JPS588610B2 - レベルヒカクキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はレベル比較器に係り、アナログ計測装置におい
て、信号レベルが設定値を越えたか否かを監視する回路
に関する。

従来信号レベルを監視しそれが予め設定されたレベルを
越えたかどうかを判定し、越えた場合は異常信号を出力
する機能をもった装置が用いられる。

演算増巾器を用いたレベル比較器の従来用いられた基本
構成は入力信号Ｅ１と設定された電位ＥＴＨとを比較し
、そのレベル差を出力して次段の発振器を制御する構成
である。

第１図は従来使用されるレベル比較器のブロック図であ
る。

入力端子１１に入力する信号Ｅ１と比較端子１２に入力
する設定電圧ＥＴＨとを比較する演算増巾器１３により
、その大小を比較しそのレベル差を出力し次段に接続さ
れる発振器１４を駆動し出力端子１５より取りだす構成
が多い。

比較端子１２に直流電源１６により設定電圧ＥＴＨを印
加している。

従来のレベル比較器は信号レベルの比較部と発振部が分
離しているため演算増巾器の故障時にはそれを識別する
ことができない。

本発明は従来の欠点を排除し簡単な回路構成で発振の停
止により異常判定が可能なレベル比較器を提供するを目
的とする。

第２図は、本発明のレベル比較器の実施例である。

入力端子Ｓは、抵抗器Ｒ１を通して、演算増巾器ＯＡ１
の反転入力端子Ｎに接続される。

演算増巾器の出力Ｏ端子は、抵抗器Ｒ３、コンデンサＣ
１を通して、演算増巾器の非反転入力端子Ｐに接続され
る。

さらに、このＰ点は、抵抗器Ｒ２を通し、スレツシュホ
ールド電圧設定電源ＥＴＨに接続される。

演算増巾器ＯＡ１の出力端子Ｏは別の抵抗器Ｒ４と、Ｒ
５、ダイオードＤ２を通し、コンデンサＣ２に接続され
る。

また、演算増巾器ＯＡ１の反転入力端子Ｎは、ツエナー
ダイオードＺＤ１、ダイオードＤ１を通し、コンデンサ
Ｃ２へ接続される。

第３図は本発明の実施例におけるＳ点、Ｎ点、Ｐ点、Ｏ
点、Ｕ点の各点における電圧の変化を示すタイムチャー
トを示す図である。

横軸は時間の経過を示し説明のため状況により適当に区
切り期間１、期間２、期間３、期間４、期間５、期間６
、期間７とし、上述の各点の電圧の変化を示している。

Ｅ１は信号入力端子Ｓに印加される入力電圧である。

期間１においてはＥ１＜ＥＴＨなのでＥ０は正方向に飽
和している。

コンデンサＣ２は抵抗Ｒ９を通りＥ０の電圧で充電され
ＥＵは上昇する。

期間２に至りＥＵの電圧がつぎの（１）式の値になると
、 ＥＵ＝ＥＮ＋ＥＺＤ＋ＥＤＩ ・・・・・・・・・・
・・・・・・・・（１）但しＥＺＤはツエナーダイオー
ドＺＤ１のツエナー電圧であり、ＥＤＩはダイオードＤ
１の電圧降下分である。

ＥＵの値がＥＮの値より大きくなり（１）式に示す値に
なるとツエナーダイオードＺＤ１が導通してＮ点の電圧
即ちＥＮが上昇する。

期間３に至りＥＮの電圧が上述のスレツショルド電圧に
なると、即ち（ＥＮ＝ＥＴＨ）になるとＥ０は降下を始
める。

この作用は抵抗Ｒ３とコンデンサＣを通してＥ０の一部
が正帰還されるのでＥＰは降下し、Ｅ０は速く負の飽和
値に達する。

期間４に至り、コンデンサＣ１の作用により（ＥＮ＞Ｅ
Ｐ）の状態が維持される。

この間に充放電コンデンサＣ２の電荷はダイオードＤ１
と抵抗Ｒ５を通り放電される。

Ｅ０は最低の電圧となり、ＥＰは徐々に大きくなり始め
る。

期間５において、大きくなったＥＰとＥＮが同じ大きさ
の電圧となるとＥｏは急速に正の飽和値に達する。

この間はＥＮ，ＥＴはほぼ一定値であり、ＥＰ，ＥＯ，
ＥＵが大きく変化していても、殆んど影響はない状態で
ある。

期間６に至ると、ＥＯは正の飽和値で安定し、コンデン
サＣ２は再び充電する。

ついでＥＵ電圧が（１）式に示す電圧になるとツエナー
ダイオードＺＤ１が導通する。

即ち期間１、期間２に説明した状態でＥＮ，ＥＰ，ＥＯ
，ＥＵの各電圧が変化する。

ＥＵの電圧について見れば弛張発振を生じている状態で
ある。

期間７は、入力信号Ｅ１がスレツショルド電圧ＥＴＨを
越えて入力した状態を示す。

即ち（Ｅ１＞ＥＴＨ）の状態を示す。

ＥＴおよびＥＮの電圧も大きくなる。

ＥＮはＮ点におけるスレツショルド電圧Ｅ３よりも大き
くなる。

ＥＯは下降を始め、従ってＥＴＨ，ＥＵも下降を始める
。

期間３、期間４に説明した状態を経てＥＯは負の最低値
に達する。

ＥＰは上昇して（ＥＰ＝ＥＴＨ）となる。

然し入力信号（Ｅ１＞ＥＴＨ）であるためＥＯは負の最
低値で安定する。

このため弛張発振は停止するに至る。換言すれば入力信
号が予め設定された値を越えない時は演算増巾器を含む
レベル比較器は弛張振動を繰り返している。

即ち常時は弛張発振している状態である。

それが設定値ＥＴＨを越える異常信号を入力すると、弛
張発振は止まり出力端子電圧ＥＯは一定の電圧に変る。

そのため出力点Ｕ点において容易にその異常をチェック
される。

実際にはＵ点にトランスを結合し、その２次電圧の監視
によって行なわれる。

次に演算増巾器が破壊された場合は、その増巾機能が失
われ、出力の反転が起らず、弛張発振は発生しない。

更に電源電圧が喪失した時はエネルギー供給停止であり
当然弛張発振は生じない。

上述の様に本発明のレベル比較器においては１個の演算
増巾器にて、２入力レベルの比較を行い設定値を越えた
異常信号の入力に対してはその弛張振動を停止して異常
の検出を行なう。

また演算増巾器の故障、電源電圧の喪失に対しても弛張
振動を停止し、その異常を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のレベル比較器のブロック図、第２図は本
発明の実施例を示す回路図、第３図は第２図の作動を示
すタイムチャートである。 ＯＡ１・・・・・・演算増巾器、ＺＤ１・・・・・・ツ
エナーダイオード、Ｄ１，Ｄ２・・・・・・ダイオード
、Ｃ１，Ｃ２・・・・・・コンデンサ、Ｅ１，ＥＴＨ・
・・・・・直流電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１の直流電圧Ｅ１が入力信号として直流抵抗Ｒ１
   を通して印加される第１の入力端子Ｎと抵抗を通して第
   ２の直流電圧ＥＴＨを印加される第２の同符号入力端子
   Ｐおよび出力端子Ｏを有する演算増巾器と、上記出力端
   子より抵抗Ｒ３とコンデンサＣ１により上記第２の同符
   号入力端子に正帰還する回路と、上記出力端子より抵抗
   Ｒ４を通して黄放電コンデンサＣ２へ充電する回路と、
   充放電コンデンサより第１のダイオードＤ１とツエナー
   ダイオードＺＤ１によりツエナー電圧より高いコンデン
   サ充電電圧分を上記第１の入力端子Ｎに負帰還する回路
   と、第２のダイオードＤ２と抵抗Ｒ５により充放電コン
   デンサの電荷を放電する回路手段とよりなるレベル比較
   器。