Устройство для контроля напряжения с двусторонним допуском (его варианты) Советский патент 1986 года по МПК G05B23/02 

1 Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быт быть использовано в системах контроля цифровых и аналоговых сигналов в качестве датчика допускового контроля, а также в системах технологического контроля изделий методом сравнения. Цель изобретения - упрощение и повьшение точности устройства. На фиг.1 представлена структурная схема устройства, на фиг.2 то же, выходной сигнал выдается в инверсной форме, на фиг.3 - пример получаемого поля допуска. Устройство содержит первый вход 1 устройства, первый элемент 2 срав нения (компаратор), резисторы 3 и 4 делителя напряжения, второй вход 5 устройства, второй элемент 6 сравнения (компаратор), резисторы 7 и 8 делителя напряжения, элемент 9 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход 10 устройства. На фиг.З обозначено U, - напряжение на первом входе 1, U- - напряжение на втором входе 5. На входы 1 и 5 устройства могут быть поданы либо близкие по величине напряжения (в поле допуска), либо отличающиеся на величину более допустимой (вне поля допуска). Входные напряжения могут быть произвольной полярности и величины. Устройство работает следующим об разом. 1.На входах 1 и 5 близкие или равные положительные напряжения. В этом случае на прямых входах элементов сравнения компараторов 2 и 6 потенциалы более положительны, чем на инверсных входах, соответственно на выходах этих компаратаров - в сокие потенциалы и на вьпходе логиче кого элемента 9 ИСКПЮЧАЩЕЕ ИЛИ действует низкий потен1щал (Равно В пределах допуска). 2.На входах 1 и 5 близкие или равные отрицательные напряжения. То да на прямых входах элементов 2 и 6 сравнения (компараторов) действуют потенциалы более отрицательные, чем на инверсных входах. На вькодах обо их компараторов - низкие потенциалы и на выходе логического элемента 9 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ также действует низ кий потен1шал (Равно, В пределах допуска).: 6 3. На BxoflaK 1 и 5 действуют положительные потенциалы,.значительно отличающиеся по величине (вне пределов допуска устройства), причем на входе 1 напряжение вьше. Тогда на выходе компаратора 2 действует высокий потенциал, а на выходе компаратора 6 - низкий, так как на инверсном входе компаратора 6 в этом случае потенциал положителен, чем на его прямом входе. В этом случае на выходе элемента 9 появляется высокий потенциал. (Не равно, Вне пределов допуска). Аналогично устройство работает и тогда, когда на входе 5 напряжение больше, чем на входе 1, а также при различных отрицательных входных напряжениях, В последнем случае один из компараторов открыт, а второй закрыт. Схема сохраняет работоспособность и при разнополярных напряжениях на входах, показывая, что они не равны (Вне пределов допуска). Резисторные делители выбираются, исходя из заданной ширины поля допуска. Выполнение соотношений ,(, и с ---й--) и г R,+ R i соответствует Равно (Поле допуска) и (-5-4-) и +R/ 2 Выполнение соотношений соответствует Не равно (Вне поля допуска). Таким образом, если отношение напряжений на входах больше коэффициента деления резисторнрго делителя, то устройство показывает Не равно и если это соотношение меньше коэффициента деления делителя Равно, т.е. Ui 5j равно (Вне RS поля допуска), У RS-- - Равно (В поле и 2 R,+Rg допуска). Для получения симметричного поля допусков устройства делители выбираются одинаковыми. На фиг.З изображено симметричное 25% поле допусков устройства для конкретно заданных номиналов делите лей (в этом случае выбраны номиналы R Rg 75 кОм, R R 25 кОм.) . Таким образом, предлагаемое уствысокой точносроиство позволяет с тью контролировать напряжения любой полярнбсти и величины. Но так как входные напряжения устройства не должны превышать диапазона допустимого синфазного сигнала компараторо то при необходимости расширить верх ний предел сравниваемых величин, к входам устройства подключаются допол нительные резисторы (делители). Устройство по фиг.2 позволяет получить (при необходимости) инверти рованный выходной сигнал по отношени к тому сигналу, который в первом варианте . В этом случае достаточно поменять местами входы одного из ком параторов. Например, вход 5 подключить к инверсному входу элемента 6 сравнения, выход делителя на резисто рах 3 и 4 - к его прямому входу. При этом в поле допуска на выходе 10 будет единичный сигнал, а вне поля допуска - нулевой. Точность предлагаемого устройства определяется точностью номиналов резисторов делителей и качеством применяемых компараторов. Применение точных резисторов и компараторов типа 521САЗА, позволяет оценивать поле допуска при входных напряжениях порядка единиц милливольт при дрейфе порога - порядка единиц микровольт на.1°С. Исключение из измерительных цепей нелинейных и температурно-зависимых элементов (диоды), используемых в известном устройстве, позволяет значительно повысить точность предлагае мого устройства и упростить его. обретения Формула Устройство для контроля напряжения с двусторонним допуском, содер жащее первый и второй элементы сравнения и два делителя напряжения из последовательно соединенных первого и второго резисторов, первый вывод первого резистора первого делителя напряжения соединен с прямым входом второго элемента сравнения, а второй вывод - с инверсным входом первого элемента сравнения и с первым выводом второго резистора первого делителя напряжения, второй вывод которого подключен к общей шине устройства, первый вывод первого резистора второго делителя напряжения соединен с прямым входом первого элемента сравнения, а второй вывод - с инверсным входом второго элемента сравнения и с первьм выводом второго резистора второго делителя напряжения, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения точности устройства, в него введен элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов сравнения, а выход является выходом устройства, первый и второй входы устройства подключены соответственно к прямым входам первого и второго элементов сравнения, второй вывод второго резистора второго делителя соединен с общей шиной устройства. 2. Устройство для контроля напряжения с двусторонним допуском, содержащее первый и второй элементы сравнения и два делителя напряжения из последовательно соединенных первого и второго резисторов, первый вывод первого резистора первого делителя напряжения соединен с инверсным входом второго элемента сравнения, а второй вывод - с инверсным входом первого элемента сравнения и с первым выводом второго резистора первого делителя напряжения, второй вывод которого подключен к общей шине устройства, первый вывод первого резистора, второго делителя напряжения соединен с прямым входом первого элемента сравнения, а второй вьгаод с инверсным входом второго элемента сравнения и с первым выводом второго, резистора второго делителя напряжения, от.личающе.еся тем, что, с целью упрощения и повышения точности устройства, в него введен элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов сравнения, а выход является выходом устройства, первый

512624566

и второй входы устройства подключе- тон сравнения, второй вывод второго ны соответственно к прямому и инверс- резистора второго делителя соединен ным входам первого и второго элемен- с общей шиной устройства.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - упрощение и повышение точности устройства. Устройство содержит компараторы, резисторные делители и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и обеспечивает линейную зависимость диапазона поля допуска от входного напряжения, т.е. позволяет с высокой точностью контролировать входные напряжения любой полярности и величины по принципу: контролируемое напряжение в допуске - вне допуска по сравнению с эталонным. Высокая точJ ,ность устройства обеспечивается за счет исключения из его схемы нелинейных элементов с температурно-зависимыни параметрами, 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

П

J 7

i

фиг. (