Компаратор принцип работы

Компаратор – это устройство, предназначенное для сравнения каких-либо величин (от лат. comparare – «сравнивать»). Является операционным усилителем с большим коэффициентом умножения. Имеет входы: прямой и инверсный. При необходимости опорный сигнал может быть подключен к любому из них.

• Как работает компаратор?
• Применение компаратора
• Принцип действия аналогового компаратора
• Особенности цифрового компаратора
• Компаратор-микросхема
• Компаратор на операционном усилителе
• Пример практического применения компаратора
• Компараторы массы: понятие
• Типы компараторов

Как работает компаратор?

На один из входов подается постоянный сигнал, который называется опорным. Он используется как образец для сравнения. Ко второму поступает испытуемый сигнал. На выходе стоит транзистор, меняющий свое состояние в зависимости от условий:

• Напряжение прямого входа выше инверсного – транзистор открыт.
• Напряжение инверсного входа выше прямого – закрыт.

Соответственно, выходное напряжение меняется скачком от минимума до максимума, или наоборот.

Применение компаратора

Используются в схемах измерения электрических сигналов и в аналогово-цифровых преобразователях. В логических цепях работают элементы «или» и «не», также являющиеся компараторами. Соответственно, использование этого компонента не ограничивается конкретными примерами, поскольку он применяется повсеместно.

Стоит отметить, что устройство сравнения можно сделать из любого операционного усилителя, но не наоборот. Коэффициент усиления компаратора достаточно высок. Соответственно, его входы очень чувствительны к разнице напряжений между ними. Расхождение в несколько милливольт значительно изменяет напряжение выхода.

Таким образом, компаратор позволяет наблюдать минимальные колебания уровней входных напряжений. Это делает его незаменимым элементом схем сравнения и измерительных приборов высокой точности:

• индикаторы уровня входящего сигнала;
• металлоискатели;
• микро- и милливольтметры;
• детекторы электромагнитных излучений;
• лабораторные датчики;
• компараторы массы;
• газоанализаторы.

Принцип действия аналогового компаратора

Аналоговый компаратор сравнивает непрерывные сигналы – входной измеряемый и входной опорный. При медленном изменении входного сигнала, происходит многократное переключение компаратора за малый отрезок времени. Такое явление называют «электронным дребезгом». Его наличие значительно снижает эффективность сравнения. Поскольку часто повторяющиеся смены состояния выхода, вводят оконечный транзистор в состояние насыщения.

Для уменьшения эффекта «электронного дребезга», в схему вводят ПОС – положительную обратную связь. Она обеспечивает гистерезис – небольшую разницу между уровнем напряжения включения и отключения. Некоторые компараторы имеют встроенную ПОС, что уменьшает количество дополнительных элементов построения конструкции.

Особенности цифрового компаратора

Цифровой компаратор – это однобитный аналогово-цифровой преобразователь. Напряжение выхода представляет либо логический «0», либо «1». На вход может быть подан как аналоговый, так и цифровой сигнал. Устройство используется в качестве формирователя импульсов для сопряжения схем датчиков и устройств отображения. Может применяться для анализа спектра звукового или светового сигнала. Компаратор – это также логические элементы «или» и «не», используемые в вычислительной технике.

Теоретически при незначительно малых колебаниях уровня входного сигнала, может возникать состояние неопределенности выхода. На практике равенство измеряемого и опорного напряжений не наступает. Поскольку компаратор имеет ограниченный коэффициент усиления или положительную обратную связь.

Компаратор-микросхема

Промышленность выпускает компараторы в виде интегральных схем. Их использование позволяет создавать компактные приборы, с минимумом навесных элементов. Также преимущество малогабаритных деталей в незначительной длине соединительных проводников. В условиях повышенного электромагнитного излучения они являются приемными антеннами для всевозможных электрических помех.

Компаратор на операционном усилителе

У компараторов есть немалое сходство с операционными усилителями:

• коэффициент усиления;
• входное сопротивление;
• значение входных токов;
• состояние насыщения.

Пример практического применения компаратора

На принципиальной схеме представлен датчик освещенности.

Опорное напряжение задается резисторами RV1 и R2. При этом, RV1 служит регулятором чувствительности конструкции. Индикация реализована на светодиоде D1. Датчиком является элемент LDR1, который меняет омическое сопротивление в зависимости от освещенности. Собственно компаратор представлен операционным усилителем LM324. Это простое устройство демонстрирует то, как работает компаратор на практике.

Компараторы массы: понятие

Компаратор массы это устройство, предназначенное для уточнения разности значений массы гирь при контроле стандартов массы и веса, а также, для прецизионного взвешивания. Наиболее точные компараторы массы способны взвесить любой образец и сравнить его с иным, подобным ему. Происходит это на уровне атомов. Необходимость в таких устройствах возникает по причине несовершенства эталонных образцов мер веса и объема жидкости.

Типы компараторов

– компаратор для сравнения разнополярных сигналов;

– компаратор для сравнения однополярных сигналов.

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 15 чел.
Средний рейтинг: 4.1 из 5.

Принцип работы компаратора напряжения

С учётом вышесказанного можно сделать вывод, что без применения отрицательной обратной связи, которая снижает усиление ОУ в схеме, применение ОУ бесполезно, так как при входных напряжениях в несколько милливольт ОУ войдёт в насыщение с выходным напряжением равным напряжению питания. Но существуют схемы, в которых операционные усилители применяются без обратной отрицательной связи, а в некоторых случаях специально вводят положительную обратную связь ПОС для увеличения коэффициента усиления схем. Одним из видов таких схем являются пороговые устройства, в состав которых входят различные компараторы, триггеры Шмитта, детекторы уровней напряжения.

Простейшим пороговым устройством является компаратор. Он сравнивает напряжение, которое поступает на один из его входов, с опорным напряжением, которое присутствует на другом его входе.

Поиск данных по Вашему запросу:

Принцип работы компаратора напряжения

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Компаратор схема и принцип работы
• Компараторы. Устройство и работа. Виды и применение. Особенности
• Компаратор напряжений
• Компаратор напряжения
• АНАЛОГОВЫЕ КОМПАРАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ Устройство и принцип действия
• Компараторы и триггеры Шмитта на ОУ
• Компаратор схема включения
• Исследование характеристик аналоговых компараторов напряжения

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Компараторы. Часть 1 — введение

Компаратор схема и принцип работы

Компаратор сравнивает напряжение двух сигналов и определяет, напряжение какого сигнала выше. Проще всего понять работу этой схему путём проведения экспериментов, а не чтения чьих-то словесных описаний. В нашем эксперименте, на входы операционного усилителя через два потенциометра будут подаваться напряжения различной величины. Статус выходного сигнала идентифицируется визуально с помощью светодиода. Путём регулировки потенциометров и наблюдения за светодиодом можно легко понять принцип работы схемы компаратора.

Чтобы ещё глубже разобраться в работе схемы, вы можете подключить два вольтметра к входам операционного усилителя второй щуп вольтметра соединяется с землёй , и тогда вы сможете получить числовые значения входных напряжений, и сравнить их со статусом светодиода. Схемы компараторов часто применяются для сравнения физических измерений, при условии, что эти физические переменные могут быть преобразованы в сигналы напряжения.

Новости Статьи База знаний. Губки из опилок помогут в очистке водоемов от нефтяных загрязнений. Новые губки демонстрируют одновременно олефильные и гидрофобные свойства. Конструирование Математика. Для собираемой схемы потребуется всего один операционный усилитель.

Как модель , так и являются сдвоенными операционными усилителями, то есть в один 8-выводной корпус типа DIP интегрированы два усилителя. На примере представляемой схемы вы поймёте, как можно использовать операционный усилитель в качестве компаратора. Теги Конструирование. Тактические фонари и профессиональная светотехника. Тактические и профессиональные фонари. В первую очередь, это светотехнические средства, пригодные для применения в экстремальных и сложных условиях, а так же техника, оптимизированная для узкого спектра задач, например подствольные фонари или фонари для дайвинга.

Активная распределенная антенная система. Активная распределенная антенная система представляет собой двунаправленный репитер, который усиливает и дублирует выходной сотовый сигнал внутри одного помещения.

Усиленный сигнал дублируется с помощью внутренней антенны. Подобным образом дублируется сотовый сигнал и за пределами здания. Для схемы данного интегратора подойдёт практически любая модель операционного усилителя, но в списке необходимых компонентов указана модель , так как входные токи смещения этого ОУ гораздо выше.

Как правило, высокий входной ток смещения считается плохой стороной того или иного операционного усилителя, если он используется в схеме усилителя постоянного тока и особенно в схеме интегратора! Комментарии 0.

О проекте Использование материалов Контакты. При использовании материалов данного сайта прямая и явная ссылка на сайт radiomaster.

Компараторы. Устройство и работа. Виды и применение. Особенности

За счет глубокой последовательной обратной связи охватывающей усилитель и большого входного сопротивления операционного усилителя. Входное сопротивление не инвертирующего усилителя велико достигает десятков гигаОм. Выходное сопротивление не инвертирующего усилителя достигает десятков и единиц Ом. С точки зрения усилительных свойств ОУ с не инвертирующим входом боле предпочтителен так как имеет большое входное сопротивление и малое выходное. Компаратор предназначен для сравнения аналоговых сигналов при этом один из них опорный U ОП второй изменяющийся или входной сигнал. При равенстве сигналов напряжение на выходе резко изменяется. Принцип действия основан на определениях работы идеального ОУ.

исследование работы однопорогового компаратора; назначение, принцип действия и классификация аналоговых компараторов В общем случае напряжение UВЫХ может отличаться как по величине, так и по.

Компаратор напряжений

Компаратором называется устройство сравнения двух аналоговых сигналов, один из которых может быть задан как эталонный. Эти условия записываются следующим образом:. В общем случае напряжение U ВЫХ может отличаться как по величине, так и по знаку. Поэтому можно сказать, что входной сигнал компаратора носит аналоговый характер, а выходной — цифровой. На рисунке 4. При нарушении условия 4. Тогда при использовании ОУ в качестве компаратора должно выполняться соотношение:. В рассмотренной схеме рисунок 4.

Компаратор напряжения

Эта статья содержит основную информацию о работе компараторов напряжения построенных на интегральных микросхемах и может быть использована в качестве справочного материала для построения различных схем. В электронике, компаратор представляет собой устройство, которое сравнивает между собой два электрических сигнала и выводит цифровой сигнал, указывающий на увеличение одного входного сигнала над другим. Компаратор имеет два аналоговых входа и один цифровой выход. Компаратор, как правило, построен на дифференциальном усилителе с высоким коэффициентом усиления. Компараторы широко используются в устройствах, которые измеряют и оцифровывают аналоговые сигналы, например, в аналого-цифровых преобразователях АЦП.

Основы электроакустики Путь к качественному звуку.

АНАЛОГОВЫЕ КОМПАРАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ Устройство и принцип действия

Эта статья содержит основную информацию о работе компараторов напряжения построенных на интегральных микросхемах и может быть использована в качестве справочного материала для построения различных схем. В электронике, компаратор представляет собой устройство, которое сравнивает между собой два электрических сигнала и выводит цифровой сигнал, указывающий на увеличение одного входного сигнала над другим. Компаратор имеет два аналоговых входа и один цифровой выход. Компаратор, как правило, построен на дифференциальном усилителе с высоким коэффициентом усиления. Компараторы широко используются в устройствах, которые измеряют и оцифровывают аналоговые сигналы, например, в аналого-цифровых преобразователях АЦП.

Компараторы и триггеры Шмитта на ОУ

Поэтому ее представляют как. Поэтому ее представляют в следующем виде:. Ей присуще интересное свойство: если на один ее вход подать лог. Это легко проверит это самостоятельно. Пример 3. Остановимся подробнее на равенстве чисел.

Тонкости работы с компараторами. Они, как правило, имеют лучшее быстродействие и меньшее падение напряжения на самой микросхеме, но их Данная схема работает по следующему принципу: В зависимости от.

Компаратор схема включения

Принцип работы компаратора напряжения

Компьютерные сети Системное программное обеспечение Информационные технологии Программирование. Все о программировании Обучение Linux Unix Алгоритмические языки Аналоговые и гибридные вычислительные устройства Архитектура микроконтроллеров Введение в разработку распределенных информационных систем Введение в численные методы Дискретная математика Информационное обслуживание пользователей Информация и моделирование в управлении производством Компьютерная графика Математическое и компьютерное моделирование Моделирование Нейрокомпьютеры Проектирование программ диагностики компьютерных систем и сетей Проектирование системных программ Системы счисления Теория статистики Теория оптимизации Уроки AutoCAD 3D Уроки базы данных Access Уроки Orcad Цифровые автоматы Шпаргалки по компьютеру Шпаргалки по программированию Экспертные системы Элементы теории информации Главная Тексты статей Добавить статьи Контакты Принцип работы компаратора при сравнении сигналов разной полярности Дата добавления: ; просмотров: ; Нарушение авторских прав. При использовании ОУ необходимо на его выходе устанавливать согласующий элемент.

Исследование характеристик аналоговых компараторов напряжения

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Включение света в темноте или как работает компаратор

Компаратор лат. Компаратор выдает высокое напряжение логическая 1 в случае, если напряжение на первом прямом входе выше, чем на втором инвертирующем и низкое выходное напряжение логический 0 если напряжение первого входа ниже вольтажа второго. Одно из напряжений сигналов , подаваемое на один из входов компаратора обычно называют опорным или пороговым напряжением. Пороговое напряжение делит весь диапазон входных напряжений, подаваемых на другой вход компаратора на два поддиапазона. Состояние выхода компаратора, высокое или низкое, указывает, в каком из двух поддиапазонов находится входное напряжение.

Компаратор сравнивает напряжение двух сигналов и определяет, напряжение какого сигнала выше. Проще всего понять работу этой схему путём проведения экспериментов, а не чтения чьих-то словесных описаний.

Давайте немного отвлечемся и представим спортивные состязания по бегу. После того как спортсмен финишировал, его результат сравнивают с рекордом для этой дистанции. Но если время, оказалось меньше рекордного, то бегун установил новый мировой рекорд. Компаратор работает также по сути. Как я уже упоменул, он имеет два входа и один выход. На один из входов поступает напряжение или ток, неизменные во временном диапазоне, т.

Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! Компараторы — название произошло от принципа работы — сравнения. Так функционируют приборы, производящие измерения способом сравнивания с эталоном: весы с одинаковыми плечами, электрические потенциометры.

Компаратор принцип работы: описание, характеристики

Содержание

Я привел пример принципа действия только одного типа этих устройств. На самом деле их гораздо больше, например они могут сравнивать два непрерывно меняющихся сигнала. Такое устройство переключается из одного логического состояния в другое, в моментсовпадения уровней входных сигналов. Другие вырабатывают при совпадении короткий одиночный импульс или серию импульсов, работающих в момент совпадения полярностей входных сигналов.

Давайте немного отвлечемся и представим спортивные состязания по бегу. После того как спортсмен финишировал, его результат сравнивают с рекордом для этой дистанции. Если бегун не превысил мировое достижение, то говорят, что «рекорд устоял». Но если время, оказалось меньше рекордного, то бегун установил новый мировой рекорд.

Компаратор работает также по сути. Как я уже упоменул, он имеет два входа и один выход. На один из входов поступает напряжение или ток, неизменные во временном диапазоне, т.е опорный сигнал. С ним осуществляется сравнение сигнала, уровень которого неизвестен.

Например, мы хотим сравнить напряжение от аккумуляторной батареи, которая заряжается в самодельном зарядном устройстве с опорным напряжением от блока питания. Если аккумулятор заряжается его напряжение ниже опорного, то никаких изменений на выходе ОУ не случится. Но если потенциал аккумулятора окажется выше опорного напряжение, компаратор переключится, и на его выходе появится сигнал, который можно использовать для отключения зарядного устройства от сети.

Я привел пример принципа действия только одного типа этих устройств. На самом деле их гораздо больше, например они могут сравнивать два непрерывно меняющихся сигнала. Такое устройство переключается из одного логического состояния в другое, в моментсовпадения уровней входных сигналов. Другие вырабатывают при совпадении короткий одиночный импульс или серию импульсов, работающих в момент совпадения полярностей входных сигналов.

Используются они во многих электронных устройствах и самоделках. Но наиболее главная их область конструкции, работа которых базируется на преобразовании аналоговых уровней в логические.

Вот простейший пример работы, цифровой вольтметр на светодиодах. Один из его основных частей — схема сравнения на операционном усилителе.

Напрашивается вывод, что эти устройства успешно соединили в себе свойства аналоговых и цифровых схем, а их основное назначение это преобразование сигналов.

Схему простого из них можно собрать всего на одном операционном усилителе. На инвертирующий вход через ограничительное сопротивление R1 поступает опорное напряжение. На другой через резистор R2 измерительный сигнал. Превращается обычный ОУ в прибор сравнения очень просто, путем ввода обратной связи в виде сопротивления R3.

Сигнал с датчика проходит на прямой вывод устройства сравнения на операционном усилителе CA3130. На инвертирующий вход этого же ОУ, поступает опорное напряжение с делителя. Переменным сопротивлением R4 задают требуемый температурный режим.

На компараторах можно собирать различные устройства, такие как терморегуляторы, стабилизаторы, различные устройства автоматики — используя для изменения входного сигнала различные датчики, такие как, терморезисторы, фоторезисторы, индикаторы влажности и т. д.

Применение компараторов

Основное назначение компараторов — оцифровка аналоговых сигналов. С помощью компараторов осуществляется связь между непрерывными сигналами, например, напряжения и логическими переменными цифровых устройств. Применяются в различных электронных устройствах, АЦП и ЦАП, устройствах сигнализации, допускового контроля

На компараторах можно собирать различные устройства, такие как терморегуляторы, стабилизаторы, различные устройства автоматики — используя для изменения входного сигнала различные датчики, такие как, терморезисторы, фоторезисторы, индикаторы влажности и т.д.

Выходные каскады компараторов рассчитаны таким образом, чтобы их выходное напряжение соответствовало бы входному логическому уровню многих цифровых микросхем, поэтому их ещё могут называть формирователями.

Для того, чтобы продемонстрировать, как работает быстродействующий компаратор с гистерезисом, нужно взять схему с двумя выходами.

Назначение

Фото — компараторы для компьютера

Наиболее популярным примером является компаратор триггер (регулятор) Шиммера. Он работает в режиме многоканальности, соответственно, может сравнивать большое количество сигналов. В частности, данный триггер применяется для того, чтобы восстановить цифровой сигнал, который искажает связь в зависимости от уровня напряжения и расстояния источника питания.

Это аналог стандартного компаратора, просто с более расширенным функционалом, который обеспечивает измерение нескольких входящих сигналов.

Фото — ОУ компаратор

Также есть компаратор шероховатости. Это устройство, которое помогает визуально определить состояние поверхности, которая уже подвергалась обработке. Применение этого приспособления обосновано необходимостью определять допуски обработанных ранее поверхностей.

С работой компаратора напряжения происходит похожий процесс. Вместо гирь выступает опорное напряжение, вместо товара – сигнал входа. При возникновении логической единицы на выходе устройства происходит сравнение напряжений. Это называют «пороговой чувствительностью» компаратора.

Компараторы с двумя входами и одним выходом. Причем один из входов является прямым, а другой инверсным. На эти входы поступает напряжение, которые устройство сравнивает. В зависимости от этого сравнения на своем выходе устройство устанавливает либо логический ноль, когда напряжение на инверсном входе выше, чем на прямом, либо логическую 1, когда напряжение входа прямого выше, чем на инверсном.

На схеме видно стандартное обозначение компаратора. Компаратор сам по себе достаточно универсален и находит широкое применение в радиолюбительской деятельности. На основе компаратора можно собрать таймер, мультивибратор и даже драйвер для светодиодов.

При выборе компаратора следует обратить внимание на следующие параметры:

• Диапазон напряжения питания.
• Диапазон входных напряжений.
• Максимальный ток на выходе компаратора.
• Тип выхода.

Не все компараторы могут установить плюс питания на выходе.

Данная схема построена на переменном резисторе 20 кОм, двух постоянных резисторов 10 кОм, которые образуют собой делитель напряжения на постоянных резисторах. Они подключены к инвертирующему входу. К нему же подключен делитель напряжения на переменном резисторе.

Выход компаратора представляет собой коллектор внутреннего транзистора, эмиттер которого подключен к земле. Этот транзистор либо подключает выход к земле, либо отключает его, поэтому плюса питания на выходе быть не может. Поэтому мы подтягиваем выход компаратора через резистор номиналом 1 кОм к плюсу питания.

Когда на неинвертирующем входе напряжение выше, чем на инвертирующем, транзистор закрывается. Добавленный нами резистор подтягивает к его к плюсу питания, вследствие чего светодиод загорается. Когда на неинвертирующем входе напряжение ниже, чем на инвертирующем, то транзистор открывается и притягивает выход компаратора к земле, вследствие чего светодиод перестает светиться.

Если же на двух входах напряжение примерно одинаковое, то выход компаратора логично переключается из одного состояния в другое и обратно под воздействием внутренних и внешних помех. Для борьбы с помехами и четкого переключения компаратора из одного состояния в другое собираются схемы с гистерезисом.

Обозначения выводов выглядят следующим образом:

Первая ножка – это выход первого компаратора, вторая ножка – инвертирующий вход первого компаратора, третья – неинвертирующий вход первого компаратора, четвертая – земля, восьмая ножка – напряжение питания. Второй компаратор не используется. Выход подключен желтым проводом к подтягивающему резистору и к светодиоду, зеленый провод подключен к делителю напряжения на постоянных резисторах, белый провод подключен к средней ножке переменного резистора, который является делителем напряжения.

При превышении напряжения выше 2,4 В светодиод начинает светиться. При воздействии внешних помех происходит хаотичное переключение выхода компаратора. Здесь может пригодиться схема гистерезиса.

Компараторы применяются в интегральном исполнении в качестве составных деталей микросхем. Интегральные таймеры имеют в составе два входных компаратора. Этим определяется особенность работы прибора. Микроконтроллеры производят со встроенными компараторами. Независимо от конструкции и схемы принцип действия прибора не отличается.

Новые компараторы похожи на операционные усилители, у них высокий усиливающий коэффициент, не имеют обратной связи, входы такого же типа.

Работа компаратора напряжения

В различных описаниях работы устройства приводятся примеры сравнения с рычажными весами. На одну сторону весов ложится гиря – эталон, на другую товар. Когда вес товара станет равным массе гири, или больше, то гири поднимаются вверх, на этом взвешивание окончено.

С работой компаратора напряжения происходит похожий процесс. Вместо гирь выступает опорное напряжение, вместо товара – сигнал входа. При возникновении логической единицы на выходе устройства происходит сравнение напряжений. Это называют «пороговой чувствительностью» компаратора.

Для тестирования устройства не нужно сложной схемы. Необходимо включить вольтметр на выход устройства, а на входы подключить напряжение, которое регулируется. При изменении входного напряжения на вольтметре будет видна работа компаратора.

Характеристики компараторов

При применении приборов нужно учесть характеристики, делящиеся на динамические и статические. Статические – это параметры установившегося режима. Это пороговая чувствительность. Она является наименьшей разностью сигналов входа. При ней возникает логический сигнал на выходе.

Некоторые компараторы оснащены выводами для смещающего напряжения, осуществляющего смещение характеристики передачи от идеального положения. Важным параметром является гистерезис, то есть разница напряжений входа. Он обусловлен обратной связью положительного значения, предназначенного для устранения «дребезга» сигнала выхода при переключении компаратора.

Устройство

Схема прибора довольно сложная, большая и не слишком понятная. Рассмотрим простую функциональную схему по рисунку.

Показан дифференциальный каскад входа, схема уровневого смещения, логика выхода. Дифференциальный каскад производит основное усиление сигнала разности. Устройством смещения осуществляется оптимальное состояние выхода. Это дает возможность выбрать тип логики для работы. Такая настройка производится подстроченным резистором на выводах «балансировки».

Компаратор с памятью и стробированием

Современные инновационные компараторы оснащены стробирующим входом. Это значит, что сравнение сигналов входа осуществляется только при подаче импульса. Это дает возможность сравнить сигналы входа в необходимый момент.

Простая схема структуры устройства со стробированием:

Устройства по рисунку с парафазным выходом, подобно триггеру – прямой верхний выход, нижний (кружок) – инверсный. С – стробирующий вход. На рисунке а) стробирование сигналов входа осуществляется по высокому уровню входа С. На обозначении входа С изображают знак инверсии маленьким кружком.

Рисунке б) стробирующий вход с чертой /. Это значит, что стробирование проходит по восходящему импульсу. Стробирующий сигнал – разрешение сравнения. Итог сравнения появляется на выходе при действии импульса стробирования. На некоторых устройствах есть память (с триггером). Они сохраняют результат до следующего импульса.

Время импульса стробирования (фронта) должно хватать для того, чтобы сигнал входа успевал проходить через дифференциальный каскад до срабатывания ячейки памяти. Использование стробирования повышает защиту от помех, так как помеха изменяет состояние устройства за время импульса.

Классификация

Компараторы делятся на три группы: общего применения, прецизионные и быстродействующие. В практической деятельности чаще применяются устройства общего применения.

Такие устройства имеют особенности и свойства, привлекающие к себе внимание. Они потребляют небольшую мощность, могут работать при малом напряжении питания. В одном корпусе можно разместить 4 устройства. Эта группа иногда дает возможность производить полезные устройства.

Это простой преобразователь сигнала в унитарный цифровой код, который можно преобразовать в двоичный, цифровым преобразованием. На схеме имеется 4 компаратора. Напряжение опорное подается на инвертирующие входы по делителю резистивного типа. При одинаковых резисторах на инвертирующих входах устройства напряжение будет равно n * Uоп / 4, n – номер устройства. Напряжение входа подается на неинвертирующие входы, которые соединены вместе.

В итоге сравнения напряжения входа с опорным, на компараторных выходах образуется цифровой унитарный код напряжения входа.

Поскольку в компараторе не используется отрицательная обратная связь, любое входное напряжение, сколь бы низким они ни было, вызывает насыщение выхода. Это означает, что выходное напряжение повышается до максимально возможного уровня, каким обычно является напряжение питания. В других схемах операционных усилителей, которые мы рассмотрели, проблемы, связанные с насыщением, устраняются при помощи отрицательной обратной связи. Но в компараторах насыщение играет положительную роль.

Принцип действия компаратора

Поскольку в компараторе не используется отрицательная обратная связь, любое входное напряжение, сколь бы низким они ни было, вызывает насыщение выхода. Это означает, что выходное напряжение повышается до максимально возможного уровня, каким обычно является напряжение питания. В других схемах операционных усилителей, которые мы рассмотрели, проблемы, связанные с насыщением, устраняются при помощи отрицательной обратной связи. Но в компараторах насыщение играет положительную роль.

Входное напряжение в компараторе может быть подано как на инвертирующий, так и на неинвертирующий входной зажим.

На принципиальной схеме представлен датчик освещенности.

Особенности цифрового компаратора

Цифровой компаратор – это однобитный аналогово-цифровой преобразователь.

Напряжение выхода представляет либо логический «0», либо «1».

На вход может быть подан как аналоговый, так и цифровой сигнал.

Устройство используется в качестве формирователя импульсов для сопряжения схем датчиков и устройств отображения.

Может применяться для анализа спектра звукового или светового сигнала.

Компаратор – это также логические элементы «или» и «не», используемые в вычислительной технике.

Теоретически при незначительно малых колебаниях уровня входного сигнала, может возникать состояние неопределенности выхода. На практике равенство измеряемого и опорного напряжений не наступает. Поскольку компаратор имеет ограниченный коэффициент усиления или положительную обратную связь.

В качестве типичной микросхемы, содержащей внутри себя целых 4 компаратора, можно назвать LM339. Данный чип выпускается как в виде SMD-компонента, так и варианте для монтажа через отверстия. Распиновка у LM339 следующая:

Ранее мы с вами познакомились с такими интегральными схемами, как таймер 555, счетчик 4026, логические вентили, а также сдвиговые регистры и декодеры. Теперь же пришло время узнать о компараторах. Несмотря на кажущуюся простоту, компараторы — куда более интересные устройства, чем может показаться на первый взгляд. Читайте далее, и сможете убедиться в этом самостоятельно.

Крайне наглядная картинка, объясняющая работу компаратора, была найдена в книге Чарльза Платта Электроника: логические микросхемы, усилители и датчики для начинающих. С некоторыми изменениями эта иллюстрация приведена ниже:

Компаратор имеет два входа, обозначаемые знаками минус (инвертирующий вход) и плюс (неинвертирующий вход), и один выход. Для нормальной работы выход компаратора обязательно должен быть подключен к плюсу источника питания через подтягивающий резистор. Почему нельзя было сделать это просто внутри микросхемы, скоро станет понятно.

Используется компаратор следующим образом. На инвертирующий вход подается эталонное напряжение. Когда напряжение на втором, неинвертирующем, входе больше эталонного, выход компаратора имеет высокое напряжение. Если же напряжение на неинвертирующем входе ниже эталонного, выход компаратора имеет низкое напряжение. Проще говоря, компаратор сравнивает два значения напряжения и на выходе говорит, какое больше. Входы компаратора можно использовать и наоборот, тогда выход компаратора будет инвертирован.

В качестве типичной микросхемы, содержащей внутри себя целых 4 компаратора, можно назвать LM339. Данный чип выпускается как в виде SMD-компонента, так и варианте для монтажа через отверстия. Распиновка у LM339 следующая:

На практике компараторы чаще всего используют одним из следующих образов:

Важно! По неудачному стечению обстоятельств, компаратор обозначается на схемах точно так же, как и операционный усилитель. Однако операционные усилители работают иначе, нежели компараторы, и их не следует путать. Определить, что именно используется в схеме, обычно можно по указанному названию чипа.

В левой части схемы изображен компаратор, чей выход соединяется с неинвертирующим входом через потенциометр или резистор. Это — так называемая положительная обратная связь. Благодаря ей достигается гистерезис. То есть, если напряжение на неинвертирующем входе будет колебаться в некотором коридоре возле эталонного, выход компаратора не будет постоянно изменяться. Если помните, триггер Шмитта (чип 74HC14) делает то же самое.

Кстати, можно заметить, что одна из связей на потенциометре в положительной обратной связи как бы лишняя. Как объяснил мне Melted Metal, так принято делать на случай потери контакта движка потенциометра с резистивной дорожкой.

Что же касается правой части схемы, на ней изображена схема двухпорогового компаратора. Если вход схемы, обозначенный, как signal, имеет напряжение между low и high, на выходе схемы образуется высокое напряжение. В противном случае напряжение на выходе низкое.

На следующем фото изображена первая схема, собранная на макетной плате:

Потенциометр слева задает напряжение на инвертирующем входе, а потенциометр справа — на неинвертирующем. Потенциометр по центру участвует в положительной обратной связи. Напряжение на обоих входах отображается при помощи миниатюрных цифровых вольтметров. Поскольку напряжение на неинвертирующем входе выше эталонного, светодиод, подключенный к выходу компаратора, горит.

Обратите внимание, что на входы неиспользованных компараторов также подается высокое и низкое напряжение. Это увеличивает надежность работы схемы и уменьшает потребляемую ею электроэнергию. Не имеет значения, на какой из входов подается высокое напряжение, а на какой — низкое. Главное, чтобы выход каждого отдельного компаратора был строго определен.

Вторую схему в собранном виде здесь я не привожу. Так что, вам придется поверить мне на слово, что она работает 🙂

Помимо всех озвученных выше, следует иметь в виду еще пару важных моментов:

• Через компаратор не следует пропускать слишком большой ток. Ток больше 20 мА может его сжечь;
• Напряжение на выходе компаратора может быть как выше, так и ниже напряжения на любом из входов. То есть, выход можно питать от совершенно другого источника питания. А питание на саму микросхему при этом может идти от третьего. Для правильной работы микросхемы нужно только, чтобы все эти источники имели общую землю;

Последнее обстоятельство позволяет использовать компаратор в качестве преобразователя уровня сигнала. Кроме того, теперь наконец-то стало ясно, зачем были все эти сложности со внешним подтягивающим резистором.

Вообще, компаратор можно рассматривать, как очень простой вольтметр или АЦП. В частности, с его помощью не представляет труда собрать индикатор уровня заряда Li-Ion аккумулятора. Если же у вас есть лишний фоторезистор (см заметку Мои первые страшные опыты с Arduino) или фототранзистор, на базе компаратора можно сделать датчик освещения. Если же вместо фоторезистора воспользоваться термометром типа TMP36, можно собрать устройство, управляющее кулером или кондиционером, способное регулировать температуру.

Наконец, компаратор можно использовать в качестве логического элемента НЕ, а также, если соединить выходы нескольких компараторов, в качестве элемента И. Отсюда несложно получить ИЛИ, по форуме x || y = !(!x && !y) , ровно как и любую другую булеву функцию. Само собой разумеется, при желании можно придумать и другие применения.

А какие безумные варианты использования компараторов приходят вам на ум?

Принципиальная схема «компаратор напряжения» эквивалентна работе операционного усилителя, например, LM358 или LM324, имеющим на выходе два транзистора типа NPN (см. выше). Таким образом, можно сделать все 4 выхода ОУ (LM339) с открытым коллектором. Каждый такой выход может выдерживать ток нагрузки 15 мА и напряжение до 50 вольт.

Схема эквивалента компаратора напряжения с двухполярным источником питания

Компараторы напряжения LM339, LM393 и LM311могут работать с одно- или двухполярным источником питания до 32 вольт максимум.

При работе с двухполярным питанием, режим сравнения напряжения остается таким же, за исключением того, что для большинства схем эмиттер выходного транзистора подключается к отрицательной шине питания, а не к общей цепи. Исключением из этого правила является операционный усилитель LM311, имеющий изолированный эмиттер, который можно подключить как к минусу однополярного источника питания, так или к общему проводу двухполярного.

При работе с двухполярным источником питания, входное напряжение может быть выше или ниже относительно общего провода блока питания. Кроме того, один из входов компаратора может быть подключен к общему проводу, таким образом создается детектор «пересечение нуля».

Один из способов разобраться с работой компаратора – изучить базовую конфигурацию ОУ, показанную на Рисунке 1а. Усилитель имеет очень большой коэффициент усиления без обратной связи (A_OL >> 1000). То, что он усиливает, – это разность между двумя входами V₁ и V₂. Выходное напряжение равно

В чем реальные различия между операционным усилителем и компаратором?

Основные различия между ними следующие:

Несмотря на внешнее сходство, две схемы различны и предназначены для разных приложений.

Так можно ли использовать ОУ в качестве компаратора? [1] Возможно. Многие инженеры используют. Нередко так делают, когда требуется лишь один компаратор, а в корпусе счетверенного ОУ остался «свободный» усилитель. Необходимая для устойчивой работы ОУ фазовая коррекция означает, что такой компаратор будет очень медленным, но если особых требований к быстродействию не предъявляется, может быть достаточно и операционного усилителя. Иногда такой подход вполне приемлем, но в некоторых случаях он непригоден.

Поскольку полусумматор имеет только два входа, он может использоваться для суммирования лишь в младшем разряде.

Работа устройства, реализующего таблицу истинность (рис. 3.48), описывается следующими уравнениями

Очевидно, что по отношении: к столбцу S реализуется логическая функция «исключающее ИЛИ», т. е. S = А + В.

Поскольку полусумматор имеет только два входа, он может использоваться для суммирования лишь в младшем разряде.

При суммировании двух многоразрядных чисел для каждого разряда (кроме младшего) необходимо использовать устройство, имеющее дополнительный вход переноса. Такое устройство (рис. 3.50) называют полным сумматором и его можно представить как объединение двух полусумматоров (Р_вх — дополнительный вход переноса).

Если требуется изменение выходного напряжения компаратора в пределах от U + _пит до U — _пит, выходной каскад включается по схеме эмиттерного повторителя (рис. 5б). При этом заметно снижается быстродействие компаратора и происходит инверсия его входов.

Параметры компараторов

Параметры, характеризующие качество компараторов, можно разделить на три группы: точностные, динамические и эксплуатационные.

Компаратор характеризуется теми же точностными параметрами, что и ОУ.

Рис. 8. Переходная характеристика компаратора m А710 при различных превышениях скачка входного напряжения U_д над опорным: 1 — на 2 мВ; 2 — на 5 мВ; 3 — на 10 мВ; 4 — на 20 мВ

Источники

Источник — http://www.texnic.ru/tools/stud/l/l009.htm
Источник — http://mobilradio.ru/information/vocabulary/comparator.htm
Источник — http://www.asutpp.ru/komparator.html
Источник — http://electrosam.ru/glavnaja/slabotochnye-seti/oborudovanie/komparatory/
Источник — http://kipiavp.ru/pribori/komparator.html
Источник — http://principraboty.ru/komparator-princip-raboty/
Источник — http://eax.me/comparator/
Источник — http://www. joyta.ru/7070-komparator-opisanie-i-primenenie-chast-1/
Источник — http://www.rlocman.ru/review/article.html?di=500899
Источник — http://pue8.ru/silovaya-elektronika/909-summatory-i-tsifrovye-komparatory-printsip-raboty.html
Источник — http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/doc/comparator/comp_1.htm

Компараторы в метрологии. Типы, работа, характеристики, схемы, преимущества

Содержание

• Компараторы представляют собой одну из форм линейных измерительных устройств.
• Быстрее и удобнее для проверки большего количества одинаковых размеров.
• Компараторы обычно не показывают фактические размеры заготовки. Они покажут только отклонение в размере.
• Не может использоваться в качестве абсолютного измерительного устройства, но может сравнивать только два измерения.

Принцип компаратора

Общий принцип компаратора заключается в указании разницы в размерах между эталоном и измеряемой работой с помощью некоторого указателя на шкале с достаточным увеличением.

Компараторы могут выполнять точные измерения с неизменной точностью, исключая человеческий фактор. Они используются, чтобы выяснить, насколько размеры данного компонента отличаются от размеров известного элемента. Если указанная разница невелика, подбирают подходящее увеличительное устройство для получения требуемой точности измерений. Это прибор косвенного типа, используемый для линейных измерений. Если размер меньше или больше стандартного, то разница будет отображаться на циферблате. Он дает только разницу между фактическим и стандартным размером заготовки. Проверить высоту задания h3, используя стандартное задание высотой h2

принцип работы компараторов

Первоначально компаратор устанавливается на ноль на его циферблате со стандартной работой в положении, как показано на рисунке (а). Показание h2 снимают с помощью плунжера.

Затем стандартное задание заменяется проверяемой деталью и берется показание h3. Если h2 и h3 разные, то изменение размера будет показано на циферблате компаратора. Таким образом, разница затем увеличивается в 1000-3000 раз, чтобы получить четкое различие в стандартной и фактической работе.

Определение компараторов:

Короче говоря, компаратор — это устройство, которое

(1) улавливает небольшие отклонения в размерах.

(2) Увеличивает.

(3) Отображает с помощью показывающих устройств, с помощью которых можно провести сравнение с некоторым стандартным значением .

Необходимость в компараторе

• Компаратор используется в массовом производстве для проверки компонентов с жесткими допусками с высокой степенью точности и скорости
• Использование линейных эталонов, таких как штангенциркуль и микрометр, требует значительных навыков.
• Многие размеры можно проверить за очень короткое время.

Классификация компараторов

1. Механический компаратор: Работает на шестернях, рычагах, рычагах, пружинах и т. д.

2. Пневматический компаратор: Пневматический компаратор работает на воздухе высокого давления клапаны, обратное давление и т. д.

3. Оптический компаратор: Оптический компаратор работает с использованием линз, зеркал, источника света и т. д.

4. Электрический компаратор: Работает с использованием повышающих и понижающих трансформаторов.

5. Электронный компаратор: Он работает с использованием усилителя, цифрового сигнала и т. д.

6. Комбинированный компаратор: Комбинация любых двух из вышеперечисленных типов может дать наилучший результат.

Типы компараторов:

1. Механические компараторы

• Dial Indicator
• Reed Type comparator
• Sigma Comparator
• Johansson Mikrokator

2. Mechanical Optical Comparators

• Optical Lever
• Zeiss Optimeter
• Zeiss Ultra Optimeter
• Zeiss Optotest Comparators

3 Электрические и электронные компараторы
4. Пневматические компараторы
5) Гидравлические компараторы
6) Проекционные компараторы
7) Multi Check Comporators
8) Автоматическое измерение
9) Электромеханические компараторы
10) Высокие калибровки

9000

Brouks Broukes Level Comparators 9000 9000

Broukes Brookes Level Role-Role 9000. Миллионные Компараторы

Характеристики Хороших Компараторов:

1. Должен быть компактным.

2. С ним должно быть легко обращаться.

3. Он должен давать быстрые ответы или быстрые результаты.

4. Должен быть надежным в эксплуатации.

5. На компаратор не должно оказываться влияние окружающей среды.

6. Его вес должен быть меньше.

7. Должно быть дешевле.

8. Он должен быть легко доступен на рынке.

9. Он должен быть чувствительным в соответствии с требованием.

10. Конструкция должна быть прочной.

11. Он должен быть линейным по масштабу, чтобы его было легко читать и получать однородный отклик.

12. Требуется меньше обслуживания.

13. Он должен иметь твердую точку контакта с длительным сроком службы.

14. Не должно быть люфтов и износа.

Механические компараторы: 

Принцип работы механических компараторов:

Увеличение движения плунжера может быть получено механическими средствами, такими как рычаги, зубчатая передача или другие механические средства.

JOHANSSON «МИКРОКАТОР»:

• Johansson «Микрокатор» механический компаратор с увеличением около 5000.
• Работает по принципу пуговицы, вращающейся на веревочной петле.
• Прибор состоит из плунжера, скрученной тонкой металлической полоски, пружинного колена, указки и т. д.
• Очень легкая стеклянная указка прикреплена к центру скрученной полоски.
• Две половинки полосы от центра скручены в противоположных направлениях, так что любое натяжение полосы приводит к вращению центра и, следовательно, указателя.

JOHANSSON MIKROKATOR DIAGRAM

• Один конец полосы крепится к регулируемой консольной планке, а другой конец крепится к кронштейну пружинного колена.
• Измерительный поршень установлен на гибкой диафрагме. Его внутренний конец прикреплен к другому плечу пружинного колена.
• Таким образом вертикальное движение плунжера передается на металлическую полосу через колено.
• Любые вертикальные движения плунжера заставляют его закручиваться или раскручиваться.
• При этом указатель повернется на величину, пропорциональную изменению длины полоски.
• Увеличение инструмента зависит от длины, ширины и количества поворотов скрученной полоски.
• Может изменяться путем изменения длины планки с помощью винтов на регулируемой консольной планке.

СИГМА-КОМПАРАТОР:

• Это механический компаратор, обеспечивающий увеличение от 300 до 5000.
• Состоит из плунжера, закрепленного на двух стальных струнах (щелевых диафрагмах). Это обеспечивает линейное движение плунжера без трения.
• Плунжер имеет острие, которое упирается в торец подвижного блока поперечного шарнира.
• Петля с поперечной планкой состоит из кусков плоских стальных пружин, расположенных под прямым углом, и представляет собой очень эффективную ось для малых угловых перемещений.
• Подвижный блок несет Y-образные рычаги из легкого металла. Тонкая лента из фосфористой бронзы прикреплена к концам раздвоенных плеч и обернута вокруг небольшого барабана, установленного на шпинделе, несущем указатель.
• Любое вертикальное смещение измерительного плунжера и, следовательно, лезвия ножа приводит к повороту подвижного блока шарнира поперечной планки.

Сигма-компараторная диаграмма

• Вызывает вращение Y-образных плеч. Металлическая полоса, прикрепленная к рычагам, заставляет вращаться приводной барабан и, следовательно, указатель.
• Отношение эффективной длины (L) плеча к расстоянию (X) кромки ножа от шарнира дает увеличение первой ступени
• Отношение длины стрелки (R) к радиусу r приводного барабана дает Увеличение второй ступени прибора.
• Таким образом, общее увеличение инструмента составляет (L/X×R/r).
• Увеличение инструмента можно изменять, изменяя расстояние (X) от края ножа путем затягивания или ослабления регулировочных винтов.

Преимущества механических компараторов

• Они дешевле по сравнению с другими усилительными устройствами.
• Не требуют электричества или воздуха, поэтому изменения во внешних источниках не влияют на точность.
• Имеют прочную линейную шкалу и просты в обращении.
• Подходит для обычной мастерской, а также легко переносится.

Недостатки механических компараторов

• У них больше подвижных звеньев, из-за чего больше трение и ниже точность.
• Любой износ, дефекты размеров используемых механических устройств также будут увеличены.
• Дальность действия прибора ограничена, поскольку указатель перемещается по фиксированной шкале

ОПТИЧЕСКИЙ КОМПАРАТОР

Введение

Чисто оптических компараторов не существует, но приборы, классифицируемые как оптические компараторы, получают большое увеличение в этих приборах. через механическое увеличение
Полностью оптические компараторы обеспечивают высокую точность измерений.

Принцип работы оптических компараторов:

Принцип работы этого типа компаратора основан на законах отражения и преломления света. Система увеличения зависит от наклона зеркала, отклоняющего луч света, таким образом обеспечивая оптический рычаг.

Принцип работы оптического рычага

Если луч света AC направить на зеркало, как показано на рисунке, он отразится на экране в точке O в виде точки. Угол Ɵ, под которым луч падает на зеркало равен углу Ɵ, под которым луч отражается от зеркала. Когда поршень перемещается вверх вертикально, зеркало наклоняется на угол «α», как показано на рисунке.

Принцип работы оптического компаратора

Затем отраженный луч света проходит под углом «2α», который в два раза превышает угол наклона, создаваемый движением плунжера. Подсвеченная точка перемещается на «B», таким образом, линейное движение «h» плунжера вызывает перемещение точки, эквивалентное расстоянию OB на экране. Также ясно, что по мере увеличения расстояния (ОС) экрана от поворотного зеркала увеличение будет больше, что называется принципом увеличения изображения.

Zeiss ультра- Optimeter

• Оптическая система этого прибора обеспечивает двойное отражение света и, таким образом, дает более высокую степень увеличения.
• Лампа пропускает световые лучи через зеленый фильтр, чтобы отфильтровать все лучи, кроме зеленого света, который меньше утомляет глаза.
• Затем зеленый свет проходит через конденсор, который через индексную метку проецирует его на подвижное зеркало M1. Затем он отражается на другое неподвижное зеркало М2 и обратно на первое подвижное зеркало.
• Линза объектива направляет отраженный луч от подвижного зеркала в фокус на прозрачной сетке с точной шкалой, которая видна в окуляр.
• Проецируемое изображение индексной линии на координатной сетке можно отрегулировать с помощью винта, чтобы установить начальное нулевое значение.
• При правильной настройке изображение индексной линии видно на фоне масштабной сетки.
• Конец контактного плунжера упирается в другой конец первого подвижного зеркала, так что любое вертикальное движение плунжера будет наклонять зеркало.
• Это вызывает смещение положения отраженной линии указателя на шкале сетки окуляра, которая, в свою очередь, измеряет смещение плунжера.

Схема ультраоптиметра Zeiss

Преимущества оптических компараторов: 

• Оптические компараторы имеют мало подвижных соединений и, следовательно, не подвержены трению, износу и разрыву.
• Высокая точность измерения.
• Увеличение обычно высокое.

Недостатки оптических компараторов

• Для работы этих типов компараторов необходимо электропитание.
• Размеры этих компараторов высоки и дороги.
• Поскольку шкала проецируется на экран, важно использовать эти приборы в темной комнате, чтобы легко снимать показания.

Пневматические компараторы:

• Эти приборы используют изменения давления или скорости воздуха в качестве усиливающей среды.
• Струя или струи воздуха подаются на измеряемую поверхность, а колебания противодавления или скорости воздуха, вызванные изменениями во влах, усиливают выходные сигналы.
• В зависимости от физических явлений пневматические компараторы делятся на два типа.
  Тип потока или скорости
  Тип противодавления.

Пневматический компаратор Solex:

• Этот прибор был впервые представлен компанией Solex Air. Gauges Ltd. Он использует водяной манометр для индикации противодавления.
• Состоит из вертикального металлического цилиндра, наполненного водой до определенного уровня, и погруженной в него погружной трубки на глубину, соответствующую требуемому давлению воздуха.

Схема пневматического манометра Solex

• Калиброванная трубка манометра подсоединяется между цилиндром и регулирующим отверстием, как показано на рис.
• Давление подаваемого воздуха выше желаемого давления, некоторое количество воздуха будет выходить пузырьками из нижней части погружной трубки, а воздух, поступающий в контрольный объем, будет иметь желаемое постоянное давление.
• Затем воздух под постоянным давлением проходит через регулирующее отверстие и выходит из измерительных форсунок.
• При отсутствии ограничения выхода воздуха уровень воды в трубке манометра будет совпадать с уровнем воды в цилиндре.
• Но, если есть ограничение выхода воздуха через форсунки, в контуре возникнет противодавление и уровень воды в трубке манометра упадет.
• Ограничение выхода воздуха зависит от различий измеряемых размеров.
• Таким образом, изменения измеряемых размеров преобразуются в соответствующие изменения давления, которые можно считать по калиброванной шкале, прилагаемой к манометру.

Преимущества пневматических компараторов:

1. Очень большое увеличение
2. Меньшее трение, износ и инерция
3. Меньшее измерительное давление
4. Определяет овальность и конусность круглых отверстий

Недостатки пневматических компараторов

9002 :

1. Масштаб, как правило, неравномерный
2. Требуется компрессор и точный регулятор давления
3. Непортативный
4. Меньшая чувствительность

---

Разница между механическим компаратором и пневматическим компаратором

Механический компаратор	Пневматический компаратор
1) Механические компараторы имеют прочную и компактную конструкцию.	Пневматические компараторы не являются портативными и имеют компактную конструкцию
2) Обычно механические компараторы имеют линейную шкалу.	Шкала, как правило, нелинейна
3) Из-за большего количества движущихся частей увеличивается трение, что снижает точность.	У него мало движущихся частей, а в некоторых случаях вообще нет. Таким образом, полученная точность в большей степени обусловлена ​​​​отсутствием трения и инерции.
4) Меньшая степень увеличения по сравнению с пневматическими компараторами.	Можно получить высокую степень увеличения
5) Меньше затрат по сравнению с другими компараторами.	Высокая стоимость по сравнению с механическими компараторами

---

Электрический компаратор

Принцип работы электрических компараторов:

Эти приборы основаны на теории моста переменного тока Уитстона. Когда мост электрически уравновешен, через гальванометр, подключенный к мосту, ток не течет, и стрелка не отклоняется. Любое нарушение индуктивности плеч вызовет дисбаланс и вызовет отклонение указателя.

Введение

• Электрические компараторы также называют электромеханическими измерительными системами.
• Это потому, что они используют электромеханическое устройство, которое преобразует механическое перемещение в электрический сигнал.

LVDT

Линейный регулируемый дифференциальный трансформатор (LVDT) является наиболее популярным электромеханическим устройством, используемым для преобразования механического смещения в электрический сигнал. Используется для измерения смещения.

Подробнее о LVDT:  LVDT — схема, работа, характеристики, преимущества, применение

Преимущество электрического компаратора

• Небольшое количество движущихся частей.
• Возможно очень большое увеличение.
• Используется для различных диапазонов.
• Возможно также дистанционное управление.

Недостаток электрического компаратора

• Для работы требуется внешнее устройство, т. е. источник питания переменного тока. 10
• Нагревательные змеевики могут вызвать дрейф нуля.
• Более дорогой, чем механический компаратор.

---

Разница между манометрами и компараторами:

Comparison between gauges and comparators are as follows, 

Sr. No.	Gauges	Comparator
1.	Gauge is device designed to compare the manufactured компонент по заданному чертежу.	Компаратор – устройство, предназначенное для сравнения известных, известных, неизвестных, неизвестных и неизвестных параметров.
2.	Датчик может только проверить, принят или отклонен изготовленный компонент.	Компаратор выдает показания измерения изготовленного компонента.
3.	Низкая стоимость	Подробнее
4.	Легкие в использовании на магазине	.	Ограниченная область применения	Широкая область применения
6.	Пример — калибры-кольца, калибры-пробки, калибры-скобы	Пример — Пневматические, электрические, механические компараторы

---

Разница между измерительными приборами и компараторами:

Сравнение между измерительным прибором и компараторами:

8 Sr99

Механический прибор	Компаратор
1.	Не дает увеличения.	Дает увеличение.
2.	Требуются квалифицированные операторы.	Требуются операторы средней квалификации.
3.	Произошла ошибка наблюдения.	Ошибка параллакса.
4.	Техническое обслуживание меньше.	Техническое обслуживание — это больше.
5.	Дистанционное управление невозможно.	Может управляться дистанционно.
6.	Единообразный ответ не получен.	Получен однородный ответ.
7.	Используется для проверки и измерения.	Используется для сравнения.
8.	Менее чувствительный.	Более чувствительный.
9.	Пример. Штангенциркуль	Пример: Сигма-компаратор, циферблатный индикатор

---

Применение компараторов: 

Компараторы используются для следующих целей: 

1) Компараторы используются в качестве лабораторных стандартов.
2) Используются в качестве рабочих калибров для предотвращения производственного брака и соблюдения требуемых допусков на всех
важных этапах производства.
3) Используются в качестве калибров для окончательной проверки.
4) Используется в качестве контрольно-измерительного прибора для проверки деталей, полученных из внешних источников.
5) Для проверки новых калибров.

---

 

---

Эл.0002 Сосуды под давлением — детали, конструкция, применение, типы, материал, схема

Введение в сосуды под давлением Сосуды, резервуары и трубопроводы, которые транспортируют, хранят или получают жидкости, называются сосудами под давлением. Сосуд под давлением определяется как сосуд с давлением…

Продолжить чтение Шарнирное соединение используется для соединения двух стержней, находящихся под действием растягивающих нагрузок. Однако, если соединение направляется, стержни могут выдерживать сжимающую нагрузку. Шарнирный сустав…

Продолжить чтение

Различные типы компараторов с их работой

Компараторы подразделяются на различные виды, такие как электронные, электрические, механические, оптические, сигма, цифровые и пневматические компараторы, которые используются в различных приложениях. Компараторы играют важную роль в разработке электрических и электронных проектов. В электронных схемах операционный усилитель используется с отрицательной обратной связью, а также его можно использовать в качестве компаратора. Компаратор в основном разработан без обратной связи для конфигурации с разомкнутым контуром. Они широко используются в аналого-цифровых преобразователях. Когда производится выборка сигнала i/p, этот сигнал подается на несколько компараторов для преобразования цифровой формы из аналоговой.

Применение компараторов в основном связано с работающими двигателями BLDC, детекторами пересечения нуля, импульсными регуляторами мощности и пиковыми детекторами. В этой статье дается обзор того, что такое компаратор и типы компараторов.

Что такое компаратор?

Обычно компаратор определяется как устройство, которое включает в себя две клеммы i/p, а именно инвертирующую и неинвертирующую клеммы. На одну входную клемму подается эталонный сигнал i/p, а на остальные i/p подаются фактические значения. сигнала. Сигнал o/p может быть сгенерирован на основе разницы между двумя сигналами i/p, либо высокими, либо низкими. Здесь низкие и высокие сигналы обозначены 0 и . Основная цель компаратора состоит в том, чтобы сравнить два тока или напряжения, которые подаются на два сигнала i/p, и генерирует двоичный цифровой сигнал o/p, который указывает, какой из них больше, называется компаратором.

Компаратор

Две клеммы i/p компараторов — V+ и V-, а цифровой выход — V0.

Этот сигнал o/p можно определить как

Если V+ больше V-, то V0 = 1 и
Если V+ меньше V-, то V0 = 0,

Типы компараторов

Компараторы подразделяются на разные типы например,

• Механический компаратор
• Механико-оптический компаратор
• Герконовый компаратор
• Электроэлектронный компаратор
• Пневматический компаратор

Механический компаратор

Механический компаратор также называют «микрокатором». В механических компараторах увеличение достигается за счет различных механических устройств и механических связей. Механический компаратор представляет собой измерительный прибор, механизм которого выполнен в виде скрученной ленточной пружины, расположенной в средней части. Средняя часть механического компаратора поворачивается на фиксированный угол при натяжении, показанном на рисунке. Этот компаратор используется для линейных измерений методом относительного контакта. Этот компаратор разработан в 19 году30 шведской компании Johanson.

Механический компаратор

Вышеуказанный механический компаратор состоит из следующих частей: пружины, указателя, приспособления для крепления указателя, демпфирующего рычага и измерительного шпинделя

Измеряемая длина отображается стрелкой на шкале, здесь указатель крепится к средней части пружины. Прикрепленный указатель пропорционален углу поворота пружины. Механический компаратор закрепляется на постаменте для проведения измерений. Его часто подгоняют под необходимый размер концевого эталона, располагаемого между острием инструмента и плоскостью тумбы. Механизм механического компаратора применяется в пружинных индикаторах уровня, небольших пружинных измерительных головках, микаторах и пружинных оптических измерительных головках. Механические компараторы делятся на четыре типа, такие как

• Компаратор индикаторов часового типа
• Johansson Микрокатор Компаратор
• Герконовый компаратор
• Сигма-компаратор.

Механо-оптический компаратор

В механико-оптическом компараторе небольшое смещение измерительного плунжера сначала усиливается механической системой, состоящей из поворотных рычагов. Далее, механическое движение, которое усиливается оптической системой, соединяющей обнажение с изображением. Общее устройство механической системы обусловливает наклон отражателя к изображению и оси указателя, оцениваемого по шкале на внутреннем стеклянном экране. Оптическое увеличение обеспечивает высокую точность измерения. 9и) (J4//3).

Таким образом, становится ясно, что оптические компараторы способны обеспечить высокую степень точности вычислений благодаря большому увеличению и сведению к минимуму движущихся элементов. Кроме того, они обладают лучшими свойствами износостойкости, а главное преимущество этого компаратора заключается в том, что наличие подсвечиваемой шкалы позволяет снимать показания без ущерба для условий освещения помещения. В этом типе компаратора зеркало с передним отражением используется вместо обычного зеркала с обратным отражением. В обычном зеркале с обратным отражением есть два отраженных изображения, например, переднее и заднее. Таким образом, отраженное изображение хорошо не определяется, два изображения. Одно изображение яркое, а другое размытое, оба наблюдаются. Когда используется переднее отражающее зеркало, при его использовании требуется большая осторожность, чтобы не повредить блестящие поверхности.

Компаратор герконового типа

Рисунок компаратора герконового типа показан ниже. Это безфрикционное устройство для расширения малых движений шпинделя. Он состоит из статического блока А, жестко закрепленного на корпусе головки датчика. Плавающий блок B несет калибровочный шпиндель и соединен горизонтально со статическим блоком язычками C. К каждому блоку прикреплен перпендикулярный язычок, верхние концы которого объединены вместе, как показано на рисунке ниже. Линейное движение шпинделя перемещает свободный блок перпендикулярно, вызывая скольжение перпендикулярного язычка. Это усилие заставляет цель качаться по дуге по шкале, соответствующей расстоянию, перемещаемому шпинделем. Этот тип компараторов может иметь точность порядка 0,25 микро/масштаб деления.

Герконовый компаратор

Электрические компараторы

Электрический компаратор состоит из основания, стойки, блока питания, измерительного блока, блока индикации и блока усиления. В этом компараторе движение измерительного контакта преобразуется в электрический сигнал, а затем этот сигнал регистрируется устройством, регулируемым по движению плунжера. Для этого используется мостовая схема переменного тока Уитстона, включающая гальванометр.

Этот электрический компаратор состоит из жесткого стержня, железного якоря, ломающегося о W и пружины и W1. Если якорь расположен между катушками W и W1, то индуктивность этих катушек одинакова; мост Уитстона стабилен и образует исходную линию.

Электрические компараторы

Когда деталь находится под щупом для целей измерения из-за разницы в системе отсчета. Якорь, размер компонента будет либо поднят вверх, либо вниз. Это нарушает баланс моста Уитстона, что приводит к неуравновешенному току. Этот ток напрямую регулируется в зависимости от размера компонента, который расширяется усилителем, заданным гальванометром. Эти компараторы имеют точность 0,001 мм. Основными преимуществами этих компараторов являются отсутствие движущихся частей, чувствительность и точность на длительных периодах времени.

Пневматический компаратор

Принцип работы пневматического компаратора заключается в том, что воздух под постоянным давлением выбрасывается через два отверстия. Если одно из отверстий остается однородным, давление будет меняться в зависимости от размера другого. На следующей схеме трубка 1 соединена с подачей воздуха и через ограничительные форсунки 2 с трубой 11, которая погружается в воду в глубоком сосуде, открытом в атмосферу. Воздух, поступающий в трубу 1, увеличивается в трубе 11 и поддерживает фиксированный напор воды-H, а избыток воздуха выходит в виде пузырьков. Воздух из трубы 11 проходит через регулирующий жиклер 3 и, наконец, выходит через измерительный жиклер в точке 6,9.0003

Пневматический компаратор

Давление в трубке б/н управляющего жиклера 3 и расчетного жиклера 6 будет зависеть от размера жиклера в 6, который контролируется расстоянием б/н измерительного стола и грани, и повторяется по высоте жидкости в трубке манометра8. Шкала 9 также настроена таким образом, чтобы разница напора h указывала на изменения зазора d, увеличенного в несколько сотен раз. Основными преимуществами этого компаратора является простота в эксплуатации, дешевизна, независимость от постоянного давления, отсутствие механического износа и увеличение в 10000 раз.

Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать о компараторе MCQ

Таким образом, это все о компараторе и типах компараторов, которые включают в себя механические, оптические, ридовские, электрические и пневматические компараторы. Мы надеемся, что вы получили лучшее представление об этой статье. Вот вопрос к вам, какова функция компаратора?

Фото кредиты

• Механический компаратор от tfd

Принцип работы электрического компаратора

Theteche.com

2 апреля, 2021

Подробности конструкции: Электрический компаратор состоит из следующих трех основных деталей, таких как

• Дисплейное устройство в качестве измерителя
• . якорь расположен между двумя витками, удерживаемыми листовой пружиной на одном конце. Другой конец упирается в поршень. Две катушки a действуют как два плеча мостовой схемы переменного тока из пшеничного камня.

  Усилитель : Усилитель — это не что иное, как устройство, которое усиливает заданную частоту входного сигнала до увеличенного выходного сигнала.

  Устройство отображения или измеритель: Усиленный входной сигнал отображается на некоторых приборах оконечного каскада. Здесь конечным инструментом является счетчик.

  Принцип работы электрического компаратора

  Если якорь расположен посередине между катушками, индуктивность обеих катушек будет одинакова, но в противоположном направлении со сменой знака. За счет этого мостовая схема переменного тока, мост Уитстона уравновешена.

  Таким образом, счетчик покажет нулевое значение. Но практически это невозможно. В реальных случаях якорь может подниматься или опускаться плунжером во время измерения.

  Это нарушило бы баланс цепи моста Уитстона. Из-за этого эффекта будет соответственно индуцироваться изменение тока или потенциала. В то время. измеритель укажет некоторое значение как смещение.

  Это указанное значение может быть как для больших, так и для меньших компонентов. Поскольку этот индуцированный ток слишком мал, его следует соответствующим образом усилить перед отображением на счетчике.

  Проверка точности

  Для проверки точности данного образца или работы сначала под поршень помещается стандартный образец. После этого сопротивление моста Уитстона регулируют так, чтобы показания шкалы показывали ноль. Затем образец удаляют.

  Теперь работа вводится под плунжер. Если присутствует изменение высоты работы, он будет перемещать плунжер вверх или вниз.

  Соответствующее движение плунжера сначала усиливается усилителем, а затем передается на измеритель для отображения изменений. Наименьшее значение этого электрического компаратора составляет 0,001 мм (один микрон).

  Электронный компаратор

  В электрическом компараторе используется индукция преобразователя или принцип применения частотной модуляции или радиоколебаний.

  Construction details : In the electronic comparator, the following components are set as follows:

  • Transducer
  • Oscillator
  • Amplifier
  • Demodulator
  • Meter

  Transducer : Преобразует движение плунжера в электрический сигнал. Он связан с генератором.

  Генератор: Генератор, который получает электрический сигнал от преобразователя и увеличивает амплитуду частотной волны, добавляя несущую частоту, называемую модуляцией.

  Усилитель : Усилитель подключается между генератором и демодулятором. Сигнал, выходящий из генератора, усиливается до необходимого уровня.

  Демодулятор : Демодулятор — это не что иное, как устройство, отсекающее внешнюю несущую частоту. Он преобразует модулированную волну в исходную волну в виде электрического сигнала.

  Измеритель : Это не что иное, как устройство отображения, от которого можно получить выходные данные в виде линейных измерений.

  Принцип работы : Измеряемая работа помещается под поршень электронного компаратора. И рабочая часть, и компаратор располагаются на поверхности пластины.

  Линейное движение плунжера преобразуется в электрический сигнал соответствующим преобразователем.

  Затем он отправляется на генератор для модуляции электрического сигнала путем добавления несущей частоты волны.

  После этого усиленный сигнал поступает на демодулятор, в котором обрезаются несущие волны. Наконец, демодулированный сигнал передается на измеритель для преобразования движения наконечника зонда в линейное измерение в виде выходного сигнала. Отдельный источник питания постоянного тока уже дан для приведения в действие счетчика.

  Преимущества электрического и электронного компаратора

  • В нем меньше движущихся частей.
  • Получено очень большое увеличение.
  • В одном и том же приборе предусмотрено два или более увеличения для использования различных диапазонов.
  • Стрелка сделана очень легкой, чтобы она была более чувствительна к вибрации.
  • Прибор очень компактен.

  Недостатки электрического и электронного компаратора

  • Для срабатывания счетчика требуется внешнее вмешательство.