CN206671512U - 实验设备用正负电源电压平衡性能指示装置 - Google Patents
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Abstract
实验设备用正负电源电压平衡性能指示装置，包括正负电源接口（1）、电压运算单元（2）、极性自动校正单元（3）、阻抗变换单元（4）、电压基准单元（5）、电压比较单元（6）、指示单元（7）。通过正负电源接口提供的正负电源的电压信号，经电压运算单元对正负电源的差值进行运算，运算结果经极性自动校正单元输出正的不平衡电压，通过阻抗变换单元将高阻抗电压信号转换为低阻抗电压信号输出，再送到电压比较单元，经与基准电压信号比较后，输出驱动发光二极管发光的信号，以指示正负电源的电压是否处于不平衡状态。
Description
技术领域
本发明涉及直流电源的性能监测，特别是实验设备用正负电源电压平衡性能指示装置，属于电源检测技术领域。
背景技术
目前做传感器实验的一些实验设备大多采用正负电源给设备内部的运算放大器供电，在实验过程中，经常发现学生接线正确而得不到正确的实验结果，其中有一部分原因就是正负电源出了问题。
为了减少正负电源电压的不平衡给实验带来的影响，需要对正负电源电压的均衡性能进行实时监测，以便及时方便地观察到电源的平衡状态。
发明内容
本发明的目的是提供实验设备用正负电源电压平衡性能指示装置，减少正负电源电压的不平衡给实验带来的影响，通过对正负电源电压的均衡性能进行实时监测，实时给出指示信号，以便及时地观察到电源的平衡状态，便于对电源故障的排除。
本发明的目的是这样实现的：实验设备用正负电源电压平衡性能指示装置，包括：正负电源接口（1）、电压运算单元（2）、极性自动校正单元（3）、阻抗变换单元（4）、电压基准单元（5）、电压比较单元（6）、指示单元（7）；其中：
正负电源接口（1）：与正负电源相连，并为装置的各单元供电，与相关单元构成电气连接；
电压运算单元（2）：对正负电源的电压进行异极性加法运算，与正负电源接口（1）和极性自动校正单元（3）构成电气连接；
极性自动校正单元（3）：对电压运算单元（2）输出的不平衡负极性电压进行自动校正为正极性电压，与正负电源接口（1）和电压运算单元（2）、阻抗变换单元（4）构成电气连接；
阻抗变换单元（4）：将极性自动校正单元（3）输出的高阻抗信号转换为低阻抗信号输出，与极性自动校正单元（3）和电压比较单元（6）构成电气连接；
电压基准单元（5）：为电压比较单元提供基准电压，与正负电源接口（1）和电压比较单元（6）构成电气连接；
电压比较单元（6）：根据正负电源电压的不平衡程度输出信号，与正负电源接口（1）、阻抗变换单元（4）、电压基准单元（5）、指示单元（7）构成电气连接；
指示单元（7）：根据电压比较单元（6）的输出电平信号，对正负电源电压的不平衡程度进行指示，与正负电源接口（1）和电压比较单元（6）构成电气连接。
本发明是按照上述构思使用上述主要单元有机组合而成的，其工作原理是：通过正负电源接口提供的正负电源的电压信号，经电压运算单元对正负电源的差值进行运算，运算结果经极性自动校正单元输出正的不平衡电压，通过阻抗变换单元将高阻抗电压信号转换为低阻抗电压信号输出，再送到电压比较单元，经与基准电压信号比较后，输出驱动发光二极管发光的信号，以指示正负电源的电压是否处于不平衡状态。
本发明的优点及效果是对正负电源的电压进行实时检测，指示正负电源电压的不平衡状态，便于对电源故障的排除。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的电路原理方框图。
图2是实施例的电路连接原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明作进一步的详细说明，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参看图1，实验设备用正负电源电压平衡性能指示装置，包括：正负电源接口（1）、电压运算单元（2）、极性自动校正单元（3）、阻抗变换单元（4）、电压基准单元（5）、电压比较单元（6）、指示单元（7）；其中正负电源接口（1）与正负电源相连，并为装置的各单元供电，与相关单元构成电气连接；电压运算单元（2）对正负电源的电压进行异极性加法运算，与正负电源接口（1）和极性自动校正单元（3）构成电气连接；极性自动校正单元（3）对电压运算单元（2）输出的不平衡负极性电压进行自动校正为正极性电压，与正负电源接口（1）和电压运算单元（2）、阻抗变换单元（4）构成电气连接；阻抗变换单元（4）将极性自动校正单元（3）输出的高阻抗信号转换为低阻抗信号输出，与极性自动校正单元（3）和电压比较单元（6）构成电气连接；电压基准单元（5）为电压比较单元提供基准电压，与正负电源接口（1）和电压比较单元（6）构成电气连接；电压比较单元（6）根据正负电源电压的不平衡程度输出信号，与正负电源接口（1）、阻抗变换单元（4）、电压基准单元（5）、指示单元（7）构成电气连接；指示单元（7）根据电压比较单元（6）的输出电平信号，对正负电源电压的不平衡程度进行指示，与正负电源接口（1）和电压比较单元（6）构成电气连接。
请进一步参看图2，插座CZ1是正负电源接口，第1引脚连接到正电源端V+，第2引脚连接到实验设备的公共地，第3引脚连接到负电源端V-。
U1采用集成四运放，型号为LM324，其中包括U1A、U1B、U1C、U1D四个运算放大器单元。
电压运算单元由电阻R1～R3及运算放大器U1A组成。电阻R1的一端连接到正电源端，另一端连接到运算放大器U1A的第2引脚；电阻R2的一端连接到负电源端，另一端连接到运算放大器U1A的第2引脚；电阻R3的两端分别连接到运算放大器U1A的第2引脚和第1引脚；运算放大器U1A的第3引脚连接到地；运算放大器U1A的第4引脚连接到正电源端；运算放大器U1A的第11引脚连接到负电源端。电容C1、C2是滤波电容。电压运算单元的作用是对正负电源的电压进行异极性加法运算，通过改变电阻R3与R1、R2的比值可以将不平衡电压进行适当的放大。
极性自动校正单元由电阻R4～R6、二极管D1、D2及运算放大器U1B组成；阻抗变换单元由运算放大器U1C组成。电阻R4、R5、R6形成T型结构，各有一端相连在一起，电阻R4的另一端连接到运算放大器U1A的第1引脚，电阻R5的另一端连接到运算放大器U1B的第6引脚，电阻R6的另一端连接到运算放大器U1C的第10引脚；二极管D1的阳极连接到运算放大器U1B的第6引脚，阴极连接到运算放大器U1B的第7引脚；二极管D2的阳极连接到运算放大器U1B的第7引脚，阴极连接到运算放大器U1C的第10引脚；运算放大器U1B的第5引脚连接到地；运算放大器U1C的第9引脚与U1C的第8引脚相连接。
电压基准单元由电阻R9～R11、电容C3和稳压器件D3组成，通过D3稳压，电阻R10与R11分压，为电压比较单元提供合适的基准电压。
电压比较单元由运算放大器U1D担任，比较电压由电阻R7和R8分压提供，与电阻R11上的电压进行比较，当电阻R8上的电压高于电阻R11上的电压时，U1D的第14引脚输出低电平信号。
指示单元由电阻R12、发光二极管D4组成，当电压比较单元输出低电平信号时，发光二极管点亮，从而对正负电源电压的不平衡状态进行指示。
Claims (3)
1.实验设备用正负电源电压平衡性能指示装置，其特征在于，包括：正负电源接口（1）、电压运算单元（2）、极性自动校正单元（3）、阻抗变换单元（4）、电压基准单元（5）、电压比较单元（6）、指示单元（7）；其中：
正负电源接口（1）：与正负电源相连，并为装置的各单元供电，与相关单元构成电气连接；
电压运算单元（2）：对正负电源的电压进行异极性加法运算，与正负电源接口（1）和极性自动校正单元（3）构成电气连接；
极性自动校正单元（3）：对电压运算单元（2）输出的不平衡负极性电压进行自动校正为正极性电压，与正负电源接口（1）和电压运算单元（2）、阻抗变换单元（4）构成电气连接；
阻抗变换单元（4）：将极性自动校正单元（3）输出的高阻抗信号转换为低阻抗信号输出，与极性自动校正单元（3）和电压比较单元（6）构成电气连接；
电压基准单元（5）：为电压比较单元提供基准电压，与正负电源接口（1）和电压比较单元（6）构成电气连接；
电压比较单元（6）：根据正负电源电压的不平衡程度输出信号，与正负电源接口（1）、阻抗变换单元（4）、电压基准单元（5）、指示单元（7）构成电气连接；
指示单元（7）：根据电压比较单元（6）的输出电平信号，对正负电源电压的不平衡程度进行指示，与正负电源接口（1）和电压比较单元（6）构成电气连接。
2.根据权利要求1所述的实验设备用正负电源电压平衡性能指示装置，其特征在于，所述的电压运算单元由电阻R1～R3及运算放大器U1A组成；电阻R1的一端连接到正电源端，另一端连接到运算放大器U1A的第2引脚；电阻R2的一端连接到负电源端，另一端连接到运算放大器U1A的第2引脚；电阻R3的两端分别连接到运算放大器U1A的第2引脚和第1引脚；运算放大器U1A的第3引脚连接到地；运算放大器U1A的第4引脚连接到正电源端；运算放大器U1A的第11引脚连接到负电源端。
3.根据权利要求1所述的实验设备用正负电源电压平衡性能指示装置，其特征在于，所述的极性自动校正单元由电阻R4～R6、二极管D1、D2及运算放大器U1B组成；阻抗变换单元由运算放大器U1C组成；电阻R4、R5、R6形成T型结构，各有一端相连在一起，电阻R4的另一端连接到运算放大器U1A的第1引脚，电阻R5的另一端连接到运算放大器U1B的第6引脚，电阻R6的另一端连接到运算放大器U1C的第10引脚；二极管D1的阳极连接到运算放大器U1B的第6引脚，阴极连接到运算放大器U1B的第7引脚；二极管D2的阳极连接到运算放大器U1B的第7引脚，阴极连接到运算放大器U1C的第10引脚；运算放大器U1B的第5引脚连接到地；运算放大器U1C的第9引脚与U1C的第8引脚相连接。
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| CN106680737B (zh) * | 2017-03-02 | 2023-10-31 | 南京交通职业技术学院 | 实验设备用正负电源电压平衡性能指示装置 |
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