Устройство для контроля неисправностей во входной и выходной цепях операционного усилителя

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (»if 004982

I (63) Дополнителькое к авт. свмд-ву— (51) М. Кд.з (22) Заявлено 22.06.81 (21) 3332262/18-24

G 05 В 23/02 сприсоединеимемзаявки М— (23) ПриоритетГосударственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

f331УДК 621 е 396 (088. 8) Опубликовано 150383. Бюллетень М10

Дата опубликования описания 15 . o 3- 83 (72) Авторы изобретения

I !

1 с

В. П. Крысин и t0. В. Захаров

Всесоюзный дваждЫ ордена Трудового Краснопр Знамени теплотехнический научно-исследовательский инстйтуз.: им. Ф. Э. Дзержинского (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ .НЕИСПРАВНОСТЕЙ

ВО ВХОДНОЙ И ВЫХОДНОЙ ЦЕПЯХ ОПЕРАЦИОННОГО

УСИЛИТЕЛЯ

Изобретение относится к автоматике, а именно к оперативным устройствам непрерывной диагностики аппара.туры регулирования, и может. быть иск .пользовано для контроля неисправностей операционного усилителя в составе регулирующих приборов.

Известно устройство контроля неисправностей регулирующего прибора. . Принцип .действия этого устройства основан на непрерывном сравнении выходных сигналов контролируемого регулирующего прибора, содержащего операционный усилитель, и эквивалентной модели, в качестве которой используется аналогичный регулирующий прибор, содержащий операционный уси» литель. Оно включает в свою схему. также два формирователя импульсов, причем первый вход первого формирователя импульеов соединен с первым выходом контролируемого регулирующего прибора, а первый вход второго формирователя импульсов — с первым выходом эквивалентной. модели, вто рые входы первого и второго формирователей импульсов подключены ко вто"рым выходам соответственно модели и контролируемого регулирующего блока, при этом первый -выход первого формирователя импульсов соединен со входом первого счетчика, импульсов, а первый выход второго формирователя импульсов — co входом второго счетчика импульсов, выходы первого счетчика импульсов через первый преобразователь код-аналог связаны с первым входом блока сравнения, аналогично. входы второго счетчика им пульсов через второй преобразователь код-аналог связан со вторым входом блока сравнения, выход которого соединен со входом порогового блока.

Таким образом, входные величины

15:счетчиков - числа импульсов в виде четырехразрядного двоичного кодапреобразуются в преобразователях код-аналог в аналоговые величинынапряжения, которые подаются в противоположных полярностях на входы блока сравнения. В момент достижения разности между числами импульсов в счетчиках заданной величины на выходе блока сравнения сигнал рассогласования достигает напряжения срабатывания порогового блока, связанного с сигналиэатором Р 1).

Недостатками данного устройства являются, во-первых, наличие эквива 0 лентной модели регулирующего прибо1004982 ра, что приводит к возрастанию аппаратурных затрат и усложнению схемы известного устройства контроля неисправностей, во-вторых, невозможность фиксации некоторых отказов регулиру ющего прибора, в-третьих, невозмож,ность полного совпадения настроек контролируемого регулирующего прибора и модели, что даже при их исправных состояниях приводит к постепенному накоплению рассогласования и 10 возможности ложной фиксации неисправностей контролируемого регулирующего блока, в-четвертых, невозможность локализации места отказа, т.е. определения, в каком из двух регули- 15 рующих приборов произошло нарушение работоспособности.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство контроля неисправностей регулирующего прибора, содержащего операционный усилитель, Принцип действия этого устройства основан на диагностике работоспособности операционного уси- 5 лителя. Оно включает в свою схему входной согласующий элемент и выходной согласующий элемент контролируемого регулирующего прибора. Причем в этом устройстве входной и выходной согласующие элементы имеют общую точку соединения (суммирующук точку), которая подключена ко входу усилителя, а также через пассивные элементы связана со входом усилителя переменного тока, выход которого соединен со входом устройства индикации неисправностей.

Сущность данного способа контроля заключается в обнаружении неисправностей в работе операционного усили- 40 теля путем контроля потенциала суммирующей точки.

Для целей индикации используется сигнал, появляющийся на выходе усилителя переменного тока в случае нару-45 щения работоспособности операционно-. го усилителя .2). недостаткам этого устройства относится невозможность фиксации короткого замыкания входа операционного усилителя, что снижает достоверность результата контроля.

Цель изобретения - повышение достоверности результатов контроля путем обесгечения дополнительной воэможности фиксации коротких замыканий входа операционного усилителя.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля неисправностей во входной и выходкой цепях операционного усилителя, 6Î содержащее входной согласующий элемент; последовательно соединенные пассивные элементы, выходной согласующий элемент, вход которого соединен с выходом операционного усилите- 65 ля, введен нуль-орган, первый вход которого соединен с выходом входного согласующего элемента н вторым выво-: дом первого пассивного элемента, вто рой вход нуль-органа соединен с выходом согласующего элемента и вторым выводом второго пассивного элемента, причем первые выводы пассивных элементов подключены ко входу операционного усилителя.

На чертеже представлена блок-схема предложенного устройства.

Устройство содержит операционный усилитель 1, входной согласующий элемент 2, выходной согласующий элемент 3, пассивные элементы 4 и 5 и нульорган б.

Устройство работает следующим образом.

При исправном усилителе 1 ток в цепи элемента 2 равен току в цепи элемента 3, поэтому напряжения на элементах 4 и 5 одинаковые и противоположные по знаку, при этом нульорган б выключен. Для исключения влияния падений напряжений на элементах 4 и 5 на выходные сигналы цепей элементов 2 и 3 номиналы полных сопротивлений элементов 4 и 5 выбраны значительно меньшими по сравнению с полными сопротивлениями элементов 2 и 3.

Устройство может выявить такие нарушения, как короткое замыкание и обрыв на выходе усилителя 1, обрыв в цепи его обратной связи 3,. обрыв и короткое замыкание входа усилителя 1 и исчезновение напряжения в цепях питания усилителя 1.

В соответствии с этим возможны следующие варианты работы устройства в случае возникновения перечисленных выще неисправностей.

При обрыве на выходе усилителя 1 ток в цепи элемента 3 отсутствует и на элементе 5 не создается падения напряжения. На элементе же 4 падение напряжения не равно нулю за счет тока в цепи элемента 2. Сумма напряжений на входах нуль-органа 6 оказыва.ется отличной от нуля и нуль-орган -" б срабатывает, что является сигналом о неисправности входных или выходных . цепей операционного усилителя. При коротком замыкании на выходе усилителя 1 и обрыве его входа, а также при обрыве цепи его обратной связи устройство работает аналогично.

При коротком замыкании входа усилителя 1 ток в . цепи элемента 3 достигает максимальной величины, вследствие чего падение напряжения на элементе 5 значительно превосходит падение напряжения на элементе 4.

Сумма напряжений на входах нуль-органа б оказывается отличной от нуля и нуль-орган б срабатывает.

1004982

15

Составитель В. Яковлев

Редактбр М. Келемеш ТехредN.Костик Корректор Г. Огар

Заказ 1896/61. Тираж 872 Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж -35, Раушская наб., д. 4/5

Филиа ППП "Патент", г. ужгород, ул . Проектная, 4

При нарушениях работоспособности самого усилителя 1 или (и) исчезновении напряжения в цепях его питания нарушается баланс токов в цепи элемента 2 и в цепи элемента 3, что нарушает равенство падений напряжений на элементах 4 и 5, создаваемых этими токами. Сумма напряжений на входах нуль-органа 6 оказывается отличной от нуля и нуль-орган срабатывает.

Такйм образом, исключение дополнительного усилителя переменного тока и введение нуль.-органа 6 позволяет повысить достоверность результатов контроля операционного усилителя. Подключение нуль-органа 6 к операционному усилителю по схеме, предложенной в изобретении, позволяет обеспечить фиксации неисправностей во .входных и выходных цепях операционного усилителя 1, а также в цепях его питания.

Формула изобретения

УФтройство для контроля неисправностей во входной и выходной цепях операционного усилителя, содержащее входной согласункчий элемент, последовательно соединенные пассивные элементы, выходной согласующий элемент, вход которого соединен с выходом операционного усилителя, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов контроля, в устройство введен нуль-орган, первый вход которого соединен с выходом входного согласующего элемента и вторым выводом первого паcñèâíîão элемента, второй вход нуль-органа соединен с выходом выходного согласующего элемента и вторым выводом второго пассивного элемента, причем первые выводы пассивных элементов подключены к входу операционного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Интегрированные информационные системы. Сборник статей. Вып. 4, Чебоксары. Издательство чувашскогогосударственного университета им.

И. Н. Улькнона, 1978, с. 8-13.

2. Корн Г. и Корн Т. Электюонные . аналоговые и аналого-цифровые вычислительные машины. М., "Мир", 1967, с. 194-195 (прототип).