Устройство индикации уровня постоянного напряжения Советский патент 1985 года по МПК G01R19/165 

Изобретение относится к технике электроиэмерений и может быгь испол зовано для визуального контроля пос тоянного напряжения источников пита ния, например аккумуляторных батаре транспортных средств. Цель изобретения - расширение функциональных возмолсностей увеличения числа индицируемых значений, напряжения. . На фиг. 1 приведена электрическая схема устройства индикации постоянного напряжения; на фиг. 2 зависимость цветового измерения яркости свечения светодиодов от изменения величины контролируемого ; напряжения. Устройство индикации уровня постоянного напряжения содержит операционный усилитель 1, входной делите 2, включенный между общей шиной и первым выводом гасящего резистора 3 выход входного делителя 2 соединен с инвертирующим входом операционног усилителя 1, выход которого через резпсторный делитель 4 напряжения соединен с вторым выводом гасящего резистора 3 и эмиттером первого тра зистора 5, база которого подключена к выходу первого резисторного делителя 4, напряжения, а коллектор через первый резистор 6 - к аноду первого светодиода 7, второй резисторный делитель 8 .напряжения, выход которого подключен к базе вто рого транзистора 9, коллектор которого соединен с первым выводом второго резистора 10, первый стабилитрон 11, анод которого соединен с общей 1Ш1НОЙ, резистор 12 обратной связи, первый вывод которого подклю чен к выходу операционного усилителя 1, и второй светодиод 13. В устройство дополнительно введены второй 14,третий 15 и четвертый 16 стабшштррны и третий светодиод 17. Катод первого стабилитрона 11 соединен с анодом второго стабилитрона 14 и подключен непосредственно к неинвертирующему входу операционного усилителя 1. Катод второго стабилитрона 14 соединен с эмиттером первого транзистора 5 и катодом третьего стабилитрона 15, анод котр рого соединен с анодом второго све тодиода 13, Катод третьего светодио да 17 соединен с катодом четвертого .стабилитрона 16, анод которого подключен к общей шине. Анод третьего 21.2 светодиода 17 соединен санодом первого светодиода 7, катод которого подключен к второму выводу второ-. го резистора катоду второго светодиода 13. Второй резисторный делитель 8 включен между выходом операционного, усилителя 1 и общей щиной. Второй вывод резистора обратной связи 12 соединен с.инвертирующим входом операционного усилителя 1 . Первый вывод гасящего резистора 3 подключен к входной шине. Второй транзистор 9 выбран с обратным типом проводимости по отношению к первому транзистору 5. В качестве входного делителя 2 может быть использован потенциометр, а резистор 12 обратной связи может быть выполнен регулируемым. Светодиод 7, 13 и 17 могут иметь излучение разного цвета. Устройство индикации уровня постоянного напряжения работает следующим образом. При подаче номинального напряжения на вход устройства на выходе входного усилителя 2 устанавливают уровень напряжения, равный напряжению на стабилитроне 11. При этом дифференциальное напряжение на обоих входах операционного усилителя 1 равно нулю,а напряжение на выходе операционного усилителя 1 - половине напряжения питания, которое стабилизируется параметрическим стабилизатором, образованным стабилитронами 11 и 14, Если потенциал базы транзистора 5 отрицательный относительно эмиттера, транзистор 5 открыт, если потенциал базы транзистора 9 положительный относительно эмиттера, транзистор 9 открыт. В результате по цепи: входная щина - переход эмиттер-коллектор транзистора 5 резистор 6 - светодиод 7 - резистор 10 - переход эмиттер-коллектор транзистора 9 - общая шина, течет ток и светодиод 14 излучат, что свидетельствует о присутствии на входе устройства номинального напряжения. Падение напряжения на резисторах 6 и 10, светодиоде 14 и открытых транзисторах 5 и 9 меньше напряжений стабилизации стабилитронов 15 и 16, поэтому токи, протекающие через них, малы и светодиоды 13 и 17 не светятся. При увеличении входного напряжения устройства выходное напряжение усилителя уменьшается, что приводит к закрыванию транзистора 9, Ток в коллекторной цепи транзисторов 5 и 9 уменьшается, а напряжение между катодом светодиода 7 и общей шиной увеличивается, в результате происходит ослабление свечения светоДиода 7 и открывается стабилитрон 16, что приводит к излучению светодиода 17. При достижении входным напряжением верхнего уровня транзистор 9 полностью запирается,светодиод 7 перестает излучать , а светодиод 17 светится в полную силу (фиг.2). При уменьшении входного напряжения относительно номинального закрывается транзистор 5, в результате гаснет светодиод 7 и начинает излучать све тодиод 13. Регулировка величины вер него и нижнего уровней напряжений относительно номинального уровня осуществляется резистором 12 обратной связи и колеблется от нескольких милливольт до нескольких вольт. Светодиоды на индикаторной панели могут быть расположены по вертикали, например, светодиод 13 (красный) внизу, светодиод 7 (желтый) в середине, а светодиод 17.(красный) вверху. Характеристика работы индикатора поясняется примерной зависимостью цветового изменения яркости свечения светодиодов, от изменения величины контролируемого на яження относительно его номинального значения (фиг.2). Зона А определяет область свечения светодиода 13. Наибольшая яркость свечения достигается при входном контролируемом напряжении равном , Зона Б определяет область свечения светодиода 7. Наибольшая яркость свечения светодиода достигается при входном напряжении, равном .Зона В оп-« ределяет область свечения светодиода 17. Наибольшая яркость свечения светодиода достигается при входном напряжении равном U, .Переход из одной области в другую осуществляется плавно и зависит от козффи1р1ента отрицательной обратной связи,устанавливаемого резистором 12 обратной связи.

УСТРОЙСТВО ИНДИКАЦИИ УРОВНЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее операционный усипитель, входной, делитель, включенный между общей шиной и первым выводом гасящего резистора, выход входного делителя соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, выход которого через первый резисторный делитель напряжения соединен с вто.рым выводом гасящего резистора и эмиттером первого транзистора, база которого подключена к выходу первого резисторного делителя напряжения, а коллектор - через первый резистор к аноду первого светодиода, второй резисторный делитель напряжения, выход которого подключен к базе второго транзистора, коллектор которого соединен с первым выводом вто; рого резистора, первый стабилитрон. анод которого соединен с общей шиной, резистор обратной связи, первый вывод которого подключен к выходу операционного усилителя, и второй светедиод, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнитель- но введены второй, третий и четвертый стабилитроны и третий светодиод, при этом катод первого стабилитрона соединен с анодом второго стабилитрона и подк/почен непосредственно к инвертирующему входу операционного усилителя, катод второго стабилитрона соединен с эмиттером первого транзистора и катодом третьего стабилитрона, (/) анод которого соединен с анодом второго светодиода, катод третьего светодиода соединен с катодом четвертого стабилитрона, анод которого подключен к общей шине, анод третьего светодио-да соединен с анодом первого светодио да, катод которого подключен к-второму выводу второго резистора и катоду второго светодиода, второй резисторный делитель напряжения включен меж00 1С ду выходом операционного усилителя / и общей шинойу второй вывод резистора обратной связи соединен с инвер-. тирующим входом операционного уси- , лителЯ) первый вывод гасящего резис тора подключен к входной шине, а второй транзистор выбран с обратным типом проводимости по отношению . к первому транзистору.

5 if

(pus.