Устройство для дистанционного контроля положения двухпозиционного объекта

68 г 9 ЗО ОПИСАНИЕ ИЗОЬЕЕт ЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советских Социалистических Республик1) Дополнитсли к авт. свнд-ву 490512 18-24 51) М, Кл.вб 08 В 13/12 Ст 08 С 1916 присоединением заяв сударственный комите ПриоритетОпубликовано 30.08.79, Бюллетень3 3) УДК 621.398(45) Дата опубликования описания 30.08 2) Авторы изобретеьн Б. А, Калиничев и А, Л. Сапо 1) Заявител 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННО ПОЛОЖЕНИЯ ДВУХПОЗИ ЦИОН НОГО КОНТРОЛ СЕКТАхему рном связь свя 22) Заявлено 01,06.77 ( Изобретение относится к области автоматической сигнализации и может быть использовано для тревожной сигнализации о положении контролируемого объекта.Известны устройства для дистанционного контроля положения двухпозиционного объекта, содержащее сигнальный провод, расположенный на охраняемом объекте, сигнализатор и переключатель, выполненный на транзисторах и диоде 1.Работа устройства основана на том, что при разрыве линии связи сигнал изатор включается. Если сигнальная линия связи не нарушена, то сигнализатор находится в выключенном состоянии,Данное устройство имеет простую с и малое потребление энергии в дежу режиме, Однако непосредственная транзисторов переключателя с линией зи существенно снижает надежность работы данного устройства, что особенно сказывается на длинных линиях, где возможны электрические наводки, возникающие от электромагнитных (ЛЭП, электрофицированные железные дороги, грозы) и электростатических полей, которые могут привести к ненадежной работе устройства или выходу из строя электронных элементов за счет пробоя. При большом количестве контролирующих устройств и непосредственнойсвязн их с линиями, опасные и мешающие влиши, возникающие в одной из линий связи, могут оказывать влияние ие только на собственное контролирующее устройст во, но и на другие устройства но общимцепям питания, что увеличивает вероятность их ненадежной работы.Кроме того, область применения данногоустройства существенно ограничена, так как 10 сопротивление шлейфа контролируемой линии связи не может превышать величины 5 - 10 см.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является уст ройство для дистанционного контроля положения двухпозиционного объекта, содержащее датчик, контакты которого соединены через провода линии связи с информационными входами устройства, первый транзистор, коллектор которого соединен с положительной клеммой источника ппташи, второй транзистор, коллектор которого через первый резистор подключен к положительной клемме источника пнтаин, эмиттер - к отрицательной клемме источника питания, коллектор второго транзистора соединен с выходом устройства, и трансформатор, один вывод первичной обмотки которого подключен к первому ин формационному входу устройства 2.Функциональные возможности известногоустройства ограничены, так как оно работает лишь при сравнительно коротких линиях связи, имеющих определенные значени волновых и омических сопротивлений.Целью изобретения является расширениефункциональных возможностей устройства.Поставленная цель достигается тем, чтов устройство введены конденсаторы, резисторы, диод и стабилитрон, второй выводпервичной обмотки трансформатора черездиод сосди 1:сн с вторым информационнымвходом устройсгва, первый конденсаторпОдкл 10 чсп Га 1)а:Елслье 10 к информаепонпьмвходам ус 1 ройства, уеЕравл)пошеЙ вход устройства подк;ночсн к базе первого транзистора, эмиттср которого через параллельнососдинснныс вторичную обмотку трансформатора и стабилитрон соединен с общейточкой соединения первых выводов второгои, третьего резисторов и первой обкладкивторого конденсатора, вторая обкладка которого и второй вывод второго резистораподключены к отрицательной клемме источника питания, второй вывод третьего рсзистора соединен с базой второго транзистора.На чертеже дана схема предлагаемогоустройства.Устройство содержит первый транзистор1, управляющий вход 2, трансформатор 3,второй резистор 4, третий резистор 5, первый резистор 6, второй транзистор 7, диод 8,стабилитроп 9, псрвый конденсатор 10, второй кондснс;пор 11, линию связи 12, датчик 13, вы. од усгройстиа 14 и клеммы источника питания 15 и 16.Устройство работает следующим образом,При поступлении на вход 2 импульсопуправления с длительностью, значительноменьшей д итсльнос 11 пауз между импульсами, транзистор 1 открывается, прп этомпо цепи: клемма питания 15 - открытыйпервый транзистор 1 - вторичная обмоткатрансформатора 3 - второй рсзистор 4 -клемма шпаппя 16 протекает ток, и на резисторе 4 появляется импульс напряжени.Амплитуда этого импульса определяетсясоотношенисм сопротивлений резистора 4 иэквивалентного сопротивления вторичнойобмотки трансформатора, которое зависитот сопротивления нагрузки первичной Обмотки.В свою очередь, сопротивление нагрузки1 срвичной обмотке трансформатора зависит от положения датчика и длины линиисвязи. На короткой линии связи первичнаяобмотка трансформатора при разомкнутомконтакте перекл 1 очателя находится в режиме холостого хода, а при замкнутом - в режиме короткого замыкания, при этом устройство контроля надежно выявляет положение переключателя и при отсутствииразделительного диода.) О 5 20 25 ;О 1) ) 10 ,)О 0).) 60 При соответствующей длительности импульса управления и паузы (1,1,) эквивалентное сопротивление вторичной обмотки трансформатора при разомкнутом контакте достигает значительной величины, а напряжение, снимаемое с резистора 4, нс достигает порогового уровня отпирания транзистора 7. Причем на выходе устройства 14 импульсы отсутствуют, что характеризует одно из состояний контролируемого объекта.При замкнутом контакте переключателя эквивалентное сопротивление вторичной обмотки трансформатора незначительно, В этом случае напряжение, снимаемое с рсзисгора 4 в моменты действия управляющих импульсов, достаточно дл 51 Открывания транзистора 7, на выходе последнего формируются импульсы, что характеризует другое состояние контролируемого объекта. При значительном удалении контролируемого объекта выходная обмотка трансформатора устройства нагружена на волновое сопротивление линии связи, и изменение положения датчика практически не влияет на эквивалентное сопротивление первичной обмотки.ДЛЯ ИСКЛЮЧЕНИЯ ВЛИЯНИЯ ВОЛНОВОГО СО- противления один из выводов первичной обмотки трансформатора соединен с линией связи через диод. При разомкнутом контакте датчика емкость линии связи е 1 момснты п 05 езлсни 51 управл 51 Ощих и:)1- пульсов подзар 51 жасс 51 и рп Опрсдслснпом их количестве напржение в линии связи достигает амплитудного значсни индуцированного во вторичную Обмотку напряжения, так как диод 8, с одной стороны, линии связи и разомкнутый контакт 13, с другой стороны, препятствуют се разр- ду. Напряженпс в линии связи запирает диод 8, прп этом сопротивление нагрузки в первичной обмотке, а следовательно, эквивалентное сопротивление во втори)ной ОО- мотке трансформатора возрастает, и импульсы напряжсни на рсзнсторе 4 нс достигают порогового уровня отпирания транзистора 7, В случае замыкания контакта перекл;очателя емкость линии связи во время действия управлющих импульсов подзаряжается, а во время пауз разржается через контакт датчика,Таким образом, в моменты появления управляющих импульсов емкость линии связи оказывает малое сопротивление импульсам, пндуцированным первичную обмотку трансформатора, прп этом эквивалентное сопротивление нагрузки в первичной обмотке, а следовательно, и во вторичной обмотке трансформатора мало, и импульсы напряжения на резисторе 4 достигают порогового уровня отпирания транзистора 7,Следовательно, при длинной линии связи для выявления положения контакта переключателя используется режим заряда линии связи импульсными посылками постоянного тока при разомкнутом контакте и режим разряда линии связи через переключатель при замкнутом контакте.При воздействии электромагнитных полей (ЛЭП, грозовые разряды, железные дороги) в проводах линии связи индуцируется напряжение помех, величина которых может достигать до нескольких сотен вольт, что превышает напряженис пробивной прочности транзисторов. Данная помеха, действуя на электронный элемент устройства и источник питаня, может вьвести их из строя.Г 1 римененс линейного трансформатора позволяет повысить напряжение электрической прочности всего устройства за счет внесения дополнительной электрической прочности между обмотками трансформатора. Подключение стабилитрона параллельно первичной обмотке трансформатора дает возможность ограничивать амплитуду опасных напряжений, возникающих в линии связи, до допустимых значений. При увеличении напряжения на первичной обмотке трансформатора выше допустимого он срабатывает и тем самым ограничивает напряжение помехи.Конденсатор 10 увеличивает помехоустойчивость работьустройства при случайных помехах, возникающих в линии связи.Для заряда конденсатора и закрывания диода необходима помеха значительной амплитуды и длительности.Предлагаемое устройство дистанционного контроля положения двухпозиционного объекта работает на сопротивление шлейфа линии связи от нуля до несколькихй соответствует расстоянию до двухпозиционного датчика 0 - 30 км, при этом нет принципиальных трудностей контроля более удаленных объектов. 10 15 20 25 30 35 40 Формула изобретени я Устройство для дистанционного контроля положения двухпозицпонного объекта, содержащее датчик, контакты которого соединены через провода линии связи с информационными входами устройства, первый транзистор, коллектор которого соединен с положительной клеммой источника питания, второй транзистор, коллектор которого через псрвый резистор подключен к положтсльнои ;смме исто и:а птания, эмиттср - к отрицательной клемме источника питания, коллектор второго транзистора соединен с выходом устройства и трансформатор, один вывод перви:ной обмотки которого подключен к первому информационному входу устройства, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены конденсаторы, резисторы, диод и стабилитрон, второй вывод первичной обмотки трансформатора через диод соединен со вторым информационным входом устройства, первый конденсатор подключен параллельно к информационным входам устройства, управляющий вход устройства подключен к базе первого транзистора, эмиттер которого через параллельно соединенные вторичную обмотку трансформатора и стабилитрон соединен общей точкой соединения первых выводов второго и третьего резисторов и первый обкладки второго кондесатора, вторая обкладка которого и второй вывод второго резистора подключены к отрицательной клемме источника питания, второй вывод третьего резистора соединен с базой второго транзистора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР ЛЪ 442500, кл. 6 08 В 13/12, 11,04.73.2. Авторское свидетельство СССР349096, Н 03 К 5/18, 1969.682930 Составитель Б. БагеевТехред А, Камышникова Корректор Р, Беркович Редактор Т. Янова Типография, пр, Сапунова, 2 Заказ 2116/11 Изд.509 Тираж 727 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5