Реле времени

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 09) 01) 1 А ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Первый московский ордена Трудового Красного Знамени приборостроительный завод(56) 1. Авторское свидетельство СССРМф 991318, кл. С 01 К 19/155,09.07.80 (прототип).(54)(57) РЕЛЕ ВРЕМЕНИ, содержащеевремязадающую КС-цепь, первый диодный мост, однонаправленная диагональ которого через балансные резисторы подключена между шинами источника питания, непроводящая диагональ подключена к выходу операционного усилителя и через нагрузочныйрезистор к общей шине, ключевой блок,два входа которого подключены к од.нонаправленной диагонали первого диодного моста, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширенияфункциональных возможностей, в него ВСЮ Н 0 47 18 Н 03 К 17 28 введены два диодных моста, однонаправленная диагональ каждого из которых через соответствующие балансные резисторы подключена между шинами источника питания, ограничитель напряжения и нормирующий резистор, причем конденсатор времязадающей КС-цепи включен в,непроводящую диагональ второго диодного моста, между точкой соединения нагрузочного резистора с непроводящей диагональю первого диодного моста и входом операционного усилителя, выводы непроводящей диагонали третьего диодного моста включены между входом операционного усилителя и одним из вь;водов резистора времязадающей КС-цепи, второй вывод которого соединен с входом реле, вход и выход.ограничителя напряжения подключены соответственно к выходу и входу операционного усилителя, нормирующий резистор включен между одним из выводов .однонаправленной диагонали первого диодного моста и одним из входов ключевого блока, выход которого подключен к выходу реле.11112 13 5 10 1520 25 30 35 40 2. Реле по п.1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что ключевой блок содержит два транзистора разного типа проводимости и дьа резистора, причем база первого транзистора подключена к первому входу блока, его эмиттер - к второму его входу, коллектор через первый резистор сое Изобретение относится к точному приборостроению и системам контроля движущихся объектов и может быть использовано для построения схем сигнализации об отказе канала управления объектом в случае превышения текущим значением напряжения входцого сигнала заданного порогового уровня в течение заданного интервала времени.Известен сигнализатор напряжения, предназначенный для сигнализации о превышении абсолютным значением разности напряжений двух входных сигналов заданного порога срабатывания и формирования модульной релейной выходной характеристики, содержащий времязадающую КС-цепь, первый диодный мост, однонаправленная диагональ которого чеоез балансные резисторы подключена между шинами источника питания, непроводящая диагональ подключена к выходу операционного усилителя и через нагрузочный резистор - к общей шине, ключевой блок, два входа которого подключены к однонаправленной диагонали первого диодного моста 11 .Однако в известном сигнализаторе отсутствует временная оценка исправности канала управления, осуществляемая.путем сравнения двух уровней напряжения входных сигналов канала управления и достоверного среднего арифметического значения по и резервируемым каналам. Необходимость наличия в сигнализаторе интегральной во времени оценки исправности канала управления определяется воздействием на движущийся объект различных как внешних, так и внутренних помех, приводящих к "ложной" динен с базой второго транзистора,1подключенной через второй резистор к потенциальной шине внешнегоисточника йостоянного напряжения,к которому подключен и эмиттервторого транзистора, коллектор которого подключен к выходу ключевогоблока. сигнализации об отказе объективноисправного канала управления.,-,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.Для достижения указанной цели в реле времени, содержащее времязадающую КС-цепь, первый диодный мост, однонаправленная диагональ которого через балансные резисторы подключена между шинами источника питания, не- проводящая диагональ подключена к выходу операционного усилителя и через нагрузочный резистор к общей шине, ключевой блок, два входа .которого подключены к однонаправленной диагонали первого диодного моста, введены два диодных моста, однонаправленная диагональ каждого из которых через соответствующие балансные резисторы подключена между шинами источника питания, ограничитель напряжения и нормирующий резистор, причем конденсатор время- задающей КС-цепи включен к непроводящую диагональ второго диодного моста, между точкой соединения нагрузочного резистора с ненроводящей диагональю первого диодного моста и входом операционного усилителя, выходы непроводящей диагочали третьего диодного моста включенымежду входом операционного усилителя и одним из выводов резисторавремязадающей КС"цепи, второй вывод которого соединен с входом реле, входи выход ограничителя напряжения подключены соответственно к выходу ивходу операционного усилителя, нормирующий резистор включен междуодним из выводов однонаправленной диагонали первого диодного моста и31111 одним из входов ключевого блока, вы-. ход которого подключен к выходу реле.В реле времени ключевой блок может содержать два транзистора разного типа проводимости и два резистора, причем база первого транзистора подключена к первому входу блока, его эмиттер - к второму его входу, коллектор через первый резистор соединен с базой второго транзистора, 1 О подключенной через второй резистор к потенциальной шине внешнего источника постоянного напряжения, к которому подключен и эмиттер второго транзистора, коллектор которого подключен к выходу ключевого блока.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаеь то устройства. Рабочий процесс в предлагаемомреле времени представляет собой совокупность пяти режимов работы:исходного нулевого состояния, "слежения" за изменением текущего значения напряжения входного сигналаменьше заданного порогового уровня,когда 1 з (Чпорогй ф Рмнрования временной задержки входного сигнала от времени й , когда текущее значение напряжениявходного сигнала Гь 1 = )ЧпооповгАдо С: д, формирования выходного сигнала, сигнализирующего оботказе канала управления, восстановзоления схемы в режим "слежения". Режим исходного нулевого состояния.Для простоты описания работы устройства примем значения проходныхсопротивлений (в непроводящей диаго" 35 пали) открытых диодных мостов 2,9 и12 равными нулю (РпР.скр 0, азакрытых -э. со (орэю.со ) Тогда, при отсутствии напряжения 40 входного сигнала 1 =0 в однонаправленной диагонали диодных мостов324.9 и 12 протекают токи ограничения 1 о,суммарные значения которыхбудут определяться выражениями 45гьо 4 г,+ й, (1) 2 Ео 2=р - (2).М Цщ+Р у Реле времени содержит операционный усилитель 1, первый диодный мост 2, балансные резисторы 3 и 4, резистор 5, конденсатор 6, формирующие времязадающую КС-цепь, однонаправленная диагональ первого диод- ного моста через балансные резисторы 3 и 4 подключена между шинами источника питания, непроводящая диагональ диодного моста 2.подключена к выходу операционного усилителя 1 и через нагрузочный резистор 7 к общей шине, ключевой блок 8, второй диодный мост 9, однонаправленная диагональ которого через балансные резисторы 10 и 11 подключена меяду шинами источника питания, третий диодный мост 12, однонаправленная диагональ которого через балансные резисторы 13 и 14 подключена между шинами источника питания, ограничитель 15 напряжения, нормирующий резистор 16, включенный между одним из выводов однонаправленной диагонали первого диодного моста и одним из входов ключевого блока 8, входную клемму 17, вывод 18 непроводящей диагонали третьего диодного моста, вывод 19 которой соединен с входом операционного усилителя 1, к входу которого подключен вывод 20 непроводящей диагонали моста 9, вывод 21 соединен с выводом 22 непроводящей диагонали первого. диодного моста 2, вывод 23 которой соединен с выходом опера" ционного усилителя 1, входом 24 ограничителя 15 напряжения, выход 25 которого соединен с входом операционного усилителя 1. Нормирующий 213 4резистор 16 включен между выходным выводом 26 однонаправленной диагонали первого диодного моста 2 и первым входом 27 ключевого блока 8, авходной вывод 28 однонаправленной диагонали первого диодного мосТа 2 соединен с первым выходом 29 ключевого блока 8, второй вход 30 которого соединен с клеммой 31 положи" тельной. полярности внешнего источника постоянного напряжения, а второй выход 32 - с выходной клеммой 33 устройства. где 4, 4 од,1 оь - значения токов ограничения в однонаправленных диагоналях диодных мостов 2, 9 и 12,,1111213 ходной клемме 33 устройства - сигналотказа канала управления.После этого происходит дальненшеелинейное нарастание выходного на пряжения 90 в соответствии с выражением (7) до уровня насыщениявыходной характеристики операционного усилителя 1.Наличие ограничителя 15 напряже О ния препятствует возрастанию вьход -ного напряжения 10 выше заданногоуровня ограничения, определяемоговыражением(12) 5 20 Из выражения (9),следует, что в схеме имеет место умножение постоянной времени Т =. СК в,1 раз, опредепяейого нормированным отношением разности токов ограничения м, 3 о, 1 оз в диодных мостах 2,9 и 12.Значение граничного напряжения З 0 1 о ПРцр . соответствующее значению тока 3 ,-щ определяется выражением(10)35 40Скачкообразное возрастание выходного напряжения о происходит на величину д 0, определяемую выражениемфЧ фгР ф р, ) (11) где 1 вР - падение напряжения на открытом база-эмиттерномпереходе входного транзистора в ключевом блоке 8; .1 ц - номинал нормирующего резистора.Одновременно происходит скачкообразное отпирание входного транзистора в ключевом блоке 8 и, как следствие, появление напряжения положительной полярности "+О" на выЬи8 Ь=оЪ Йа огц(8) Увеличение выходного тока Де происходит по линейному закону до значения, при котором его величина достигает зйачения ограничения Дщ в первом диодном мосте 2 Эь,-,),При этом происходит нарушение линейных соотношений между предель-. ным значением входного тока Э, и током 3 еы в результате чегопроисходит скачкообразное запирание первого диодного моста 2 и релейное возрастание выходного напряжения ВолЗаданное значение временной задержки сигнала отказа канала УПравления определяется выражениемдо-еъ.. (9):1.-,Режим Формирования выходного сигнала отказа канала управления.ЪРщ+Р " + . ). АР Щ1 р Тем самым уменьшается время восстановления устройства, после выполнения соотношения 3 , что увеличивает быстродействие схемы.Режим восстановления схемы,При значениях напряжения входного сигнала 18,определяющего соотношение токов 38 ( Д ,происходит отпирание третьего 12 и второгс 9 диодных мостов, а конденсатор 6 начинает,разряжаться, в основном, через внутренние сопротивления открытых диодных мостов, что определяет быстрое восстановление исходного нулевого потенциала на конденсаторе.Одновременно с уменьшением заряда на конденсаторе 6 уменьшается напряжение на выходе операционного усилителя 1 до момента, при котором Эь ( 5, после чего первый диодный мост 2 скачком отпирается, а разность потенциалов и ее полярность между входным 28 и выходным 26 выводами однонаправленной диагонали диодного моста 2 достигают исходного состояния,соответствующего запертому состоянию,база-эмиттерного перехода входного транзистора в ключевом блоке 8, и сигнал отказа на выходной клемме 33 устройства исчезает.Устройство переходит в режим "слежения" за изменениями текущих значений входного сигнала.Технико-экономический эффект от внедрения предлагаемого реле времени заключается в высокой надежности работы и стабильности его параметров при изменении температуры окружающей среды, что-определяется выбранной структурой электрической схемы и применением таких высоконадежных ЗРЗ как резисторы и диоды