Устройство для допускового контроля напряжений

СООЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК р С 05 В 23/02 ГОСУДАРСТВЕННЫПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕ МИТЕТ ССС НИЙ И ОЩРЫТИОПИСАНК АВТОРСН ЗОБРЕТЕН ОМУ СВИДЕТ ТВУ(71) 1-й МоскоКрасного Знаменый завод/30, 1980 Бюл. У 17мов, В.П. Ежов,Н. Алексееввский ордена Трудовогони приборостроитель(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОПУСКОВОГО КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕНИЙ, содержащее операционный усилитель с двумя масштабными резисторами, подключен. ными к инверсному вкопу, и делителем напряжения на двух резисторах, подключенным к прямому входу, первый диодный мост с двумя балансными резисторами в однонаправленной диагонали, первый нагрузочиый резистор и ключ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения его помехоустойчивости к воздействию помех известной деятельности, оно содержит второй диодный мост с двумя. балансными резисторами в однонаправленной диагонали и конденсатором в другой его диагонали, второй нагрузочный резистор и дифференциальный ограничитель напряжения, причем выход операционного усилителя через 1 двунаправленную диагональ первого диодного моста соединен с первым выводом первого нагруэочного резистора, который через двунаправленную диагональ второго диодного моста подключен к первым выводам второго нагрузочного резистора и первого масштабного резистора, подключенного вторым выводомчерез второй масштабный резистор к первому выходу дифференциального ограничителя напряВжения, второй выход которого через делитель напряжения соединен с прямым входом операционного усилителя, а входы дифференциального ограничителя напряжения соединены с соответствующими входами устройства, вторые выводы нагрузочных резисторов соединены с нулевой шиной, выход однонаправленной диагонали первого диодного моста соединен с первым вхедом ключа, а вход - с первым выходом ключа, второй вход которого подключен к клемме источника постоянного напряжения, а второй выход - к выходу устройства.2, Устройство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что дифференциальный ограничитель напряжения содержит два пороговых элементанапример диоды, включенные параллельно и встречно друг другу, и два резистора, общие точу соединения разнополяр ных выводов пороговых элементов и первых выводов резисторов соединены с выходами ограничителя, а вторые выводы резисторов соединены с его входами.дз " зад ЬС=-Е Р +Е 2 Р 1+ З ЖФ 5 2Чепри условии, что1 е го г 3 Ф е 30 В этом случае можно считать, что максимальный уровень рассогласования входных сигналов по входу, на которое реагируют выходные напряжения усилителя 1 в точках А, В и С будет равен 35 е-е / та ш е где Р - падение напряжения на открытом диоде 17 или 19в ограничителе 16.Для надежной работы устройствапримем значение допустимого уровня рассогласования входных сигналов 45 по ходу устройства, равным1 1 гоп Едоп плргВыходное напряжение операционного усилителя 1 (в точке А с учетом 5 О выражения (5) зависит от соотношениярезисторов 2-5.Игрз м+меДля симметричной работы устройстс 5 ва по входу, примем й -"й =1; м =к = м"3 5 5 10911 для значений токов ограничения Зо единицы или десятые доли милиампер.Разность потенциалов между противоположными выводами двунаправленных диагоналей диодных мостов бу дет равна Ов, что определяет исходное нулевое состояние заряда на конденсаторе 14.Разность потенциалов между входным 21 и выходным 25 выводами однонаправленной диагонали моста 6 будет , равна 2 е и (где е - падение напряжения на открытом диоде), а ее полцундсеть будет соответствовать непроводящему состоянию ключа 10. На" 5 пряжение отказа +О на выходной клемме устройства отсутствует,Режим слежения.Этому режиму соответствует наличие текущих уровней входных напряжений Ри Р на входных клеммахустройства.Напряжения в точках А, В и С будут равны друг другу и определяются выражением (5)2532 - 21, (213а номинал второго нагрузочного резистора 15 определяется выражением (13).одопРе (1 еоогПри равенстве токов 3 и 32 оп оЯ происходит отсечка прохождения тока Зо 2 через однонаправленную диагональ второго диодного моста 11.Выходной тако , операционного усилителя 1, а следовательно, и ток через двунаправленную диагональ первого диодного моста 6 на данном участке выходной характеристики операционного усилителя определяется выражением (14)Э:3 +3ВЬ(хлоп 9 2 оп(4ео оп где ;3 : - д --- тов в первом вар 9грузочном резисторе 9,Режим формирования временной задержки.После отсечки тока ограничения Эо в однонаправленной диагонали второго диодного моста 11, его проходное сопротивление Й .баге и, с этого момента 1 о в схеме создаются условия для заряда конденсатора 14. Тогда выражение (5) запишется в видеОАЗИС 1 Р 2 Р 1 РИр о (В) Коэффициент передачи устройства определяется выражением (9)Р й о1= - ф-== ,И 12 4Рыражение (8) можно представить в виде (О)е:-е к+е - ;. (ео 11+КА,В,С 1 2 + /КВ частном случае при К аОД,Ь,= +Е 2Значение выходного напряжения операционного усилителя Е соото оп ветствующее допустимому уровню рассогласованию входных сигналов, определяется выражением (11)доп (в, гпопфПри наличии рассогласования входных сигналов, напряжения в точках А, В и С будут изменяться в соответствии с выражением (10) до значения 60 оп, при котором ток в двунаправленной диагонали второго диодного моста 11 -3достигает значения, равного току ограничения 302109 1124 8Для увеличения времени задержкиВ .целесообразно выбирать значение найряжения Юо ,близким к границелинейной зоны выходной характеристи 5 ки операционного усилителя таким образом, чтобы выполнялось соотноше-.ние (19) 7Схема переходит в режим интегрирования по рассогласованию сигналов 0 и Е, превышающего значение е 1-е= ед (2 до своего предельного значеййя по входу, определяемому значением еп для примененных типов диодов 17 и 18. Зарядный ток конденсатора 14 определяется выражением (15)еК3 -.у -111мр 2прй условии, что й 1 й 5Одновременно с зарядом конденсатора 14 происходит нарастание напряжения в точках А, В и С по линейному закону в соответствии с выражением (16)вар Мд пр зад3 + е КСо б теям где ) - значение зарядного токаконденсатора 14, определяемое выражением (15),- время; в течение которогонапряжение на конденсаторе 14, а следовательно,и на выходе операционногоусилителя достигает предельного значения еомахВ момент достижения выходным на-пряжением операционного усилителя предельного значения, определяемого, выражением (17) О щах нас (") 1 О 15 20 25 30 35 40 ток через двунаправленную диагональ первого диодного моста 3 , станет равным значению исходного тока ограничения Эо.,В момент равенства токов Эь, и 3происходит запирание первого диодного моста 6 и его проходное .сопротивление Й - со , что равносильно разомкнутому состоянию цепи отрицательной обратной связи операционного усилителя, Такое состояние операционного усилителя, усиленное наличием входного рассогласования по напряжению, приводит к скачкооб-. разному увеличению напряжения на его выходе. Из сравнения выражений (16) и (17), время задержки устройства оп ределяется выражением (18) 45 50 й., й. (17)опкпх О 1 Еыхй +РДоп, 1 Э где О с - уровень напряжения насьпцения операционного усилителя,Режим формирования выходного сигнала отказа,После появлейия скачка напряжения навыходе операционного усилителя (точка А) первый диодный мост 6 будетнаходиться в запертом состоянии. Приэтом относительная разность потенциалов между выводами 25 и 27 егооднонаправленной диагонали скачком изменяет свое состояние из отрицательной в положительную полярность независимо от направления рабочего тока;) , операционного усилителя, т.е.формируется модуль сигнала отказа,поступающий на входные клеммы ключа10 и изменяющий его исходное состояние на обратное. Ключ 10 может иметьразличное схемное исполнение. Нафиг. 1 представлены две схемы егопрактической реализации (10 а и 10 б).Ключ 10 а представляет собой транзисторный вариант реализации, Содержащий два транзистора с различнойпроводимостью и, в общем случае,три резистора. Входной транзистории типа, резистор в базовой цепикоторого ограничивает значение токабазы. База-эмиттерный переход входного транзистора подключен к выводам ф 25 и 27.однонаправленной диагонали диодного моста 6 таким образом, чтобы в исходном состоянии (до момента формирования сигнала отказа) транзистор находился в закрытом состоянии,.Выходной транзистор р-п-р типа, переход которого в насьпценное состояние определяется уровнем тока коллектора входного транзистора в момент его отпирания (при 3 аых Ъ Э 011 Номиналы двух остальных транзис.55 торов определяются параметрами примененных типов транзисторов. Необходимым условием для нормальной работы ключа 10 а является превыше1091124 ние значения напряжения источника +О напряжения источника питания операционного усилителя. Ключ 10 б представляет собой вариант примененп- в качестве входного чувствитель ного элемента - компаратора, реа. лизованного на дифференциальном операционном усилителе, питание которого осуществляется от источника питания основного операционного "усилителя 1. Наличие разделительно" го диода на выходе компаратора формирует однополярный управляющий сигнал отказа, что наиболее удобно для его последующей обработки логическими элементами. Уровень. скачка напряжения на выходе операционного усилителя 1 в момент запирания диоднаго моста 6 определяется соотношением параметром схемы уст О ройства и входным сопротивлением открытого ключа 10. Режим восстановления устройствав исходное состояние. 10При рассогласовании входных сигналов ниже допустимого значения, происходит разряд конденсатора 14, что выводит операционный усилитель 1 из режима отказа скачком в рабочую область выходной характеристики. Ключ 10 также скачком запирается, что приводит к пропаданию выходного сигнала отказа.на выходе устройства.Через время, определяемое разрядом конденсатора 14 через проходное сопротивление открытого второго диодного моста 11, режим восстановления устройства в исходное состояние заканчивается и схема переходит. в режим слежения за изменениями абсолютного значения разности напряжений входных сигналов.Технико-экономический эффектот внедренияиуедлагаемого устройства заключается в повышенной точности произведения оценки исправного состояния каналов управления при наличии ,помех известной длительности в трактах управления.1091124 Составитель В.АнисимРедактор Ю.Середа ТехредМ.Кузьма ктор. Ю. Макаре нк Заказ 3081/43 н"Патент", г. Уагород, ул. Проекты илиал Тирак 842 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Р