Регулятор освещенности

(22) ЗаЯвлено ) 20776 (21) 2382375/18 - 24с присоединением заявки РЙ(45) лата опубликования описания 30.1178(51) М. Кл. 605 Р 25/02 Государственный комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий(54) РЕГУЛЯТОР ОСВЕЩЕННОСТИ Изобретение относится к техническим средствам, используемым в системах автоматического регулирования и управления для стабилизации уровня освещенности. 5Известно устройство (, предназначенное для поддержания заданного значения освещенности, принцип действия которого основан на стабилизации параметров источника светового потока 10 (например, сопротивления нити лампы накаливания), непосредственно влияющих на мощность светового излучения.Следует отметить, что значение сопротивления нити лампы накаливания не является стабильным во времени параметром, а изменяется в процессе эксплуатации за счет уменьшения диа- метра нити,В этих условиях стабилизация величины сопротивления не может обеспечить стабильности светового потока источника света, что приводит к отклонению уровня освещенности от заданного значения и порождает ошибку регулирова.ния.Ближайшим по технической сущности устройством является регулятор освещенности 2, содержащий триггер йчитта, источник излучения, источник питания, измерительный элемент, выполненный в виде фотореэистора, подключенного к источнику питания, и усилительный каскад, выполненный на транзисторе, база которого соединена с фотореэистором, а коллектор соединен с источником питания.Это устройство имеет релейную характеристику, что обусловливает возникновение колебаний регулируемого параметра. Наличие зоны гистереэиса характеристики срабатывания триггера (1 Митта способствует существенному увеличению этих колебаний, В конечном счете это приводит к ухудшению динамических характеристик и точности работы регулятора,Целью изобретения является повышение точности регулятора.Эта цель достигается тем, что регулятор содержит генератор пилообразного напряжения, выход которого подключен к входу триггера (йкитта, коллектор одного из транзисторов которого связан с источником излучения, подключенным к источнику питания.На фиг. 1 приведена схема регулятора освещенности.Регулятор освещенности содержит транзисторы 1, 2, 3, фоторезистор 4резисторы 5, 6, 7, 8, 9, 10, конденсатор 11, генератор пилообразногонапряжения 12, источник излучения 13и источник питания 14. Транзисторы 1,2, резисторы 5, 6, 7,8 , 9, и конденсатор 11 образуют триггер Шмитта 15.Транзистор 3, резистор 10 образуютусилительный каскад.16.На фиг. 2 для.разомкнутого регулятора предстанлены диаграммы напряженийтоков и освещенности,где Ф - изменение освещенности,О, - напряжение на выходе генератора пилообразного напряжения;06 - напряжение базы транзистора 1;0 - напряжение срабатываниятриггера Шмитта;1 - ток в цепи коллектора транзистора 2;1 - среднее значение тока через источник излучения 13. 20Измерительным элементом регулятораявляется фотореэистор 4, образующийс резистором 10 делитель напряжения,подключенный к источнику питания 14.Средняя точка делителя напряжения 2 ясвязана с базой транзистора 3, эмиттер которого соединен с резистором 9,а коллектор - с источником питания14. Вход триггера Шмитта 15 связанс выходом генератора пилообразногонапряжения 12. В коллекторную цепь.транзистора 2 включен источник излучения 13.Исходное состояние триггера Шмитта15 при отсутствии пилообразного напря жения характеризуется тем, что транзистор 1 заперт, транзистор 2 открыт.При этом порог срабатывания триггераШмитта 15 401)н 1)эгде Оз - падение напряжения на резисторе 9.Падение напряжения на резисторы 6 при исходном состоянии триггера Шмит та 15 определяется величинами токов, )протекающих через транзисторыи 3.Величина тока через транзистор 3 зависит от величины сопротивления фоторезистора 4, определяемой значением освещенности. Увеличение освещенности вызывает увеличение проводимости фоторезистора 4. Это приводит к повышению потенциала базы и увеличению тока транзистора 3, что в свою очередь вызывает увеличение падения напряжения на резисторе 9, а значит и порога срабатывания.За счет выбора начального значения пилообразного напряжения обеспечивается такой режим работы триггера Шмитта 15, при котором изменение освещенности не приводит к его срабатыванию.Срабатывание триггера Шмитта 15 происходит только при поступлении на 65 его вход импульсов пилообразного напряжения. При этом срабатывание происходит в момент, когда нарастающее по линейному закону напряжение базы транзистора 1 становится ранным напряжению порога срабатывания, а возврат в исходное состояние - в момент обратного хода пилообразного напряжения (см. фиг. 2) . В коллекторной цепи транзистора вырабатываются импульсы тока с постоянной частотой следования и амплитудой. длительность этих импульсов зависит от значения порога срабатывания.Импульсы тока коллекторной цепи транзистора 2 проходят через нить накаливания источника излучения 13. Величина светового потока определяется средним значением тока, проходящего через его нигь, Среднее значение тока в каждый интервал времени пропорционально длительности импульсов,Из приведенного следует, что уменьшение освещенности приводит к повышению среднего значения тока через источник излучения 13 и увеличению светового потока источника излучения 13, а увеличение освещенности - к уменьшению светового потока, Следовательно, предлагаемое устройство стабилизирует значение освещенности.Предлагаемый регулятор имеет линейную рабочую характеристику и глубокую отрицательную обратную снязь, что . обеспечивает ему лучшие в сравнении с прототипом динамические характеристики и большую точность регулирования.Кроме того, точность регулирования повышается за счет устранения ошибки, вызванной наличием гистерезиса характеристики триггера Шмитта 15. Наличие гистерезиса приводит к тому, что срабатывание и возврат триггера в исходное состояние происходит при 1 неодинаковых значениях паралетрон на входе. В предлагаемом регуляторе воэ врат триггера в исходное состояние происходит под воздействием изменяющегося с бОльшой скоростью напряжения обратного хода пилообразного напряжения. Это позволяет считать, что момент возврата триггера Шмитта 15 в исходное состояние определяется моментом обратного хода пилообразного напряжения и не зависи от ширины зоны гистерезиса.Из приведенного следует, что предлагаемый регулятор освещенности имеет большую точность регулирования, чем известные регуляторы.Формула изобретенияРегулятор освещенности, содержащийтриггер Шмитта, источник излучения, источник питания, измерительный элемент, выполненный в виде фоторезистора, подключенного к источнику пи634252 иг у Козлов Составителшьили Техред Э,Ч рректорв. Сердюк ктор Тираж 991 дарственного комитета С по делам изобретений 5, Москва, Е, РаушскЗа Подпи ета Минис открытий наб., дов ССС 113 Патент,лиал танин и усилительный каскад, выполненный на транзисторе, база которогосоединена с фоторезистором, а коллектор соединен с источником питания,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности регулятора,он содержит генератор пилообразногонапряжения, выход которого подключенк входу триггера Шмитта, коллектор одного иэ транзисторов которого связан с источником излучения, подключенным к источнику питания,Источники информации, принятыево внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР9 210655, кл. 6 05 Р 25/02, 1967,2. Журнал Радио, 1970, В 1,с. 58. город, ул. Проектная, 4/5