Реле времени

(п ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(54)(57) 1. РЕЛЕ ВРЕМЕНИ, содержащеевыполненные на операционных усилителях интегратор, первый и второй компараторы, диод, основной резистор,первый вывод которого соединен с входом интегратора, вход первого компаратора подключен к выходу интегратора, а выход - к аноду диода, выходнойблок, выводы питания компараторов,интегратора и выходного блока подключены к соответствующим шинам .питания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и стабильности выдержки времени, в него введены ВС-цепь запуска и дополнительный резистор, первый вывод которого подключен к катоду диода, второй вывод через последовательно включенные резистор и конденсатор ВС-цепи запуска в .к минусовой шине источника питания, к выходу второго компарато- ра и через основной резистор к входу второго компаратора, при этом выход первого компаратора соединен с входом выходного блока.2. Реле по п. 1,о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что выход операционного усилителя второго компаратора аИ подключен к его неинвертирующему вхо ду через соединенные последовательно резисторы, средний вывод которых подключен к выходу второго компара- С тора.Изобретение относится к импульснойтехнике и может быть использовано всистемах автоматического контроля иуправления.Известно реле времени, содержащееинтегратор, два компаратора и выходное устройство (11.Однако для этого устройства характерны недОстаточные надежность истабильность работы.Наиболее близким к изобретению 10является реле времени, содержащее выполненные на операционных усилителяхинтегратор, первый и второй компарат-,Форы, диод, основной резистор, первыйвывод которого соединен с входом 15интегратора, вход первого компаратораподключен к выходу интегратора, а выход вк аноду диода, выходной блок,выводы питания компараторов, интегратора и выходного блока подключенык соответствующим шинам питания 2).Однако для известного устройстватакже характерны недостаточные надежность и стабильность выдержки вре"мени, обусловленные сложностью схемы и ее критичностью к изменениямтемпературы и напряжений источниковпитания,Бель изобретения - повышение надежности и стабильности выдержки времени,36Бель достигается тем, что в релевремени, содержащее выполненные наоперационных усилителях интегратор,первый и второй компараторы, диод,основной резистор, первый вывод 35которого соединен с входом интегратора, вход первого компаратора подключен к выходу интегратора, а вы.ход - к аноду диода, выходной блок,выводы питания компараторов, интег, ратора и выходного блока подключенык соответствующим шинам литания,введены ВС-цепь запуска и дополнительный резистор, первый вывод котоРого подключен к катодУ диодаг второй вывод через последовательно включенные резистор и конденсатор ВС-цепи запуска - к минусовой шине источника питания, к выходу второго ком-.паратора и через основной резистор -к входу второго компаратора, приэтом выход первого компаратора соединен с входом выходного блока.Кроме того, выход операционнногоусилителя второго компаратора подключен к его неинвертирующему входучерез соединенные последовательно резисторы, средний вывод которых подключен к выходу второго компаратора.На фиг. 1 представлена Функцио:- 60нальная схема реле времени; нафиг. 2 - эпюры напряжений в тоикахсхемы (а - напряжение на выходевторого компаратора б - напряжениена конденсаторе интегратора, в -65 напряжение на выходе первого компараттора),Устройство содержит интегратор 1,выполненный на операционном усилителе 2, между его инвертирующим входоми выходом включен конденсатор 3, анеинвертирующий вход через резистор4 подключен к общей шине, основнойрезистор 5, первый вывод которогосоединен с инвертирующим входом интегратора 1, первый компаратор б, выполненный на операционном усилителе7, инвертирующий вход которого черезрезистор 8 соединен с выходом интегратора 1 и через резистор 9 с общейшиной, а неинвертирующий вход черезрезистор 10 соединен с минусовой шиной источника питания и через резистор 11 подключен к общей шине, выходгпервого компаратора 6 подключен каноду диода 12, второй компаратор 13,выполненный на операционном усилителе14, неинвертирующий вход которогочерез резистор 15.соединен с общейшиной и через резисторы 16 и 17 цепиобратной связи с выходом, инвертирующий вход компаратора 13 подключенк первому выводу основного резистора5, катод диода 12 через дополнительный резистор 18 подключен к выводуВС-цепи 19 запуска, состоящей изпоследовательно включенных резистора 20 и конденсатора 21, другой вывод которой подключен к минусовойшине источника питания, и выходнойблок 22, вход которого подключен квыходу первого компаратора б.Уровень напряжения 11 , определяющий порог срабатывания компаратора13, определяется соотношением сопротивлений резисторов 10 и 11 и выбирается из условияЩи, макс,12 где (1 ь,1 к.макс, - максимальное выходноенапряжение операционного усилителя 2Уровни порогов срабатывания ком паратора 13 по инвертирующему и неинвертирующему входам определяются соотношением сопротивлений резисторов 15-17 и выбираются.из условия -фф.мфдг-"-к- - "м- - к-,г-:г) и (г 116 17 6 16 17 где И, 0 - соответственновыем мокс.максимальное выходное напряжение и напряжение смещения нуля операционного усилителя 14.Устройство работает следующим образом. Работа реле времени начинается с момента подачи напряжения питания, при этом на выходе операционного усилителя 7 устанавливается напряжение отрйцательной полярности, которое является запирающим для выходного устройства. На выходе операционного усилителя 14 устанавливается напряжение отрицательной полярности так как запускающий импульс отрицатель)хной полярности длительностью цС Н , формируемый ВС-цепью 19 за 20 фпуска, поступает с минусовой шины источника питания через делитель на пряжения на резисторах 15 и 16 на НЕ" инвертирук)щий вход операционного уси-. лителя 14, и компаратор 13, охваченный цепью положительной обратной связи, обретает устойчивое состояние 10 с отрицательным выходным напряжением (фиг. 2 а) . На резисторах 15 и 16 выделяется часть выходного напряжения компаратора 13. 08, которое является источником входного сигнала для интег ратора 1 и порогом срабатывания компаратора 13 по инвертирующему входу, определяется выражением108 ых, мОкс, Й(Н) + Н 6(3)+ Н 1 ь + "а 20Напряжение Оотрицательной поляр-. ности поступает через резистор 5 иа инвертирующий вход интегратора 1, и конденсатор 3 начинает заряжаться до максимального выходного напря жения Овы.м ол операционного усили.- теля 2 (фиг. 2 б) . Скорость Ч заряда конденсатора 3 определяется выраже- нием 30(4) Овй 5 С 3Когда напряжение на конденсаторе 3 достигает максимального выходного напряжения 0)хо)х, маол, срабатывает, компаратор 13 (фиг,2 а), так как к его инвертирующему входу полностью при-. кладывается через резистор 5 напряжение О , выделяемое на резисторах 15 и 16, которое по величине больше напряжения установки на неинвертиру" ющем входе, выделяемого только на ре-. зисторе 15. На выходе компаратора 13 устанавливается напряжение положительной полярности, и он переходит в другое устойчивое состояние, которое обеспечивается положительной обратной связью на резисторах 15-17.После переключения компаратора 13 напряжение Оположительной полярности поступает через резистор .5 иа 50 инвертирующий вход интегратора 1. Конденсатор 3 интегратора 1 начинает разряжаться до нуля, а затем перезаряжаться до напряжения О, определяемого выражением 55Нри достижении величины напряже- ния.02 на конденсаторе 3 отрицательной полярности срабатывает компаратор 6 и на выходе операционного уси лителя 7 устанавливается напряжение положительной полярности, при этом запирающий сигнал снимается и выходное устройство срабатывает. В то же время выходное напряжение положительной полярности компаратора 6 через диод 12 поступает на резисторы 15, 16 и 18. На резисторах 15 и 16 выделяется часть выходного напряжения компаратора 6, величина которого определяется сопротивлением дополнительного резистора 18 и выбирается из условияО0Ьим Сх (7) Вк ЭНапряжение Ох положительной полярности через резистор 5 поступает наинвертирующий вход интегратора 1,конденсатор 3 которого мгновеннозаряжается до напряжения Ои после этого под действием напряжения 0 срабатывает компаратор 13по инвертирующему входу и обретаетустойчивое состояние при выполненииусловия (7),Таким образом, после появления на выходе компаратора 6 напряжения положительной полярности через диод 12 и резистор 18 возникает положительная обратная связь, за счет которой компаратор 13 принимает одно из устойчивых состояний, а интегратор 1 при выполнении условия (7) блокируется, так как на его инвертирующий вход поступает сигнал положительной полярности, который не дает воэможности вновь перезаряжаться конденсатору 3. После срабатывания выходного устройства процесс формирования выдержки времени заканчивается.Прн снятии напряжения питания конденсатор 3 разряжается через резисторы 8,9, 15, 16 и 5,При включении напряжения питания процесс выдержки времени повторяетсямВеличина выдержки времени Т. с, х (х, +ь щ, )Г цех цд)хх+х в)1616 ВтмаиЪ Ех.махсуд 9Иэ выражения (8) видно, чтодлительность временного интервала Тне зависит от уровней выходных напряжений операционных усилителей 2, 7 и 14, а зависит только от их отношения. При применении однотипных операционных усилителейьвиьаекс; ф аылмак,2,Тогда с учетом условия (6) имеем .Сй,й, + В+ й 5+15 + 14 1т.е. длительность временного интервала Т зависит только от параметра пассивных элементов уст О . ройстваТаким образом, в реле времени повышена стабильность выдержки времени за счет введения ВС-цепи запуска, дополнительного резистора и включения второго компаратора по схеме с . ,положительной обратной связью, что позволяет исключить влияние измене" ния напряжения источника питания и температуры на стабильность работы реле времени. Кроме того, за счет упрощения схемы достигается повышение надежности всего устройства.1094147 ставит хред А. н филиал ППП Патент 1 ф, г.ужг.Проек Редактор И.НиколайчЗаказ 3456 /45 Тираж ВНИИПИ Государств по делам изобрет 113035, Москва, Ж ь В.Полещенкобинец . Корректор Г.Ога 862 ПО нного комитета ССС ний и открытий 5, Раушская наб.,