что это такое, принцип работы, применение

Содержание статьи:

• 1 Что такое компаратор напряжения
• 2 Где применяется компаратор напряжения, для чего он нужен

Что такое компаратор напряжения

Компаратор напряжения — это аналог микросхемы, электронный полупроводник, который имеет два независимых входа и всего один выход. Несмотря на всю кажущуюся сложность, принцип работы компаратора напряжения прост, он будет описан ниже.

В целом, если сказать простыми словами, то компаратор нужен для того, чтобы управлять различными схемами, путём сравнивания импульсного сигнала. Работа компаратора основана на сравнении сигналов, в том числе напряжения. В результате на выходе компаратора образуется итоговый сигнал с перерасчётом на самое большее из них.

О том, что такое компаратор напряжения, как он работает, и зачем нужен, вы сможете узнать из данной статьи сайта https://samelektrikinfo.ru/. Внимание! Статья не претендует на достоверность представленной информации, а лишь пытается раскрыть её суть.

Что такое компаратор напряжения

Компаратор напряжения или как его часто называют формирователь, нужен для сравнения сигналов входящего напряжения. Компараторы применяются во многих измерительных приборах, где требуется сравнивать величину одного и другого сигнала.

Принцип работы компаратора напряжения выглядит следующим образом. Устройство способно сравнивать разные напряжения и силу тока, а после выдавать итоговый силовой сигнал, больший из них, делая при этом соответствующие перерасчёты.

Что такое компаратор напряжения

Для этих целей компаратор имеет несколько вводов (плюсовую и минусовую клемму) и один цифровой выход (двоичный).

Где применяется компаратор напряжения, для чего он нужен

Основным назначением компараторов напряжения, является оцифровка аналогового сигнала. Здесь компаратор нужен в качестве связующего элемента между двумя непрерывными сигналами. В качестве таких сигналов могут быть с одной стороны напряжение, а с другой стороны логические переменные цифровых устройств.

Где применяется компаратор напряжения, для чего он нужен

Компараторы напряжения широко используются в самых различных электронных схемах и устройствах. Например, компараторы имеются в сигнализационных устройствах, в допусковых реле и т. д. На основе компараторов напряжения также собираются и различные другие устройства.

Где применяется компаратор напряжения, для чего он нужен

Например, без компаратора трудно представить работу терморегуляторов и стабилизаторов напряжения, устройств автоматики и прочего оборудования. Компараторы напряжения имеют и ещё одно распространённое название, такое как «формирователи». Связано это с тем, что их выходные каскады устроены особым образом, чтобы соответствовать логистическому уровню большинства цифровых микросхем.

Где применяется компаратор напряжения, для чего он нужен

Компараторы напряжения бывают интегрированными и аналого-цифровыми с транзисторными вводом. Также бывает видеоспектральные компараторы, которые работают на операционном усилителе. Видеоспектральные компараторы имеют наиболее сбалансированную разницу входного и выходного сигнала и его сопротивления.

---

---

Поделиться с друзьями

Компараторы и их применение, градиентные реле (8 схем)

Компаратор представляет собой устройство сравнения сигналов, своеобразные электрические весы. Если на один из входов компаратора (чашу весов) подать эталонный сигнал (положить гирьку), а на другой — подать контролируемый сигнал (положить груз неизвестной массы), на выходе устройства сигнал будет иметь значение 0 (или ипит) до тех пор, пока один сигнал «не перевесит» другой. После этого компаратор переключится: выходной сигнал сменит значение до 11пит (или 0, соответственно). На основе компараторов можно собрать множество релейных и иных схем, малая часть которых будет представлена ниже.

К градиентным реле (рис. 19.1 — 19.6) можно отнести устройства, реагирующие на скорость изменения контролируемого параметра. Такие реле используют для контроля меняющихся во времени величин [Рл 10/00-28].

Рис. 19.1

В исходном состоянии напряжения на входах компаратора равны. Градиентное реле находится в режиме ожидания сигнала. При изменении напряжения на делителе R1 — датчик на одном из входов компаратора напряжение изменяется мгновенно, на другом — изменение напряжения во времени происходит с задержкой, обусловленной наличием RC-цепочки (рис. 19.2 — 19.4). Для срабатывания компаратора достаточно, чтобы разница напряжений между его входами составила несколько мВ. Если считать, что заряд (или разряд) конденсатора происходит по линейному закону, то при изменении сопротивления датчика градиентное реле сработает в момент времени t1 (рис. 19.1). При дальнейшей стабилизации сопротивления датчика или возвращения его к исходному уровню на входах компаратора вновь устанавливается состояние равновесия, градиентное реле выключается.

Ниже приведены практические примеры применения градиентных реле.

Градиентное фотореле. Индикатор изменения освещенности (рис. 19.2) предназначен для использования в телевизионных охранных системах и не требует вмешательства в их работу. Чувствительным элементом индикатора является фотодиод VD3. Фотодиод направляют на участок телевизионного экрана, наиболее критичный к условиям охраны.

Рис. 19.2

При неизменной освещенности на телевизионном экране рабочая точка компаратора DA1 (К554САЗ) устанавливается автоматически: напряжение с делителя R1, VD3 через диоды VD1 и VD2 подается на входы компаратора DA1. В силу равенства этих напряжений чувствительность компаратора близка к предельной, и даже небольшая разность напряжений при изменении сопротивления фотодатчика (VD3) вызовет срабатывание исполнительного устройства (светодиод HL1, реле К1, управляющее системой тревожной сигнализации).

Если в поле контролируемого участка изображения появляется какой-либо объект, изменяется освещенность экрана, и, соответственно, ток через фотодиод. Это приведет к изменению напряжения на неинвертирующем входе (вывод 3) компаратора DA1. На инвертирующем же входе микросхемы (вывод 4) изменение напряжения во времени происходит с задержкой, обусловленной RC-цепочкой (R3C1). Схема может быть настроена для работы на понижение или повышение освещенности экрана подключением конденсатора С1 к тому или иному входу компаратора.

Градиентное фотореле можно использовать и в оптических охранных системах, а также для подсчета изделий на конвейере. При пересечении объектом светового луча устройство сработает.

Градиентное термореле (рис. 19.3) можно применять для пожарной, охранной сигнализации, реагирующей на изменение температуры при перемещении нагретого воздуха, человека или животного.

Рис. 19.3

Начальное сопротивление термодатчика, например, терморезистора типа ММТ-6, должно быть соизмеримо с сопротивлением R1 (верхним плечом делителя напряжения). Подключение нагрузки к компаратору DA1 (рис. 19.3) осуществляется в эмиттер-ную цепь выходного транзистора микросхемы, который управляет тиристором VS1 (КУ104Г). При срабатывании устройства тиристор отпирается, самоблокируется и включает нагрузку, например, реле К1. Нажатием на кнопку SB1 «Сброс» можно разблокировать тиристор и обесточить нагрузку.

Устройство реагирует на перемещение тела человека вблизи датчика или на дыхание на расстоянии до 50 см.

Градиентный индикатор электрического поля (рис. 19.4). При отсутствии постоянного электрического поля сопротивление датчика (полевого транзистора) минимально; напряжение на входах компаратора близко к напряжению питания. При появлении источника постоянного электрического поля сопротивление сток — исток полевого транзистора возрастает, напряжение на средней точке входного делителя уменьшается, и градиентное реле срабатывает.

Индикатор имеет высокую чувствительность: без антенны (антенна — вывод затвора полевого транзистора) реагирует на перемещение наэлектризованного предмета на расстоянии до 1,5 м.

Рис. 19.4

 

Рис. 19.5

Сенсорно-емкостное реле градиентного типа (рис. 19.5). Реле включается при касании сенсорного контакта (сенсорное реле) или срабатывает при приближении к антенне устройства (емкостное реле). Принцип действия устройств заключается в наведении переменного электрического тока частотой 50 Гц через тело человека на вход схемы.

В емкостном реле входная цепь представляет собой одну из обкладок развернутого в пространстве конденсатора, что обусловливает чувствительность к появлению в поле этого конденсатора токопроводящих объектов (человека, животных). Сенсорную площадку или антенну можно подключить к входу схемы через резистор (1…10 МОм) либо конденсатор (1 …50 пФ).

Сейсмореле и реле ударного срабатывания (рис. 19.6 цепь с и цепь Ь). Для реализации сейсмореле, реагирующего на микровибрации, к входу устройства (рис. 19.6 цепь с) через разделительный конденсатор подключают сейсмодатчик, например, СВ-10Ц, либо просто электродинамический капсюль телефона. Датчиком реле ударного срабатывания может служить пьезоке-рамический излучатель типа 3/7-3, ЗП-19 (рис. 19.6 цепь Ь). Устройство реагирует на легкое постукивание по столу, на котором расположены датчики. В качестве датчика можно использовать и пьезоэлектрический звукосниматель электропроигрывающего устройства. Для повышения чувствительности устройства кремниевые диоды следует заменить на германиевые.

Акустическое градиентное реле. К входу устройства (рис. 19.6 цепь с, рис. 19.7) подключают цепочку из конденсатора емкостью 0,1 мкФ и динамического микрофона, роль которого может выполнять телефонный капсюль. Устройство чувствительно к БЧ-составляющей звуковых сигналов.

рис. 19.6

Магниточувствительное реле градиентного типа может быть выполнено по схеме на рис. 19.3. В качестве датчика используют магниторезистор СМ-1. Датчиком переменного магнитного поля может служить и телефонный капсюль без мембраны или многовитковая катушка с железным сердечником. Датчик подключают к входу устройства (вместо терморезистора) через конденсатор емкостью свыше 10 мкФ. Реле сработает, если датчик поднести к источнику переменного магнитного поля (катушке электромагнита).

Рис. 19.7

Детектор ВЧ-сигналов — может быть выполнен по схеме (рис. 19.6 цепь а) с использованием диодов Д9Ж и подбором резистивных элементов R1 — R3 для установки рабочей точки на ВАХ диодов. Выбор рабочей точки на наиболее крутом участке этой характеристики обеспечит повышенную чувствительность детектора к 6Ч-сигналам: малое изменение напряжения на диоде вызовет заметное изменение тока через него. Чем больше начальный ток через диоды, тем выше чувствительность устройства. В то же время заметно возрастет потребляемый устройством ток.

ВЧ-сигнал подают на диоды через конденсатор емкостью 10… 100 пФ. Светодиод HL1 в цепи нагрузки начинает светиться при уровне входного сигнала 60… 100 мВ (частота свыше 200 кГц). В /-/Ч-диапазоне (несколько кГц) переходную емкость следует увеличить.

При использовании соответствующих датчиков на основе градиентных реле могут быть собраны реле влажности, изменения атмосферного давления и др. устройства.

Преобразовать, например, изменение атмосферного давления в изменение электрического сопротивления можно с использованием запаянного сильфона. Это металлическая тонкостенная гофрированная камера, сопряженная с движком потенциометра. Изменение атмосферного давления вызовет изменение объема сильфона и изменение его размеров с последующим перемещением движка потенциометра. В более простых по механике конструкциях на сильфон может быть наклеен тензорезистор или закреплен вывод специального полупроводникового прибора (ге-дистора), сопротивление которого изменяется при деформации.

Компараторы часто используют для преобразования «аналогового» сигнала в «цифровой»: сигнал любой формы на входе преобразуется на выходе в сигнал прямоугольной формы.

Преобразователи амплитуды входного сигнала в ширину выходного импульса (рис. 19.8, 19.9) используют в измерительной технике, импульсных блоках питания, цифровых усилителях [Рл 5/00-29].

Рис. 19.8

 

Рис. 19.9

При подаче на устройство входного сигнала синусоидальной или иной формы с увеличением амплитуды, начиная с некоторого порогового значения, на выходе устройства сформируются прямоугольные импульсы, ширина которых будет зависеть от амплитуды входного сигнала. Схемы не требуют настройки, установки порогов. Полоса рабочих частот определяется емкостью конденсаторов С1 и С2. Устройства на рис. 19.8 и 19.9 отличаются способом подключения входов компаратора и, соответственно, «полярностью» выходных сигналов.

Для германиевых диодов пороговое напряжение начала работы преобразователей в полосе частот 5. ..200 кГц составляет 80…90 мВ, для кремниевых — 250…270 мВ. Максимальная амплитуда входного сигнала — в пределах 2…2,5 В.

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год

Принцип работы оптического компаратора

Theteche.com

• Механический

6 апреля 2021 г.

В этом типе оптического компаратора небольшое смещение плунжера усиливается как механической, так и оптической системой. Усиление сначала осуществляется поворотным рычагом, а затем простой оптической системой.

Детали конструкции:

Оптический компаратор состоит из следующих частей, таких как

• Поворотный рычаг
• Объектив
• Весы
• Плунжер
• Стол и основание и
• Зеркало

Поворотный рычаг : Поворотный рычаг механически усиливает движение плунжера. Он поворачивается рядом с плунжером. На одном конце установлен поршень, а на другом конце — зеркало.

Линза объектива : Основная функция линзы объектива — преобразовывать входящие световые лучи от источника в параллельные лучи.

Экран и шкала: Это конечное устройство отображения, с которого можно получить показания. Это не что иное, как полупрозрачное стекло.

Плунжер: Это возвратно-поступательный элемент. Во время измерения плунжер приводится в действие.

Стол : Работа кладется на стол для выполнения задания.

Основание : Это жесткая опора, на которую устанавливается стол.

Зеркало : Отражает входящие лучи света от источника, который закреплен на другом конце рычага.

Принцип работы

Во время измерения вертикальное смещение плунжера увеличивается на коэффициент плеча рычага. Рычаг наклоняет зеркало вокруг шарнира, чтобы снова увеличить. Световые лучи от лампы конденсируются менее конденсирующим.

Затем сконденсированный свет падает на линзу объектива. Здесь световые лучи преобразуются в параллельные лучи. Снова параллельные пучки светового луча падают на зеркало.

Зеркало отражает лучи света на экране. Поскольку экран представляет собой полупрозрачное стекло, изображение произведения, лежащего на столе, будет отражаться. Затем увеличенный мастер-чертеж помещается на экран. Теперь проецируемое изображение сравнивается с мастер-чертежом.

Этот тип компаратора также можно использовать для проверки мелких деталей, таких как резьба зубчатых колес, зубья пилы, режущие инструменты, иглы, кулачковые профили и т. д.

В этом типе любая разница между двумя размерами усиливается рычагом, вертикальное смещение и угловое смещение. Например, разница «х» между двумя измерениями может использоваться для приведения в действие рычага для смещения на «у».

Такое же смещение приводит к тому, что луч света, который изначально был под нулевым углом, смещается на 2θ, потому что зеркало отклоняется на «θ». Это увеличенное показание является мерой смещения x. Здесь также шкала калибруется мерными блоками.

Преимущества

• Возможна проверка мелких деталей.
• Различные увеличения можно получить, регулируя проекционный объектив и положение зеркала.

1. Узнать больше: Механический компаратор
2. Узнать больше: Определение метрологии
3. Узнать больше : Регулирование напряжения

Механический

Об авторе

Сантхакумар Раджа

Привет, Этот блог предназначен для студентов, чтобы быть в курсе событий в сфере образования. Мотивирует студентов стать лучшими читателями и писателями.

Посмотреть все сообщения

Сигма-компаратор

: принцип работы, применение, преимущества и недостатки

Компараторы представляют собой один из видов линейного измерительного оборудования. Многие аналогичные размеры можно проверить быстрее и удобнее. В этой статье мы узнаем о компараторах с их различными типами, сигма-компараторах, принципах их работы, применении, преимуществах и недостатках.

Что такое компаратор?

Компаратор — это прецизионный прибор, используемый для оценки размеров данного компонента с установленной нормой. Для точного измерения разницы в размерах между данным компонентом и рабочим эталоном требуется дополнительное увеличительное оборудование, что делает компаратор формой косвенного точного измерения. Фото: Slideshare.net

указатель на шкале с достаточно большим увеличением, чтобы отображать относительный размер эталона и измеряемой работы.

Исключая возможность человеческой ошибки в процессе измерения, прецизионные измерительные компараторы могут обеспечивать надежные результаты. Они определяют степень, в которой размеры данного компонента отклоняются от стандарта.

Подходящее увеличительное устройство выбирается, если предлагаемая разница невелика для достижения желаемой точности измерений.

Это форма непрямого прибора, который можно использовать только для линейных измерений. Отклонение от нормы, большее или меньшее, будет отображаться на циферблате. Он просто обеспечивает отклонение от номинального значения измеренного размера.

Различные типы компараторов

Что такое компаратор в метрологии?…

Пожалуйста, включите JavaScript

Что такое компаратор в метрологии? | Типы компараторов

Существуют следующие типы компараторов:

Механический компаратор Механический компаратор
Предоставлено: yoohankudtarkar.medium.com

Механический компаратор использует механические методы для усиления незначительных различий. Во всех механических компараторах используются рычаги, зубчатые передачи или любая их комбинация для усиления минутных движений индикатора. В продаже имеются механические компараторы с увеличением от 300 до 5000. Чаще всего они используются при контроле качества сложных механически обработанных компонентов.

Механическо-оптический компаратор

При использовании механического оптического компаратора мельчайшие движения измерительного поршня усиливаются механической системой перфорированных рычагов. Усиленное механическое движение дополнительно усиливается, когда изображение проецируется на экран с помощью простой оптической системы.

Базовая конфигурация представляет собой механический механизм, который наклоняет отражатель в самолете вдоль оси, чтобы индекс можно было спроецировать на экран из матового стекла внутри самолета. Оптическое увеличение позволяет проводить высокоточные измерения для повышения износостойкости и отсутствия движущихся частей.

Пневматический компаратор

Пневматический компаратор — это прецизионный инструмент, в котором для работы используется пневматика или сжатый воздух. Пневматические компараторы используются для проверки разницы в размерах между измеренной и стандартной заготовкой, точно так же, как механические, оптические и электрические компараторы.

В качестве рабочей среды пневматического компаратора используется сжатый или сжатый воздух. В результате, есть много преимуществ по сравнению с альтернативами. Из-за его многочисленных преимуществ его обычно выбирают среди альтернатив.

Герконовый компаратор

Герконовый механический компаратор представляет собой устройство, измеряющее линейное смещение шпинделя с помощью язычкового механизма. Усилитель движения шпинделя — это инструмент для усиления эффектов крошечного изменения скорости вращения.

Шпиндель можно перемещать прямо, чтобы поднять плавающий блок в воздух. Смещаясь вверх и вниз, вертикальный язычок на подвижном блоке скользит мимо вертикального язычка на неподвижном блоке. В результате движения обе трости совершат размашистое движение. Более широкая дуга обусловлена ​​почти расширением буквы «М» вертикальных язычков.

Электрическо-электронный компаратор

Работа этих компараторов зависит от схемы моста Уитстона. Когда измерительный поршень перемещает якорь плечом, он регулирует электрическое сопротивление в каждом плече моста постоянного тока.

Когда мост выходит из равновесия, для его измерения используется гальванометр, градуированный для показаний в единицах линейного перемещения плунжера. Для питания этой схемы используются батареи. Отношения сопротивления в двух плечах моста должны быть эквивалентны, чтобы он был сбалансирован.

Что такое сигма-компаратор?

Сигма-компаратор был разработан американским производителем инструментов и представляет собой механическое устройство, используемое для сравнения двух величин. Их основная функция заключается в определении степени шероховатости данной поверхности путем сравнения результата измерения с предполагаемым значением для этого материала. При использовании этого компаратора можно получить увеличение примерно в 300-500 раз.

Конструкция сигма-компаратора:

Прорезь в поршне прикреплена к диафрагме, что обеспечивает линейное движение без трения. Поверх него крепится ножевая кромка, а на передней части поворотного элемента шарнира расположена поперечная планка.

Тонкие гибкие полоски можно использовать как подвижный, так и неподвижный элемент в прямоугольном расположении. Легкий Y-образный вилочный рычаг здесь переносится подвижным компонентом. Этот люминофор прикреплен к кончику узкой бронзовой ленты в форме мини-барабана.

Этот Барабан, который идет по стрелке, включается в стрелку. Например, если вы сделаете сдвиг по вертикали, указатель будет вращаться вокруг системы.

Принцип работы сигма-компаратора:

Поршень вставляется через прорезь в диафрагме, чтобы обеспечить поверхность без трения и обеспечить вертикальное движение плунжера. Там, где шероховатая поверхность компонента вызывает восходящее давление на плунжер, он перемещается вверх, приводя к лезвию ножа.

Поднимающаяся кромка ножа заставляет поворотный блок поворачиваться против часовой стрелки синхронно с движением кромки ножа вверх. Поскольку Y-образный рычаг прикреплен к вращающемуся блоку, он вращается в тандеме со своим родителем.

Полоска из фосфористой бронзы также качается синхронно с движением Y. Рукоятка Когда полоса находится в движении, вращается приводной барабан, который перемещает указатель. Именно так получаются увеличенные показания весов.

Первичное увеличение этого инструмента определяется Y-образным плечом и длиной Y-образного плеча; вторичное увеличение определяется соотношением между размахом указателя и радиусом шпинделя.

Увеличение сигма-компаратора:

В сигма-компараторе есть два способа получить увеличение.

Основное увеличение находится путем деления эффективной длины Y-образного рычага (L) на расстояние между шарниром шарнира и кромкой ножа (x).

Увеличение =L / x

Вторая степень увеличения получается путем сравнения длины указателя (R) с радиусом приводного барабана (r).

Увеличение = R / r

Значение сигма-компаратора:

Из-за расположения кромки ножа и поперечной полосы резкое движение плунжера не передавалось. Это резкое движение обычно происходит, когда груз внезапно дергается. Когда шпиндель указателя расположен с диском из цветного металла и перемещается в магнитном поле, указатель компаратора обеспечивает считывание практически без колебаний.

Наличие отражающей полосы на шкале отсчетов сигма-компаратора может предотвратить ошибки параллакса, вызванные неправильным положением взгляда на объект измерения. Весь диапазон измеряемых давлений компаратора достигается с помощью магнитного плунжера и удерживающего стержня.

Применение компаратора Sigma:

• Используется в процессе сборки.
• Этот тип инструмента также используется в производстве в больших масштабах.
• Для проверок в средних и крупных мастерских.

Преимущества сигма-компаратора:

• Блок питания не требуется, поскольку это механический компаратор.
• Маленький и простой в перемещении из одного места в другое.
• Простота использования; поэтому технические специалисты не нужны.
• Стоит меньше по сравнению с другими аналогами.
• Показания весов просты для чтения и понимания.
• До 0,25 микрон — это наименьшее количество, которым он обладает.

Недостатки сигма-компаратора:

• Трение между движущимися внутренними компонентами снижает чувствительность и точность.
• Компоненты салона также подвержены износу, износу и вибрации.
• Он имеет большее количество внутренних движущихся компонентов, чем другие компараторы.
• При первом использовании сигма-компаратора новички могут обнаружить ошибку параллакса, потому что у некоторых нет отражающей полоски на шкале отсчета.

Заключение

Компаратор – это прибор, который обнаруживает и увеличивает незначительное отклонение измеряемой величины, а затем отображает эти данные графически с заданными нормами. Сигма-компаратор — это измерительный инструмент, который может брать несколько показаний из разных мест на объекте и сравнивать результаты.

Их основная функция заключается в определении величины отклонения между измеренным значением и общим значением материала поверхности, что обеспечивает количественную оценку шероховатости поверхности.