Устройство для сравнения напряжений

Устройство для сравнения напряжений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

((() 54l1 40

СПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.11.74 (21) 2079108/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.12.76. Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 10.01.77 (51) M. Кл а G05B 1/01

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 62-50(088.8) (72) Авторы изобретения

А. Ф. Анисимов, В. Ф. Маркелов, Ю. И. Новоселов и А. В. Торопин (71) Заявитель

Специальное конструкторское бюро по автоматике в нефтепереработке и нефтехимиц,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИИ

Изобретение относится к вычислительной .технике и предназначено для определения знака разности измеряемого и опорного напряжений в:процессе обработки данных хроматографического анализа.

Известно устройство для сравнения напряжений, содержащее пороговую схему сравнения, источники сравниваемых сигналов, аналого-частотные преобразователи, дифференциальный интвнсиметр и нормализаторы амплитуд импульсов, причем выходы источников сравниваемых сигналов через последовательно соединенные аналого-частотные преобразователи и нормализаторы амплитуд импульсов подключены к входам дифференциального интвнсиметра (1).

Известно также устройство сравнения напряжений, содержащее два транзистора, к базе одного из которых подключен источник входного сигнала, эмиттер первого транзистора соединен с базой второго транзистора и с вторым источником входного сигнала, эмиттер второго транзистора соединен с третьим источником входного сигнала, а коллекторы транзисторов через ограничительные резисторы подключены к базам транзисторов дополнительно введенного транзисторного ключа (2).

Из известных устройств для сравнения напряжений наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для сравнения напряжений, содержащее усилитель, к первому и второму входам которого подключены соответственно источники измеряемого и опорного напряжений, и триг5 гер Шмитта, к первому входу которого подключен выход усилителя (3).

Недостатком известных устройств является низкая помехоустойчивость при сравнении медленно изменяющихся напряжений в связи

10 с наличием фоновой (сетевой) составляющей измеряемого и опорного напряжений, Целью изобретения является повышение помехоустойчивости устройства.

Это достигается тем, что в предлагаемое уст15 ройство дополнительно введены первый и второй одновибраторы, входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами триггера Шмитта, к второму и третьему входам которого подключены соответст20 венно выходы первого и второго одновибраторов.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства для сравнения на25 пряжений; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит усилитель 1, триггер

Шмитта 2, первый одновибратор 3, второй одновибратор 4, источник измеряемого напряЗ0 жения 5, источник опорного напряжения 6, 541140

3 транзисторы 7 и 8 триггера Шмитта, резисторы 9 — 18.

Устройство работает следующим образом.

Усилитель 1 сравнивает измеряемый сигнал

Us с источника 5, пропорциональный сигналу хроматографическото датчика, с опорным напряжением U< с источника 6. При выполнении условия U>)U6 разностный сигнал усиливается и поступает на вход триггера Шмитта 2. Происходит срабатывание триггер а, и на коллекторе транзистора 8 триггера Шмитта 2 формируется отрицательный перепад напряжения, запускающий одновибратор 3. Выходной сигнал U одновибратора 3 через резистор 17 поступает яа базу транзистора 7 триггера Шмитта 2 и суммируется с выходным сигналом усилителя 1. Выходной сигнал

Ua одновибратора 3 продолжительностью 4 удерживает триггер Шмитта 2 в данном состоя нии .независимо от флуктуаций выходного сигнала усилителя 1. По окончании действия измеряемого сигнала U>, при выполнении условия U (U триггер Шмитта 2 возвращается в исходное состояние. При этом отрицательный перепад напряжения на коллекторе транзистора 7 запускает одновибратор 4. Выходной сигнал U< одновибратора 4 продолжительностью t< через резистор 18 поступает на базу транзистора 8 и удерживает триггер

Шмитта 2 в данном состоянии независимо от флуктуаций выходного сигнала усилителя 1.

Таким образом, воздействие сигналов U3 и

U< позволяет ликвидировать возможные повторные срабатывания триггера Шмитта 2 при изменении измеряемого сигнала Ug,каK от ?5(Ug к У5) U6, так и от У5) У6 к U5(Ug, т. е. при переходе измеряемого сигнала через условие U = ?е

При работе устройства оба напряжения, измеряемое U; и опорное U<, имеют фоновые составляющие, соответственно &AU и +-Л ?е (фиг. 2). На фиг. 2 принято, что гистерезис триггера Шмитта равен нулю и оба напряжения U> и U6 имеют одинаковые полярности.

Из диаграмм следует, что срабатывание триггера Шмитта может произойти в любой момент из отрезка времени

Очевидно, что данное время зависит как от амплитуд фоновых составляющих обоих напряжений, так и от крутизны измеряемого сигнала.

Заменим нелинейную функцию U5(t) управлением прямой, проходящей через данную точку Р,(хь yi) в данном направлении

U — U, =k(x — х,), (2) где k=tga — угол наклона прямой.

Подставляя в уравнение (2) обозначения, 5 приведенные на фиг. 2, получим:

{U, +ии,) — {U, — Ьи,) = k(t — t,) (3) для точки а и (U,, — AU,) — (U, + ЛУ,) = k (t — t,) (4) для точки с.

Вычитая почленно выражение (3) из выражения (4) найдем:

2 (ьУь + >e) {5) й

Формула (5) позволяет определить необходимую длительность сипналов U3 и U с выходов одновибраторов 3 и 4.

Очевидно, что должны выполняться неравенства t )ht и )ht.

Таким образом, введение в устройство сравнения напряжений первого и второго одновибраторов позволяет повысить помехоустойчивость устройства за счет устранения ложных срабатываний, обусловленных фоновой составляющей сигналов. Использование предлагаемого изобретения при автоматической обработке хроматографической информации позволяет исключить ошибки, связанные с обнаружением хроматогр афических пиков.

Фор мула изобретения

55 Устройство для сравнения напряжений, содержащее усилитель, к первому и второму входам которого подключены соответственно источники измеряемого и опорного напряжений, и триггер Шмитта, к первому входу кото40 рого подключен выход усилителя, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости устройства, оно содержит первый и второй однсвибраторы, .входы которых соединены соответственно с первым и вторым

45 выходами триггера Шмитта, к второму и третьему входам которого подключены соответственно выходы первого и второго одновибраторов.

Источники информации, принятые во вни50 мание при экспертизе:

1. ABT. св. СССР М 316076, кл. G 05В 1/01, 1969.

2. Авт. св. СССР № 3?0582, кл. G 05В 1/01, 1971.

55 3. Шляндин В. М. Цифровые измерительные преобразователи и приборы, М., «Высшая школа), 1973, с. 105 (прототип).