Устройство контроля напряжений с двухсторонним допуском Советский патент 1982 года по МПК G05B1/01 H03K5/22 

Изобретение относится к контроль но-измерительной технике и может быть использовано в аналоговых и цифровых системах контроля в качестве датчика допускового контроля и в устройствах технологического контроля устройств методом сравнения.

Известны устройства для контроля напряжений с двухсторонними допусками , содержащие первый двухвходовый элемент сравнения, первый интегратор и соединенные последовательно второй Двухвходовый элемент сравнения и второй интегратор, выход которого соединен с первым входом первого и второго элементов сравнения, а также триггер, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента сравнения, а выход - с входом первого интегратора 1.

Недостатком таких устройств яв-ляется низкое быстродействие, невозможность сравнения коротких импульсных напряжений, наличие переменной составляющей в выходном сигнале, а также сложность реализации.

Наиболее близким техническим решением является устройство для контроля напряжений с двухсторонним допуском, содержащее два источника

смещения, резисторы, диодал и элемент сравнения, прямой вход которого подключен через резистор к первому источнику смещения и через диод к первой шине входных сигналов, а инверсный вход подсоединен через диод к второй шине входных сигналов 2.

Недостатком таких устройств является малая функциональная возможт

10 ность..

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет контроля поля допуска при произвольных входных напряжениях.

15

Для достижения поставленной цели в устройство для контроля напряжений с двухсторонним допуском, содержащее два источника смещения, резисторы, диоды и элемент сравнения, прямой

20 вход которого подключен через резистор к первому источнику смещения и через диод - к первой шине входных сигналов, а инверсный вход подсоеди-г. нен через диод к второй шине входных сигналов, введен дополнительный элемент сравнения, прямой вход которого подключен через диод к второй шине входных сигналов, через резистор к инверсному входу элемента срав30нения и через другой резистор -к щине нулевого потенциала, инверсный вход подключен через резистор соответственно к прямому входу элемента сравнения и второму источнику смещения и через диод - к первой шине входных .сигналов, при этом инверсный вход элемента сравнения через резистор подключен к шине нулевого потен1|1,иала, а выходы элементов сравнения соединены между собой и подключены к шине выходных сигналов. На чертеже представлена принципиальная схема устройства для контроля напряжений с двухсторонним допуском. Устройство для контроля напряжений с двухсторонним допуском содержит шины 1 и 2 входных сигналов, од на из которых подключена к диодам 3 и 4, катод одного из них подключей первому источнику смещения +ЕСМ чер резистор 5 и через последовательно соединенные резисторы 6 и 7 к второму источнику смещения -Е,, а дру гая - к диодам 8 и 9, анод одного и них подключен к шине нулевого потен циала через резистор 10 и через по. cлeдoвaтeль o соединенные резисторы 11 и 12, причем диоды 3,9 и 4,8 под ключены соответственно к прямым и инверсным входам элементов 13 и 14 сравнения, выходамисоединенных с шиной 15 входных сигналов. Устройство работает следующим об разом. Рассмотрим работу устройства при различных входных сигналах. Случай 1. На шины входных сигналов поданы два разных положительных напряжения Ц и U2. Открыты диоды 3 и 9, на прямых входах элементов сравнения 13 и 14 действуют напряжения, равные входным .(прямое сопротивление диодов не учитываем). На инверсных входах элементов сравнения 13 и 14 потенциалы ниже, чем на прямых за счет падения напряжени на резисторах 6 и 11. Соответственно на выходах элементов 13 и 14 сравнения - высокие потенциалы и на выходной шине 15 сигнал равно,, С л у ч а и 2. На шину входных сигналов 1 устройства подано положи тельное напряжение и, превышающее напряжение на шине 2 входных сигналов (и) . В этом случае на прямом входе эл мента 13 действует U, на прямом входе элемента 14 - и, на инверсно входе элемента 13 - , на инверсном входе элемента , а R. падение напряжения на резисторах 6 и 11. Таким образом, на прямом входе элемента 13 сравнения действует положительный потенциал относительно инверсного входа, и на выходной шине 15 устройства - положительный потениал. У элемента 14 сравнения на прямом входе действует и„, а на инверсном - Ufj , причем, если , то на прямом входе элемента 14 сравнения действует положительный потениал относительно инверсного, на выходной шине 15- положительный потенциал и устройство так же, как и в 1-ом случае, вьвдает сигнал равно, В этом случае разность напряже ий не превышает поля допуска, определяемого падением напряжения на резисторе 6 . Однако,если т.е. разность напряжений больше поля допуска, то потенциалына входах элемента 14 сравнения изменятся на противоположные, т.е. на инверсном входе окажется потенциал более положительный, чем на прямом. Тогда на выходе элемента 14 сравнения окажется низкий потенциал, и так как выходы элементов 13 и 14 сравнения объединены, то на выходной шине 15 устройства появится низкий потенцил не равно . Аналогично работает схема, если и при разности напряжений, превышающих допуск, элемент сравнения 13 выдает низкий потенциал не равно . При подачена входы схемы отрицательных напряжений работают диоды 4 и 8, и, соответственно, если U более отрицательно, чем Uj, то поле допуска определяет резистор 6, а если Ug более отрицательно, чем U-(, то поле допуска определяет резистор 11. Резисторы 5,7,10,12 и 6,11 выбираются одинаковыми, если необходимо получить симметричное поле допуска, а величина поля допуска определяется соотношением, например, . Поле допуска устройства по абсолютной величине пропорционально величине входных сигналов, так как задается током через резистор 6 или 11, а устройство позволяет сравнивать заранее неизвестные ни по полярности, ни по величине напряжения, устанавливая только допустимый разброс, например, 10%. При сравнении напряжений, близких к нулю, поле допуска может стать сравнимым с дрейфом нуля схем сравнения, что вызовет недостоверность работы устройства. Для исключения этого в схему введены источники смещения -t-Ej. и -ЕСМ, подключенные соответственно через резисторы делителя к прямому и инверсному входам элементов 13 и 14 сравнения. Таким образом, устройство не реагирует на сигналы ниже 2Е(-цд. Преимуществом устройства является пропорциональное расширение поля допуска при увеличении входных напря