第二計(jì)數(shù)器16中結(jié)束時(shí)，該結(jié)果自然才有效。因此，當(dāng)結(jié)果為1時(shí)，過程控制器9才在這個(gè)計(jì)數(shù)結(jié)束后，詢問門電路的結(jié)果，并且作為通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)11的通風(fēng)機(jī)脈沖通告。
計(jì)數(shù)過程2和所有其它計(jì)數(shù)過程都與計(jì)數(shù)過程1一致。過程控制器在這個(gè)實(shí)施方案中按照圖3還只負(fù)責(zé)控制信號的時(shí)間校正順序。
參考符號表1 第一振蕩器2 第二振蕩器3 比較器4 輸入放大器5 第一計(jì)數(shù)器6 第二計(jì)數(shù)器7 第三計(jì)數(shù)器8 第四計(jì)數(shù)器9 過程控制器10 通風(fēng)機(jī)11 控制裝置12 輸出端13 數(shù)/模變換器14 數(shù)/模變換器15 第一計(jì)數(shù)器16 第二計(jì)數(shù)器17 移位寄存器18 比較器19 比較器f1 通風(fēng)機(jī)額定轉(zhuǎn)數(shù)f2 第二頻率f3 第三頻率
C1 電容器S1 第一開關(guān)S2 第二開關(guān)R1...R9電阻
權(quán)利要求
1.測量通風(fēng)機(jī)電機(jī)整流脈沖的方法，步驟有-在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)連續(xù)檢測和存儲與通風(fēng)機(jī)電流成比例的測量值，-通過兩個(gè)一定時(shí)間間隔的測量值的比較連續(xù)地分析計(jì)算測量電壓值，并且-當(dāng)比較的測量值的差彼此滿足預(yù)定的極限值條件時(shí)，輸出結(jié)果信號。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將兩個(gè)測量值的比與預(yù)定的極限值條件比較。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，測量電壓值在分析計(jì)算前轉(zhuǎn)換成與此有關(guān)的時(shí)間值。
4.按照權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在測量值轉(zhuǎn)換成時(shí)間值時(shí)，構(gòu)成測量電壓值的對數(shù)。
5.按照權(quán)利要求3或4所述的方法，以測定使測量電壓值成比例的時(shí)間值所用的如下步驟為特征，-產(chǎn)生電壓曲線，-將電壓曲線與與通風(fēng)機(jī)電流成比例的測量電壓比較，-在電壓曲線開始時(shí)刻和電壓曲線與測量電壓一致的時(shí)刻之間，保持第一時(shí)延。
6.按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，電壓曲線按對數(shù)變化。
7.實(shí)施按照權(quán)利要求1-6之一所述的方法的電路裝置，具有--裝置(11)以控制通風(fēng)機(jī)(10)，并且-裝置，它借助一個(gè)與通風(fēng)機(jī)串聯(lián)的電流電阻(RS)，檢測通風(fēng)機(jī)電機(jī)換向時(shí)刻，其特征在于，-一個(gè)電容器(C1)，它具有并聯(lián)的放電電阻(R1)，它通過第一開關(guān)(S1)與充電電壓(VCC)連接，其中第一開關(guān)(S1)用第一振蕩頻率(f2)加負(fù)載，該第一振蕩頻率(f2)相當(dāng)于通風(fēng)機(jī)(10)的額定頻率的多倍，-一個(gè)比較器(3)，以將電容電壓與一個(gè)通過電流電阻(RS)分接的電壓比較，-一個(gè)第二振蕩器(2)，以產(chǎn)生計(jì)數(shù)時(shí)鐘脈沖信號，-一個(gè)計(jì)數(shù)裝置，它具有至少兩個(gè)計(jì)數(shù)器(5、6、7、8)和一個(gè)過程控制器(9)，其中第二振蕩器(2)通過一個(gè)由比較器(3)控制的第二開關(guān)(S2)與計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)輸入端連接，-其中通過過程控制器(9)，確定分別激活的計(jì)數(shù)器，并且至少兩個(gè)計(jì)數(shù)器(5、6、7、8)的內(nèi)容彼此邏輯運(yùn)算，并且其中規(guī)定有一個(gè)分析計(jì)算裝置，以與預(yù)定的極限值條件比較和產(chǎn)生結(jié)果信號。
8.按照權(quán)利要求7所述的電路裝置，其特征在于，在電流測量電阻的一個(gè)抽頭和比較器之間設(shè)置具有多個(gè)轉(zhuǎn)接放大范圍的放大器(4、R3、R4、R5、S3)，其中轉(zhuǎn)接放大范圍經(jīng)過程控制器(9)的信號進(jìn)行控制。
9.按照權(quán)利要求7或8之一所述的電路裝置，其特征在于，第一振蕩器(1)振蕩頻率(f2)是通風(fēng)機(jī)額定頻率(f1)的整數(shù)倍。
10.按照權(quán)利要求9所述的電路裝置，其特征在于，第一振蕩器(1)振蕩頻率(f2)是通風(fēng)機(jī)額定頻率(f1)的百倍。
11.實(shí)施按照權(quán)利要求1-6之一所述的方法的電路裝置，具有-裝置(11)以控制通風(fēng)機(jī)(10)，并且-裝置，它借助一個(gè)與通風(fēng)機(jī)串聯(lián)連接的電流電阻(RS)，檢測通風(fēng)機(jī)電機(jī)換向時(shí)刻，其特征在于，-一個(gè)電容器(C1)，它具有并聯(lián)的放電電阻(R1)，它通過第一開關(guān)(S1)與充電電壓(VCC)連接，其中第一開關(guān)(S1)用第一振蕩頻率(f2)加負(fù)載，該第一振蕩頻率(f2)相當(dāng)于通風(fēng)機(jī)(10)的額定頻率的多倍，-一個(gè)比較器(3)，以將電容電壓與一個(gè)通過電流電阻(RS)分接的電壓比較，-一個(gè)第二振蕩器(2)，以產(chǎn)生計(jì)數(shù)時(shí)鐘脈沖信號，-一個(gè)計(jì)數(shù)裝置，它具有至少兩個(gè)計(jì)數(shù)器(15、16)，并且-一個(gè)連接在第一計(jì)數(shù)器(15)的輸出端和第二計(jì)數(shù)器(16)的輸入端之間的移位寄存器(17)，以暫存計(jì)數(shù)狀態(tài)，其中第二振蕩器(2)通過與由比較器(3)控制的第二開關(guān)(S2)與計(jì)數(shù)器(15、16)的計(jì)數(shù)輸入端連接，-一個(gè)過程控制器(9)，以控制計(jì)數(shù)器(15、16)和移位寄存器(17)，并且-一個(gè)分析計(jì)算裝置，以將第二計(jì)數(shù)器(16)的計(jì)數(shù)狀態(tài)與預(yù)定的極限值條件進(jìn)行比較和產(chǎn)生結(jié)果信號。
12.按照權(quán)利要求11所述的電路裝置，其特征在于，分析計(jì)算裝置具有兩個(gè)數(shù)/模變換器(13、14)和兩個(gè)比較器(18、19)以將變換的值與參考值比較。
13.按照權(quán)利要求11或12之一所述的電路裝置，其特征在于，在移位寄存器(17)中，存儲著第一計(jì)數(shù)器(15)的反轉(zhuǎn)的計(jì)數(shù)狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種檢測通風(fēng)機(jī)電機(jī)的整流脈沖的方法，步驟有當(dāng)比較的測量值的差彼此滿足預(yù)定的極限值條件時(shí)，在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)，連續(xù)檢測和存儲通風(fēng)機(jī)電流成比例的測量電壓值，通過比較兩個(gè)時(shí)間上一定間隔的測量值和輸出結(jié)果信號，連續(xù)地分析計(jì)算測量電壓值。
文檔編號H02P6/16GK1656667SQ03812493
公開日2005年8月17日 申請日期2003年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月31日
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