Устройство для допускового контроля напряжений

 

I м

/ (73) Заявитель (54) УС1 РОЙ 80 Д11Я POIlYCKOBOI 0 KOHTPOJIH

НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к приборост. роению и системам контроля движущихся.обьектов и может быть использовано для построения допускового контроля абсолютной разности напряжений двух аналоговых сигналов с запоминанием результата сравнения в случае его превышения заданного порогового уровня, в частности оно может быть использовано для построения системы

1О контроля резервируемых каналов yrlpaBления.

Известно устройство для допускового контроля напряжений, реализующее выходную характеристику вида IS

1"0" при ; ® /Едфр/

"вы = "1" при Е > )Едщ,! где: Е; — абсолютная разность напряжений между аналоговым-сигналом i-ro канала управления и осредненным сигналом по всем и резервируемым каналам, 2

Ядоя- допустимое значение абсолют- ной разности напряжений аналоговых 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 заданно" го порогового уровня срабатывания схемы ждущего блокинг-генератора после чего блокинг-генератор генерирует импульсы определенной амплитуды и скважности. Далее зти импульсы преобразуются в постоянное напряжение и через усилитель мощности осуществляют срабатывание исполнительного механизма - реле (11 .

К недостаткам данного сигнализатора напряжения следует отнести сложность схемного решения, которая заключается в двойном преобразовании з 9245 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 ре- !0 шением к предлагаемому является двухпороговый амплитудный дискриминатор, содержащий два операционных усилителя в дифференциальном включении с двумя пороговыми элементами в цепях !з обратной связи. Дискриминатор пред назначен для сравнения суммы текущих значений напряжений двух входных сигналов с заданным пороговым уровнем напряжения положительной полярности 20 с лоследующей сигнализацией о превышении абсолютным значением этой суммы модуля заданного порогового уровня напряжения !2!.

Двухпороговь1й амплитудный дискри- 25 минатор реализует выходную характеристику вида

"0" (-5в) при /5 (+ Uz /

"1 (+5e) при /Г, + Uz/ú/ÄU/

I где l > и Uz- текущие значения напряжений входных сигналов;

Л U — напряжение установочного порога отсечки

Го- выходное напряжение устройства..

К недостаткам данного двухпорогового амплитудного дискриминатора следует отнести невозможность допускового контроля абсолютного значения

40 разности напряжений двух аналоговых сигналов, реализация которой приводит к усложнению известной схемы введением по одному из входов третьего операционного усилителя, используемого в режиме инвертора с коэффициентом передачи, равным единице, отсутствие в данном устройстве режима запоминания, что является, например, необходимым сопутсТвующим требованием контроля исправности резервируемых каналов для отключения отказавшего канала от резервируемой связки именно в момент превышения абсолютным значением разности напряжений двух сигналов заданного порогового значения напряжения, поскольку отказ 1-гo канала вносит дополнительную ошибку

94 4 в достоверный осредненный сигнал по л-! 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 усилитепя 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 усилителя подключен к входу первого порогового элемента, выход которого соединен с инвертирующим 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 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 10.

Выход операционного усилителя соединяется с входом первого порогового элемента 4, выход которого соединяется с инвертирующим входом уси5 924 лителя 2. Выход операционного усилителя 2 соединяется с входом второго порогового элемента 3, выход которого соединяется с инвертирующим входом усилителя 1. 5

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 сигналов осущес гвляется двумя операционными усилителями 1 и 2 с одинаковыми масштабными коэффициентами передачи. го

Значение коэффициента передачи определяется соотношением резисторов

7 10 °

Входы операционных усилителей

1 и 2 объединены таким образом, что 25 входное рассогласование сигналов приводит к симметричному изменению уров,ней выходных напряжений операционных усилителей с разными знаками.

В качестве пороговых элементов 3 и 4 используются две одинаково выполненные схемы диодных ограничителей напряжения. Порог отсечки (8л д ) определяется начальныи напряжением обратной полярности на диодах .ограничи- 35 телей напряжения и масштабными коэффициентами передачи дифференциальных операционных усилителей 1 и 2.

При превышении текущими значениями выходных напряжений операционных ао усилителей 1 и 2 напряжения запирания диодов, являющегося исходным, они отпираются (по одному в каждом ограничителе напряжения в зависимости от полярйости выходного напряже- м ния данного операционного усилителя) и осуществляют замыкание цепи положительной обратной связи, которая способствует скачкообразному изменению выходных напряжений операционных уси- 5О лителей до максимального значения на. сыщения и в ту же полярность, которую они имеют до момента отпирания диодов.

Формула изобретения

Устройство для допускового контроля напряжений, содержащее два операционных усилителя в дифференциальном включении и два пороговых элемента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем запоминания сигнала 8 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

Устройство переводится в режим запоминания отказа. После этого вариации уровней входных напряжений. при достаточной глубине положитель594 6 ной обратной связи не вызывает изменения его состояния.

Под достаточной для режима запоми" нания глубиной положительной обратной связи в данном устройстве следует понимать выполнение соотношения предельно возможных величин входных

I токов в несколько раз меньших величины тока в замкнутой петле положительной обратной связи.

Перевод устройства иэ режима запоминания отказа в режим слежения за изменением абсолютного значения раз-. ности входных сигналов при условии, что И iI / non (, может осуществляться различными схемными способами. Главное — это нарушить установившийся энергетический режим по току

s кольце замкнутой положительной обратной связи, что не может быть достигнуто, например, кратковременным замыканием выхода одного из двух операционных усилителей на общую нулевую шину источника питания через резистор.

Элеиент ИЛИ g производит выбор одной, в данном случа" положительной полярности выходных напряжений дифференциальных операционных усилителей 1 и 2.

Наличие режима. запоминания в устройстве позволяет осуществить сигнализацию об отказавшем канале в сис-. тему контроля с одновременным исключением его сигнала из общего кворумированного, что уменьшит ошибку и тем самым повысит точность системы конт-! роля при оценке исправности и-1 остав.-. шихся исправных каналов управления.

7 9 первого операционного усилителя и к неинвертирующему входу второго, выход nepsoro операционного усилите» ля подключен к входу первого порогового элемента, выход которого соединен с Инвертирующим входом второго операционного усилителя, выход второго операционного усилителя подклю" чен к входу второго порогового we" ментв, выход которого соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя, а выходы операционных усилителей подсоединены к

24594 8 входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к третьему пороговому элементу.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Бортовые системы управления полетом. Под ред. Бай0ородина Ю.В.

1И., "Транспорт", 1975, с.224.

2. Проектирование и применение операционных усилителей. Под.ред.

Грэма ДЖ., M., "Мир", 1974, с.- 396397