Оптоэлектронный индикатор электрических величин

 

Союз Советских

Соцналнстнческих

Республик

0 f1 H C А Н И Е 741165

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 03.04.78 (21) 2599816/18.21 (51)M. Кл. с присоединением заявки .%

G 01 и 19/00

Государственный комитет (23) Приоритет ао делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.06.80. Б ю 1л ете н ь № 22 (5 З ) У 1 621.317.7 (088.8) Дата опубликования описания 15 06.80

И. А. Шанько, В. Б. Забияко, С. А. Литвинчук и В. Г. Боровский (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель

Витебский завод электроизмерительных приборов имени 60 — летия Великого Октября (54) ОПТОЗЛЕКТРОННЫЙ ИНДИКАТОР ЗЛЕКТРИЧЕСКИХ

ВЕЛИЧИН

Изобретение относится к злектроизмерительной технике, точнее к оптоэлектронным приборам без подвижных частей, и предназначено для использования, в частности, в качестве индикатора заряда — разряда аккумуляторных батарей на передвижных объектах, например автомобилях, или в качестве вольтметра для измерения униполярного напряжения постоянного тока.

Известно устройство для индикации измеря10 емого напряжения с оптоэлектронной шкалой, состоящей из ряда сегментов, в виде светящейся полосы, длина которой пропорциональна измеряемому напряжению и содержащее резистивный делитель напряжения, дополнительный

15 источник опорного напряжения, подключенный последовательно к делителю транзисторов, использованных в качестве переключающих устройств, работающих как компараторы, количество транзисторов соответствует количеству сегментов шкалы, при этом транзисторы ряда в устройстве включены между собой параллельно и связаны через оптоэлектронные сегменты с источником возбуждающего напряжения. Баэо. вые выводы транзисторов через токоограничи вающие резисторы соединены в одну общую точку, к которой прикладывается измеряемое напряжение, а эмиттеры транзисторов подключены к выводам резистивного делителя напряжения 11). Недостатком этого устройства является сложность делителя опорного напряжения, т. к. количество резисторов равно количеству сегметов шкалы, которое может достигать величины 40-50 штук.

Известно также электронное устройство измерения разнополярных напряжений, содержащее два операционных усилителя, которые вырабатывают сигналы управления транзистор11; ми, работающими как ключи, базовые выводы первого рида транзисторов через токоограничивающне резисторы соединены в одну общую точку и подключены к выходу первого операционного усилителя, базовые выводы второго .ряда транзисторов аналогично подключены к выходу второго усилителя;, эмиттсрные выводы первого ряда транзисторов подключены к выводам первого делителя напряжения на диодах, а эмитгерные выводы второго ряда транзисторов

741165 подключены к выводам второго делителя напряжения,на диодах; коллекторные выводы каждого транзистора обоих рядов связаны с одними выводами электролюминесцентных сегментов, вторые выводы которых подключены к питающему напряжению (2J. Недостатком устройства является наличие двух цепей многоэлементного делителя напряжения на диодах, что усложняет схему прибора, его технологичность. Так как диоды обладают большим разбросом напряжений, то точность измерения в устройстве прототипа невысокая.

Целью изобретения является упрощение конструкции. Поставленная цель достигается тем, что в оптоэлектронном индикаторе электрических величин, содержащем два усилителя, выходы которых связаны с базовыми выводами первого и второго ряда транзисторов, коллекторные выводы которых подключены к одним выводам оптоэлектронных сегментов, другие выводы последних подключены к источнику питающего напряжения, и делитель напряжения согласно изобретению выводы делителя напряжения соединены с попарно связанными эмиттерными выводами одноименных транзисторов, взятых из противоположных рядов.

На чертеже представлена схема с делителем напряжения на транзисторах в диодном включении.

15

25

Устройство содержит неинвертируннций 1 и инвертирующий 2 операционные усилители, вырабатывающие управляющие напряжения положительной U> и отрицательной 0з полярности и наоборот в зависимости от полярности входного сигнала U и схему управления оптоэлектронными сегментами 3> — Зп, 4, — 4„на транзисторах 5;5„, 61 — 6„.

Базовые выводы транзисторов 5,-5п связаны с управляющим напряжением U с помощью резисторов 71-7П, а базовые выводы транзисторов 0

61-6„с соответствующим управляющим напряжением 0з с помощью резисторов 81-8п. Коллекторные выводы транзисторов 5,-5„, 61-бп связаны с одними выводами оптоэлектронных

3 -3ä, вторые выводы сегментов подключены к источнику питающего напряжения Опт. Нулевая отметка шкалы 9 связана через резистор 10 с нулевой шиной прибора и постоянно светится при включении U Эмиттерные

50 выводы одноименных транзисторов 5>, 6,, 5 и бз, 5з и ба,, 5„и бп соединены попарно с соответствующими выводами делителя напряжения l l ii-l l „.

При неодинаковом количестве оптоэлект55 ронных сегментов шкалы 3,-3п, 4,-4„, расположенных по обе стороны относительно нулевой отметки 9, к соответствующим выводам делителя напряжений попарно соединенными эмиттерными выводами подключены только одноименные транзисторы 5,-60 и 6,-6„. ТранI зисторы от 5ч до 5>, подключенные своими коллекторными выводами к выводам- оптоэлектронных сегментов от 3> до З„эмиттерными выводами, подключены к оставшимся выводам верхней части делителя напряжения.

Лнодная —. резисторная цепочка 12 предназначена для ограничения отрицательного напряжения U1 нли 13з с целью исключения выхода из строя транзисторов 51-б„или 6,-6п.

Для повышения точности в широком температурном диапазоне и при наличии оптоэлектронных сегментов более двенадцати целесообразно применить резистивный делитель напряжения, питаемый через генератор тока от положительного полюса источника питания.

Устройство работает следующим образом.

При подаче, например, 0вх положительной полярности на вход операционного неинвертирующего усилителя 1 на его выходе - будет также положительное напряжение U>, а на выходе инвертирующего усилителя 2 будет отрицательное напряжение 0з, Поскольку и-р-и транзисторы отпираются ноложительным напряжением, то небольшое отрицательное напряжение 0з, уменьшенное за счет диодно-резистивной цепочки 12, прикладываемое к базовым выводам транзисторов

61-бп не вызывает отпирания последних и QHтоэлектронные сегменты 41-4„при этом не зажигаются.

Положительное напряжение U, по мере увеличения последовательно отпирает транзисторы 5q, 5з...5„, которые зажигают связанные с ним сегменты 31, 3, Зз — Зп. При этом для отпирания п-ro количества транзисторов и зажигания оптоэлектронных сегментов от 31 до 3„ необходимо приложить управляющее напряжение

01 величиной

" л т ;-л б- Т

1 где Х О, л — сумма падений напряжений на

; -„оГ последовательно включенных элементах от 111 до l l

Ь у» )

0д > падение напряжения на эмиттерноI базовом переходе транзистора.

При подаче на вход схемы U отрицательной полярности положительным инвертированным напряжением U> отпирается определенное к оличество транзисторов 61 — бп друтого ряда, зажигая соответствующее количество оптоэлектронных сегментов 4, -4„

Процесс управления зажиганием сегментов

4,-4п аналогичен управлению зажиганием сегментов 31-3п при положительном напряжении вх

5 7

Оптоэлектронные элементы могут быть сформированы в элекгролюминесцентной плазменной или жцдкокристаллнческой шкале.

Предложенная схема оптоэлектронного индпсатора обеспечивает упрощение схемы, а также процессы изготовления и настройки, а значит и его стоимости.

41165- 6 выводы которых подключены к одним выводам оптоэлектронных сегментов, другие выводы последних подключены к источнику питающего напряжения, и делитель напряжения, о т л и5 ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции, выводы делителя напряжения соединены с попарно связанными эмиттерными выводами одноименных транзисторов, взятых из противоположных рядов.

Формула изобретения Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Оптоэлектронный индикатор электрических 1. Патент Великобритании М 1342859, величин, содержащий два усилителя, выходы, кл. 6 04 Н > 1974. которых связаны с базовыми выводами первого 2. Патент Франции Н 2162309, и второго ряда транзисторов, коллекторные 1з кл. G 01 R 19/00, 1973.