Устройство для допускового контроля напряжения

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть применено в автоматических системах регулирования и контроля. Цель изобретения - повышение стабильности точностных характеристик устройства. Устройство содержит операционный усилитель 1, ключ 5, переключатели 2 и 3, источник 11 опорного напряжения. Введение переключателя 4, конденсаторов 6, 7 и 8 и блока 9 управления обеспечивает высокую точность допускового контроля напряжения в течение длительной эксплуатации устройства. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G О1 R 19/165

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fHHT СССР, (21) 4397188/24-21 . (22) 25.03.88 (46) 07.08.90. Ьюл. И- 29 . (72) С.И.Протопопов .(53) 621.317.7 (088.8) ,(56) Авторское свидетельство СССР .11» 1016748» кл, G 01 R 19/165» 1983 °

Заявка ФРГ 1»- ОЯ 3246944, .кл. С 01 R 19/165, 1984.

:(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОПУСКОВОГО КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Иэобретение относится к электро,иэмерительной технике и может быть

ÄÄSUÄÄ 1583861 А1

2 применено в автоматических системах регулирования и контроля, Цель изобретения — повьппение стабильности точностных характеристик устройства.

Устройство содержит операционный усилитель 1, ключ 5, пер еключат ели

2 и 3, источник 11 опорного напряжения. Введение переключателя 4, конденсаторов 6 — 8 и блока .9 управления обеспечивает высокую точность допускового контроля напряжения в течение длительной эксплуатации устройства, 3 ил.

1583861

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть применено в автоматических системах регулирования и контроля.

Цель изобретения — повышение стабильности точностных характеристик у стр ойств а.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие его работу; на фиг.3 — блок управления, вариант выполнения.

Устройство (фиг.1) содержит one" рационный усилитель (ОУ). 1, первый

2 второй 3 и третий 4 переключатели, ключ 5, первый 6, второй 7 и третий

8 конденсаторы, блок 9 управления, вход 10,источник 11 опорного напряжения и выход 12. 2О

Первый вход переключателя 2 соединен с входом 10, второй вход с общей шиной и с вторыми входами переключателей 3 и 4, а также с неинвер" тирующим входом ОУ 1. Первые входы 25 переключателей 3 и 4 соединены с источником 11, выходы переключателей

2 — 4 соединены с первыми обкладками конденсаторов 6 — 8 соответственно, вторые обкладки которых соедине" ны с иннертирующим входом ОУ 1 и входом ключа 5. Выход ОУ 1 соединен с выходом ключа 5 и входом блока 9 управления, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены с управляющими входами ключа 5 и переключателей 2 — 4 соответственно, а информационный выход 12 блока 9 является выходом устройства. Положение контактов переключателей и ключа 4О показано при напряжении низкого уровня на их управляющих входах, На фиг.2 представлены временные диаграммы, где а — напряжение на управляющем входе переключателя 2; б— напряжение на управляющем входе перекпючателя 3; в — напряжение на управляющем входе переключателя 4; r— напряжение на управляющем входе ключа 5; д - напряжение на инверсном ..5О входе ОУ 1 (случай, когда величина входного напряжения находится в поле допуска); е — напряжение на выходе

ОУ 1, приведенное к логическим уровням.

Блок 9 (фиг.3) состоит из генератора 13 тактовых импульсов, буферного усилителя 14, счетчика 15 импуль- сон с дешифратором на выходе,элемента ИЛИ 1б, триггеров 17 — 19, иннертора 20, элемента "ИСКЛ!!ЧАИ !FF. ИЛИ"

21, Входом блока 9 является вход буферного усилителя 14, выход которого соединен с 0-входами триггеров 17 и 18. Выход генератора 13 подключен к входу счетчика 15, первый, второй, третий выходы которого соединены с инверсными синхровходами триггеров

17 — 19 соответственно. Первый и второй выходы счетчика 15 соединены с входами элемента ИЛИ 16. Инверсный выход триггера 17 и прямой выход триггера 18 через элемент ИСКЛРЧАЧ-!

ЦЕЕ ИЛИ 21 соединены с D-входом триггера 19. Выход элемента.ИЛИ 16 соединен с первым выходом блока 9 через инвертор 20, а с вторым и третьим выходами блока 9 непосредственно, Второй выход счетчика 15 подключен к четвертому выходу блока 9, а инверсный выход триггера 19 — к информационному выходу блока 9, Устройство работает следующим образомм, В момент времени toíà управляющие входы переключателей 2 — 4 подается напряжение низкого уровHH на управляющий нход ключа 5 — напряжение высокого уровня. Ключ 5 замыкает цепь обратной связи ОУ 1, переключатель

2 соединяет вторую обкладку конденсатора б с источником входного напряжения, а вторые обкладки конденсаторов 7 и 8 остаются соединенными с общей шиной, В момент времени t, на упранляющие входы переключателей 2 и 3 подается напряжение высокого уровня, а на управляющие входы переключателя

4 и ключа 5 — напряжение низкого уровня,. Ключ 5 размыкает цепь обратной связи .ОУ 1, переключатель 2 соединяет вторую обкладку конденсатора

6 с общей шиной, а переключатель 3 соединяет вторую обкладку конденсатора 7 с источником 11 опорного напряжения. При этом происходит первое перераспределение зарядов конденсаторов 6 — 8, и на инвертирующем входе ОУ 1 появляется напряжение оп С - Usx Cs

U + U с +с +с СМ 1 где - П0п — опорное напряжение источника 11;

C pC °

1583861

1О

U оа (С т+С В) — U ex Cc

С +С +С

6 7 9

С7

Пн С on

С вЂ” емкости конденсаторов

В б — 8 соответственно;

U „ — входное напряжение устройства;

U „, — напряжение смещения ОУ .

Одновременно происходит компенсация напряжения смещения ОУ 1 путем запоминания в промежуток времени (to;

t „) напряжения смещения на конденсаторах 6 — 8 и последующего вычитания запомненного напряжения из входного напряжения ОУ 1. На выходе ОУ 1 появляется напряжение высокого или низкого уровня, зависящее от знака напряжения Ug . В момент времени t на управляющий вход переключателя 4 подается напряжение высокого уровня, Переключатель 4 соединяет вторую обкладку конденсатора 8 с источником 11 опорного напряжения. Происходит второе перераспределение зарядов конденсаторов 6 — 8, и на инвертирующем входе ОУ 1 появляется напряжение

При этом также имеет место компенсация напряжения смещения ОУ 1. Выходные сигналы ОУ 1 анализируются в блоке 9 управления, и на его информационном выходе 12 появляется сигнал, характеризующий величину входного напряжения относительно величи-. ны опорного напряжения, причем величина верхнего граничного напряжения равна

С 7+СВ

U = -- — — — — ° (1

g6 on

Величина нижнего граничного напряжения равна

Блок 9 управления работает следующим о бр аэ ом.

Счетчик 15 импульсов с дешифратором на выходе при поступлении на его синхронизирующий вход импульсов с генератора 13 формирует сигналы управления переключателями 2 — 4 и ключом 5, В случае, если величина входного напряжения находится в поле допуска, т. е. больше UH и меньше U на выходе ОУ 1 появляются сигналы: в интервале времени (t t,2 ) " напряжение высокого уровня; в интервале . времени (t<, t } — напряжение низко!

40 го уровня. В случае, если величина входного напряжения находится вне поля допуска,. т,е. либо меньше Uö, либо больше Г, на выходе ОУ 1 н интервалы вреь:ени (t g tã) H (t> t>) появляется напряжение либо низкого, либо высокого уровня соответственно.

Выходное напряжение ОУ 1 буферным усилителем 14 приводится уровням логической "1" или логического "0" и логические сигналы поступают на информационные входы D-триггеров 17—

1 9, Ср еэ ами импульсов с выхода счетчика 15 эти сигналы записываются в триггеры 17 и 18. Выходные сигналы триггеров 17 и 18 суммируются элементом !1СКЛР!ЧА!0ПЕЕ ИЛИ 21, результирующий сигнал записывается срезом импульса с третьего выхода счетчика

15 в триггер 19, Таким образом, в случае, если входное напряжение находится в поле допуска, то в триггеры 17 и 18 записываются уровни логических "1" и "О", на информационный вход триггера 19 поступает уровень логического "0", который записывается в него срезом импульса с третьего выхода счетчика

l5, На инверсном выходе триггера 19 и выходе 12 появляется уровень логической "1", соответствующий попаданию величины входного напряжения в поле допуска.

Если же входное напряжение находится вне поля допуска, то в триггеры

17 и 18 записываются либо уровни логической 1", либо уровня логического "О, на информационный вход триггера 19 поступает и записывается уровень логической "1", на выходе 12 устройства появляется уровень логического "О, соответствующий величине входного напряжения вне поля допуска.

Фо р мул а и з о б р е т ения

Устройство для допускового контроля напряжения, содержащее операционный усилитель, ключ, первый и второй переключатели, вторые входы которых соединены с общей шиной, первый вход второго переключателя соединен с источником опорного напряжения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что с целью повышения стабильности работы устройства, в него введены третий переключатель, три конденсатора и блок у I равления, причем первый вход первого

1583861

Фив. в

Сйчо опвоо ювао уг

Il78 И

Составитель С,Рыбин

Техред Л.Сердюкова Корректор С.Шевкун

Редактор А. Козориз

Заказ 2252 Тираж 557 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 переключателя соединен с входом ус .ройства, первый и второй входы третьего переключателя соединены соответственно с источником опорного напряжения и общей шиной, выходы первого, втор orо, третьего пер еключ ателей соединены с первыми обкладками первого, второго и третьего конденсаторов соответственно, вторые обкладки которых соединены с инвертирующим входом операционного усилителя и с входом ключа, выход операционного усилителя соединен с выходом ключа и входом блока управления, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены с управляющими входами ключа и первого, второго и третьего переключателей соответственно, а информационный выход является выходом устройства, неинвертирующий вход операционного усилителя подключен к общей шине.