Способ сравнения электрическихсигналов и устройство для егоосуществления

Способ сравнения электрическихсигналов и устройство для егоосуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ к лвто скомю свидитюльствь

Союз Советскик

Соцнапнстнческнк республик

<л79?061 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25,11 .75 (21) 2610523/18-21 (51) М. К,.

Н 03 К 5/20

G 05 В 1/01 с присоедииеиием заявки ¹

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) приоритет

Опубликоваио15.0181. бюллетень ¹ 2

Дата опубликования описания 18 . 01. 81 (53) УДК 621. 374..5(088.8) (72) Автор изобретения

В. С. Прудников (71) Заявитель (54) СПОСОБ СРАВНЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к приборам для измерения электрических сигналов . и может быть использовано для контроля электрических величин, являющихся функцией сопротивления, скорости, давления, температуры, объема и других контролируемых параметров.

Известны способы сравнения элект- . рических сигналов, основанные. на фор- 0 мировании разности двух измеряемых величин, при достижении которой порогового значения получают выходной сигнал, в частности способ, в котором сравниваемые величины контролируют в момент их равенства, так как этот момент является наиболее благоприятным в части использования довольно простых устройств, например нуль-индикаторов (1).

° Недостатком этого способа является то, что он не позволяет одним реагйрующим органом контролировать два пороговых значения.

Наиболее близким к изобретению яв- 25 ляется устройство, в котором сравнивают амплитудное значение постоянного сигнала с эталонным опорным уровнем. При достижении разности порогового значения получают выходной 3О сигнал, воздействующий на исполнительный орган (2 ).

Недостатком этого устройства является то, что система допускового измерения контролируемого параметра представляет собой сложный функциональный узел и имеет недостаточно высокую надежность. Осуществить допусковый контроль одним реагирующим органом с помощью известных способов сравнения электрических сигналов не- . возможно.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем одновременного контроля одним реагирующим органом двух пороговых значений, введением контроля по минимуму; .

Цель, достигается тем, что в спосо6е.сравнения электрических сигналов, основанном на формировании разности между постоянным и эталонным сигналами, при достижении которой порогового значения получают выходной сигнал, воздействующий иа исполнительный орган, эталонный сигнал выбирают пропорциональным мгновенным значениям выпрямленного переменного сигнала, а постоянный сигнал - в диапазоне изменения ампли797061

25 туды вышеупомянутых мгновенных значений, а их разность формируют а виде сигнала прямоугольной формы, при отсутствии которого получают выходной сигнал.

В устройство для осуществления предлагаемого способа сравнения элект. рических сигналов, содержащее исполнительный орган, транзисторный ключ, коллектор которого через резистор присоединен к источнику питания, а ð база соединена с источником сравниваемых сигналов, коллектор вышеупомянутого транзисторного ключа через конденсатор присоединен к исполнительн wy органу, эашунтированному полупроводниковым прибором, вклю- ченным согласно с источником питания.

В качестве полупроводникового прибора, шунтирующего исполнительный орган, использован четырехклеммный диод.

На фиг. 1 и фиг. 2 представлены варианты исполнения устройства для

-осуществления указанного способа сравнения электрических сигналов; на фиг. 3 — диаграмма временных характеристик токов, полученных по предлагаемому способу.

В предлагаемом способе формируют разность токов Хзт и 1„ (фиг. 33 в виде сигналов прямоугольной формы и контролируют их наличие.

T I — ток, пропорциональный мгновенным значениям выпрямленного переменного сигнала различной формы(прямоугольной, синусоидальной, трапецеидальной, пилообразной); I> — ток, пропорциональный постоянному сигналу в диапазоне изменения амплитуды мгновенных значений выпрямленного переменного сигнала; Icy„ Igpg-,Ioporoвые значения тока I при достижении 40 которых сигналы прямоугольной формы отсутствуют.

Устройство í осуществления предлагаемого способа (фиг. 1) содержит транзистор 1, база которого соединена 45 с диодом 2, к которому подключены источники постоянного 3 и эталонного

4 сигналов, а коллектор через резистор 5 присоединен к источнику б питания и через конденсатор 7 к испол- 5р нительному органу 8, зашунтированному полупроводниковым прибором 9.

Если значение тока I, пропорционального контролируемому сигналу, на- ходится в диапазоне изменения амплитуды мгновенных значений выпрямленного переменного сигнала Iqp 7 I 71<р2 то транзистор 1 периодически отйрывается и закрывается сигналами прямоугольной формы, образованными при формировании разности токов I и I T 60 соответственно т.о,t> — длительность

/ открытого и закрытого состояния транзистора 1). Вследствие этого транзистор 1, работая как коммутатор, подключает конденсатор 7 то к источнику

6 питания, то к исполнительному органу (реле) 8. При этом конденсатор 7 при открытом состоянии транзистора 1 заряжается через полупроводниковый прибор 9 до напряжения источника б питания, а при закрытом состоянии транзистора разряжается через исполнительный орган (реле)8 и резистор 5. В результате через обмотку реле 8 протекает разрядный ток конденсатора 7. Величина этого тока достаточна для срабатывания реле 8 и удер жания его якоря в притянутом состоянии.

При достижении током I> одного из задаваемых пороговых значений (I p< или Тср ) транзистор находится соответственно в открытом или в закрытом состоянии. Ток в исполнительном органе падает до нуля, в результате якорь реле 8 отпадает, сигнализируя о достижении контролируемого сигнала пороговых значений.

Осуществление предлагаемого способа сравнения электрических сигналов позволяет обеспечить стабильную работу в широком диапазоне температур окружающей среды за счет того, что транзистоР 1 работает в ключевом режиме и изменение его коэффициента усиления с изменением температуры практически не сказывается на уставки срабатывания, при которых транзистор открыт или закрыт.

При выходе из строя любого элемента. устройства (пробой или обрыв цепи транзистора 1, обоих полупроводниковых приборов 2 и 9, конденсатора 7, любого из источников 3, 4 и 6)ток через исполнительный орган падает до нуля, в то время, как для нормального функционирования устройства обязательно наличие через исполнительный орган импульсов разряда конденсатора 7, которые могут быть лишь при исправных элементах устройства.

Для повышения стабильности пороговых значений контролируемых величин при колебаниях напряжения источника питания и ограничения тока в исполнительном органе в. качестве полупроводникового прибора 9, подключенного параллельно исполнительному органу согласно с источником питания, использован стабилитрон. Для предотвращения возможного возникновения дребезга контактов реле 8 в случае обрыва цепи диода или стабилитрона 9, последние выполнены в виде четырехклеммного полупроводникового прибора (фиг.2). Обрыв цепи четырехклеммного полупроводникового прибора 9 приводит к обесточиванию обмотки реле 8 и невозможности появления дребезга контактов, в результате чего повышается надежность работы и срок службы исполнительного реле.

797061

Таким образом, предлагаемый способ позволяет осуществить контроль двух пороговых значений контролируемой величины одним реагиру @им органом, обеспечить стабильную работу в широком диапазон". рабочих темпера-, тур и осуществить функции самоконтроля, исправности элементов электрической схемы.

При контроле параметров, имеющих важное значение с точки зрения обеспечения безопасности обслуживающего персонала, и отказе осуществляющего контроль. устройства, функция самоконтроля исправности элементов становится существенно необходимой.

Так, в аппарате защитного отключения для шахтных электрических сетей устройство контроля сопротивления изоляции (реле утечки)по существующим требованиям безопасности обязательно выполняется с самоконтролем исправности элементов. (а

Формула изобретения

1. Способ сравнения электрических сигналов, основанный на формировании разности между постоянным и эталонным сигналами, при достижении которой порогового значения получают выходной сигнал, воздействующий на исполнительный орган, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расши-.. рения его функциональных возможностей путем одновременного контроля одним реагирующим органом двух пороговых значений, введением контроля по минимуму, эталонный сигнал выбирают про порциональным мгновенным значениям выпрямпенного-переменного сигнала, а постоянный сигнал - в диапазоне изменения амплитуды вышеупомянутых мгновенных значений, а их разность формируют в виде сигнала;прямоугольной формы, при отсутствии которого получают выходной сигнал.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее исполнительный орган, транзисторный ключ, коллектор которого через резистор присоединен к источнику питания, а база соединена с источником сравниваемых сигналов, о т л и ч а ющ е е с я тем,.что коллектор вышеупомянутого транзисторного ключа через конденсатор присоединен к исполнительному органу, зашунтированному полупроводниковым прибором, включенным согласно с источником питания.

3. Устройство по п. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в качестве полупроводникового прибора, шунтирующего исполнительный орган, использован четырехклеммный диод.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 411571, кл. Н 02 Н 7/22, 1971.

2. Патент США Р 3648068, кл. 307-228, 1973(прототип) .

797061

1л

Icp g

ly асср,l ср(In

Icð 1

1л

Icp1

Агю

Составитель Е. Мосолков

Редактор Ю. Петрушко Техред,Н.Ковалева Корректор О; Билак

Заказ 9801/78 Тираж 9 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и откр ятий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4