Электростатическое реле и способ управления им

(51) М. Кл, Н 01 Н 59 но 1 с пр инением Гооударстееннай кювете СССР по делам изооретеннй и открытий3) Пр 5,03,7 95 юллетеньвания описания 25,И.79 3) УДК 621.318, .51-5(088.8) О иков Дата опубли 72) Авторы изобретения Турышев и Т. Л. шева(71) заявители 4) ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ РЕЛЕ И СПОСО УПРАВЛЕНИЯ ИМ анст- ктноб 1) Дополнительное к ав Изобретение оносится к конструкции электростатических реле.Известны электростатические реле, состоящие из подвижного и неподвижного электродов, разделенных двухслойным диэлектриком. Двухслойный диэлектрик может оыть образован твердым диэлектриком, прилегающим к неподвижному электроду и газовым объемам 1.Известен спосоо управления электростатическим реле, заключающийся в подаче на электроды управляющего сигнала, достаточного для возбуждения газового разряда в объеме 2. Управление таким способом дает возможность расширить функции реле и создавать на его основе устройства памяти и выдержки времени.Функциональные возможности реле могут быть еще более расширены, если обеспечить возможность их использования в качестве логических элементов. Для обеспечения этой возможности в реле необходимо ввести пепи управления.Поставленная пель достигается тем, что в газовый объем, разделяющий подвижный и неподвижный электроды, введен поджигающий электрод. На фиг. 1 изооражена конструкция описываемого электростатического реле; на фиг.2 приведена зависимость напряжения зажигания самостоятельного газового разрядаот произведения р а, (где р - давление газа в мм рт. ст.; а - ширина газового промежутка в м). На фиг. 3 приведена зависимость амплитуды импульсов управляющегосигнала, при котором возникает газовый разряд в газовом промежутке, от амплитудытока запускающих импульсов, подаваемыхна поджигающий электрод,Электростатическое реле состоит из поджигающего электрода 1, газового прострва 2, диэлектрической подложки 3, контаго выступа 4, подвижного электрода в видемембраны 5, изолирующего диэлектрического поля 6, нанесенного на неподвижный электрод 7, контакта 8. Мембрана 5 и контакт 8образуют управляемую контактную пару,подсоединяемую в управляемую внешнююэлектрическую схему. Поджигающий электрод 1 можно выполнить, например, в видеметаллического стержня, конец которого находится около неподвижного электрода 7,Расстояние 1. между подвижным электро.дом - мембраной 5 и поджигающим элект35 40 Формула изобретения 65364 родом 1 выбирают таким образом, чтобы при данном конкретном давлении р газа в газовом промежутке произведение р Е соответствовало минимальному напряжению зажигагания явь разряда, определенному по кривой Пашена для данного газа. Например для гелия при р = 760 мм рт. ст. и 1. = =3110 м Ъоаа равно 180 В (см. фиг. 2).Вся система помещена в стеклянный баллон в атмосфере газа, например гелия, при атмосферном давлении 760 мм рт. ст. На мемб рану 5 и неподвижный электрод 7 подают импульсы управляющего сигнала амплитудой по величине недостаточной для возникновения самостоятельного газового разряда в этой атмосфере, а именно: величина рабочего напряжения при данном конкретном произведении р а должна быть меньше величины напряжений зажигания газового разряда, ограниченных снизу кривой Пашена (см. фиг. 2).Допустим, что амплитуда тока запускающих сигналов, которые подаются между поджигающим электродом 1 и мембраной, равна 30 мкА, тогда для возникновения несамостоятельного газового разряда на подвижный электрод- мембрану 5 и неподвижный элект.род 7 достаточно подать импульсы управляю щего сигнала амплитудой 80 В (см.фиг.3).При ширине а газового промежутка равной 10 5 м и давлении газа гелия 760 мм рт.ст, произведение р а равно 0,0076 мм рт. ст. Х м.Этой величине р а соответствует напряжение зажигания самостоятельного газового разряда, равное 280 В (см. фиг. 2). Следовательно, при подаче только на мембрану и неподвижный электрод импульсов управляющего сигнала амплитудой 80 В, при выбранных значениях р и а газовый разряд не возникает, а реле не изменит свое состояние, Аналогично, при подаче только на поджигающий электрод (относительно мембраны) запускающего импульса газовый разряд между мембраной и неподвижным электродом также не возникает, а реле не изменит свое состояние. 4образуя избыточный электростатический разряд. После исчезновения сигналов эти разряды притягивают мембрану 5 к неподвижному электроду 7 в течение времениТв, создавая тем самым выдержку времени включенного состояния реле, Время 1 в зависит от электрических свойств материала изолирующего диэлектрического слоя (накопителя зарядов).Таким образом, мы по,пучили логический элемент, выполняющий операцию И, то есть изменяющий свое состояние только при подаче на его входы одновременно двух сигналов. Как видно из фиг. 3, амплитуда управляющих сигналов, необходимая для возникновения тлеющего разряда, уменьшается при увеличении амплитуды тока запускающих сигналов, подаваемых на поджигающий 1 и подвижный 5 электроды. Очевидно, что вместо импульсных управляющих сигналов на подвижный и неподвижный электроды реле можно подавать постоянно действующие управляющие сигналы величиной, равной амплитуде импульса. При этом можно получить устройство, в котором на выходе появляются импульсы,синхронизированные запускающими сигналами, подаваемыми на поджигающий электрод 1. Э.пектростатическое реле с накопителем заряда, содержащее поджигающий электрод, способно работать и в автоколебательном режиме, при этом можно получить периодически повторяющиеся импульсы со скважностью от 2 до 10 Использование поджигающего электрода в электростатическом реле с накопите.пем заряда позволяет уменьшить амплитуду импульсов управляющих сигналов и расширить функциональные возможности этих ре.пе.При указанных выше условиях реле работает следующим образом. При подаче одновременно запускающего сигнала на подвижный электрод и управляющего сигнала амплитудой 80 В на подвижный 5 и неподвижный 7 электроды между поджигающим электродом 1 и мембраной 5 возникает разряд, который инициирует появление тлеющего разряда между мембраной 5 и неподвижным электродом 7.Для определенности допустим, что на мембраку 5 выдается положительный потенциалуправляющего сигнала, а на неподвижныиэлектрод - отрицательный.В процессе горения газового разряда положительные ионы оседают (накапливаются) на изолирующем диэлектрическом слое, 45 55 1. Электростатическое реле, содержащее подвижный электрод и неподвижный электрод, на который нанесен диэлектрический слой, разделенные газовым объемом, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в газовый объем, разделяющий подвижный и неподвижный электроды, дополнительно введен поджигающий электрод.2. Способ управления электростатическим реле по п, 1, заключающийся в подключении подвижного и неподвижного электродов к источнику электрического управляющего сигнала и возбуждении газового разряда, отличающийся тем, что на поджигающий электрод подают дополнительный электричес. кий управляющий сигнал, причем подачу этого сигнала совмещают во времени с пода653642 г. У чей электрического управляющего сигнала на подвижный и неподвижный электроды.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР314304, кл. Н 03 К 17/52, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР607293, кл. Н 01 Н 59/00, 1978.Била Составтель Ю. Редактор Д. Мепуришвили Техред О. Лугов Заказ 1296/37 Тираж 922 ЫНИИПИ Государственного комитет по делам изобретений и о13035, Москва, Ж, Раушская Филиал ППП Патент, г. Ужгород, Макарычевя КорректорПодписноа СССРкрыгийнаб д, 4/5л. Г 1 роектная, 4