Способ сравнения электрическихсигналов и устройство для егоосуществления

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯк Автовскомю свидитюльствь Союз Сфветскнк Сфцнапнстнческнк республик(51)М. К . Н 03 К 5/20 Я 05 В 1/01 с присоединением заявки йо Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликоваио 15,0181, бюллетень Мо 2 Дата опубликования описания 18, 01. 81(54) СПОСОБ СРАВНЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯИзобретение 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 О 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 ляется устройство, в котором сравнивают амплитудное значение постоянного сигнала с эталонным опорным уровнем. При достижении разности порогового значения получают выходной 30 сигнал, воздействующий на исполнительный орган 2 1.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 способе 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 мгно. венным значениям выпрямленного переменного сигнала, а постоянный сигнал - в диапазоне изменения ампли25 туды вышеупомянутых мгновенныхзначений, а их разность формируютв виде сигнала прямоугольной формы,при отсутствии которого получаютвыходной сигнал.В устройство для осуществленияпредлагаемого способа сравнения электрических сигналов, содержащее исполнительный орган, транзисторный ключ,коллектор которого через резисторприсоединен к источнику питания, а обаза соединена с источником сравниваемых сигналов, коллектор вышеупомянутого транзисторного ключа черезконденсатор присоединен к исполнительн ому органу эашунтированномуполупроводникоВым прибором, вклю-ченным согласно с источником питания.В качестве полупроводникового прибора, шунтирующего исполнительныйорган, использован четырехклеммныйдиод.20На фиг. 1 и фиг. 2 представленыварианты исполнения устройства дляосуществления указанного способасравнения электрических сигналов;на фиг. 3 - диаграмма временныххарактеристик токов, полученных попредлагаемому способу.В предлагаемом способе формируютразность токов 1 зт и 1 (фиг. 3)в виде сигналов прямоугольной формыи контролируют их наличие.1 зт - ток, пропорциональный мгновен.ным значениям выпрямленного переменного сигнала различной формы(прямоугольной, синусоидальной, трапецеидальной, пилообразной); 1 и - ток,пропорциональный постоянному сигналув диапазоне изменения амплитудымгновенных значений выпрямленногопеременного сигнала; 1 р, 1 с-пороговые значения тока 1 и при достижении 40которых сигналы прямоугольной формыотсутствуют.Устройство для осуществления предлагаемого способа фиг. 1) содержиттранзистор 1, база которого соединена 45с диодом 2, к которому подключеныисточники постоянного 3 и эталонного4 сигналов, а коллектор через резистор 5 присоединен к источнику .б питания и через конденсатор 7 к испол Онительному органу 8, зашунтированномуполупроводниковым прибором 9,Если значение тока 1 , пропорционального контролируемому сигналу, на-ходится в диапазоне изменения амплитуды мгновенных значений выпрямленного переменного сигнала 1 ср 7 1 и 71 ср 2,то транзистор 1 периодически отйрывается и закрывается сигналами прямоугольной формы, образованными приформировании разности токов 1 и и 1 зт 60соответственно 1 о,1 - длительность/открытого и закрытого состояния транзистора 1). Вследствие этого транзистор 1, работая как коммутатор, подключает конденсатор 7 то к источнику б питания, ток 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 удержания его якоря в притянутом состоянии.При достижении током 1 и одного из задаваемых пороговых значений (1 ср или 1 ср) 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 б)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.Таким образом, предлагаемый способ позволяет осуществить контроль двух пороговых значений контролируемой величины одним реагиру зим 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 изобретения251. 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 ющ и й с я тем, что, с целью расши-., рения его функциональных возможностей путем одновременного контроля оДйимреагирующим органом двух пороговыхзначений, введением контроля по минимуму, эталонный сигнал выбирают пропорциональным мгновенным значениямвыпрямпенного переменного сигнала, апостоянный сигнал - в диапазонеизменения амплитуды вышеупомянутых мгновенных значений, а их разность формируют в виде сигнала;прямоугольнойформы, при отсутствии которого получают выходной сигнал,2. Устройство для осуществленияспособа по п. 1, содержащее исполнительный орган, транзисторный ключ,коллектор которого через резисторприсоединен к источнику питания, абаза 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, зашунтированномуполупроводниковым 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 качествеполупроводникового прибора, шунтирующего исполнительный орган, использован четырехклеммный диод.источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРФ 411571, кл. Н 02 Н 7/22, 1971.2. Патент США Р 3648068,кл. 307-228, 1973(прототип),797061 асср,р й Составитель Е. МосолковРедактор Ю. Петрушко Техред,Н.Ковалева Коррек ла исно 4 ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн Ф Заказ 9801/78 ВНИИПИ Госуда по делам и 113035, Москвл1 ср р Тираж 9 Под твенного комитета .СССР бретений и открытийЖ, Раушская наб.,