Устройство для допускового контроля напряжений Советский патент 1982 года по МПК G01R19/165 

(S) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОПУСКОВОГО КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к приборост роению и системам контроля движущихся объектов и может быть использовано для построения допускового контро ля абсолютной разности напряжений двух аналоговых сигналов с запоминанием результата сравнения в случае его превышения заданного порогового уровни, в частности оно может быть использовано для построения системы контроля резервируемых каналов управ ления. Известно устройство для допускового контроля напряжений, реализующее выходную характеристику вида при , « / при где: - абсолютная разность напряжений между аналоговым сигналом i-ro канала управления и осредненным сигналом по всем п резервируемым каналам. псп. допустимое знамение абсолютной разности напряжений ана логовых сигналов. Работа пороговых элементов в сиг нализаторе напряжения основана на принципе ждущего блокинг-генератора, запуск которого осуществляется через два входных транзистора различной . проводимости, реагирующих на превышение абсолютной разностью напряжений двух аналоговых сигналов заданного .порогового уровня срабатывания схемы ждущего блокинг-генератора,после чего блокинг-гёнератор генерирует импульсы определенной амплитуды и скважности. Далее эти импульсы преобразуются в постоянное напряжение и через усилитель мощности осуществляют срабатывание исполнительного механизма - реле 1 . К недостаткам данного сигнализатора напряжения следует отнести сложность схемного решения, которая заключается в двойном преобразовании

входных аналоговых сигналов до момента включения исполнительного механизма - реле, сложность регулировки заданного порогового уровня и .его значительная температурная зависимость из-за технологического разброса и температурного дрейфа характеристик входных транзисторов, отсутствие режима запоминания.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является двухпороговый амплитудный дискриминатор, содержащий два операционных усилителя в дифференциальном включении с двумя пороговыми элементами в цепях обратной связи. Дискриминатор предназначен для сравнения суммы текущих значений напряжений двух входных сигналов с заданным пороговым уровнем напряжения положительной полярности с яоследующей сигнализацией о превышении абсолютным значением этой суммы модуля заданного порогового уровня напряжения 2 .

Двухпороговый амплитудный дискриминатор реализует выходную характеристику вида

{-5в) при /В| + U2 M/AU/

(+5в) при /Р,

где Р, и U2- текущие значения напряжений входных сигналов; ди - напряжение установочного

порога отсечкиJ C(j- выходное напряжение устройства..

К недостаткам данного-двухпорогового амплитудного дискриминатора следует отнести невозможность допускового контроля абсолютного значения разности напряжений двух аналоговых сигналов, реализация которой приводит к усложнению известной схемы введением по одному из входов третьегоЪперационного усилителя, используемого в режиме инвертора с коэффициентом передачи, равным единице, Отсутствие в данном устройстве режим запоминания, что является, например, необходимым сопутс вующим требованием контроля исправности резервируемы каналов для отключения отказавшего канала от резервируемой связки именно в момент превышения абсолютным значением разности напряжений двух сигналов заданного порогового значения напряжения, поскольку оУказ i-ro канала вносит дополнительную ошибку

в достоверный осредненный сигнал по исправным каналам.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем запоминания сигнала в случае превышения заданного порогового уровня при контроле абсолютной разности напряжений двух сигналов.

Поставленная цель достигается тем что в устройстве для допускового контроля напряжений, содержащем два операционных усилителя в дифференциальном включении и два пороговых элемента , первая входная клемма подключена соответственно к неинвертирующему входу первого операционного усилителя и к инвертирующему входу второго, вторая входная клемма подключена соответственно к инвертирующему входу первого операционного усилителя и к неинвертирующему входу второго, выход первого операционного уси/1ителя подключен к входу первого порогового элемента, выход которого соединен .с инвертирующим входом вторго операционного усилителя, выход второго операционного усилителя подключен к входу второго порогового элемента, выход которого соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя, а выходы операционных усилителей подсоединены к входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к третьему пороговому элементу.

На чертеже представлена электрическая схема устройства для допускового контроля напряжений.

Устройство содержит два операционных усилителя 1 и 2 в дифференциальном включении, два пороговых элемента 3 и 4, выполненных в виде диодных ограничителей напряжения, элемент ИЛИ 5 и третий пороговый элемент 6.

Инвертирующий вход первого операционного усилителя 1 и неинвертирующий вход второго операционного усилителя 2 попарно объединяются через входные резисторы 7-9 и соединяются с одной из входных клемм устройства.

.Выход каждого операционного усилителя соединяется с его инвертирующим входом через резистор 1 О .

Выход операционного усилителя 1 соединяется с входом первого порогового элемента Ц, выход которого соединяется с инвертирующим входом усилителя 2. Выход операционного усилителя 2 соединяется с входом второго порогового элемента 3, выход которого соединяется с инвертирующим входом усилителя 1. Этими связями образуется пороговая перекрестная положительная обратная связь. Выходы усилителей 1 и 2 объединяются через элемент ИЛИ 5 и соединяются с входом третьего порогового элемента 6, Устройство работает следующим образом. Выделение абсолютной разности напряжений двух входных аналоговых сиг налов осуществляется двумя операцион ными усилителями 1 и 2 с одинаковыми масштабными коэффициентами передачи. Значение коэффициента передачи оп ределяется соотношением резисторов 7-10. Входы операционных усилителей 1 и 2 объединены таким образом, что входное рассогласование сигналов при водит к симметричному изменению уров .ней выходных напряжений операционных 1 усилителей с разными знаками. В качестве пороговых элементов 3 и 4 используются две одинаково выпол ненные схемы диодных ограничителей напряжения. Порог отсечки (до ) оп ределяется начальным напряжением обратной полярности на диодах ограничи телей напряжения и масштабными коэффициентами передачи дифференциальных операционных усилителей 1 и 2. При превышении текущими значениями выходных напряжений операционных усилителей 1 и 2 напряжения запирания диодов, являющегося исходным, они отпираются (по одному в каждом ограничителе напряжения в зависимости от полярности выходного напряжения данного операционного усилителя) и осуществляют замыкание цепи положи тельной обратной связи, которая способствует скачкообразному изменению выходных напряжений операционных уси лителей до максимального значения на сыщения и в ту же полярность, которую они имеют до момента отпирания диодов. Устройство переводится в режим запоминания отказа. После этого вариации уровней входных напряжений. при достаточной глубине положитель946ной обратной связи не вызывает изменения его состояния. Под достаточной для режима запоминания глубиной положительной обратной связи в данном устройстве следует понимать выполнение соотношения предельно возможных величин входных токов в несколько раз меньших величины тока в замкнутой петле положительной обратной связи. Перевод устройства из режима запоминания отказа в режим слежения за изменением абсолютного значения раз-; ности входных сигналов при условии, что / i / , может осуществляться различными схемными способами. Главное - это нарушить установившийся энергетический режим по току в кольце замкнутой положительной обратной связи, чтб не может быть достигнуто, например, кратковременным замыканием выхода одного из двух операционных усилителей на общую нулевую шину источника питания через реЗИСТОр. Элемент ИЛИ 5 производит выбор одной, в данном случат положительной полярности выходных напряжений дифференциальных операционных усилителей 1 и 2. Наличие режима, запоминания в устройстве позволяет осуществить сигнализацию об отказавшем канале в сист тему контроля с одновременным исключением его сигнала из общего кворумированного, что уменьшит ошибку и тем самым повысит точность системы контроля при оценке исправности п-1-остав.т шихся исправных каналов управлений. Формула изобретения Устройство для допускового контроля напряжений, содержащее два операционных усилителя в дифференциальном включении и два пороговых элемента, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем запоминания сигнала в случае превышения заданного порогового уровня при контроле абсолютной разности напряжений двух сигналов, первая входная клемма подключена соответственно к неинвертирующему входу первого операционного усилителя и к инвертирующему входу второго, вторая входная клемма подключена соответственно к инвертирующему входу

первого операционного усилителя и к неинвертирующему входу второго, выход первого операционного усилите ля подключен к входу первого порогового элемента, выход которого соединен с 1 нвертируюи(им входом второго операционного усилителя, выход второго операционного усилителя подключен к входу -второго порогового элемента, выход которого соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя, а выходы операционных усилителей подсоединены k

бходам элемента ИЛИ, выход которого подключен к третьему пороговому элементу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Ж., Транспорт, 1975, с.22.

I

I