PL155459B1 - Circuit arrangement for signalling exceeded preset impedance value - Google Patents

Description

rzeczpospolita OPIS PATENTOWY 155 459

POLSKA

URZĄD

PATENTOWY

RP

Patent dodatkowy do patentu m·--Zgłoszono: 87 09 25 (P. 267917)

Pierwszeństwo Zgłoszenie ogłoszono: 89 04 03

Opis patentowy opublikowano: 1992 04 30

Int. Cl.⁵ G01R 27/00

Twórca wynalazku: Włodzimierz Domański

Uprawniony z patentu: Zakłady Automatyki Chemicznej „Metalchem, Gliwice (Polska)

Układ sygnalizacji przekroczenia zadanej wartości impedancji

Przedmiotem wynalazku jest układ sygnalizacji przekroczenia zadanej wartości impedancji.

Sygnalizacja przekroczenia zadanej wartości impedancji jest często stosowana w układach automatyki zwłaszcza tam, gdzie daną wielkość fizyczną można zmienić bezpośrednio lub pośrednio na impedancję, zwłaszcza o przewadze rezystancyjnej i względnie dużych zmianach jej wartości. Wówczas sygnalizacja przekroczenia określonej wartości danej wielkości fizycznej sprowadza się do sygnalizacji przekroczenia zadanej wartości impedancji odpowiadającej określonej wartości danej wielkości fizycznej.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 87 877 układ sygnalizacji przekroczenia zadanej wartości impedancji zawiera transformator zasilający, diody prostownicze, połączony z transformatorem dzielnik napięcia zawierający kontrolowaną impedancję, połączony wejściem z dzielnikiem bezinercyjny przekaźnik tranzystorowy, sprzężony z członem inercyjnego dodatniego sprzężenia zwrotnego i połączony z wyjściem bezinercyjnego przekaźnika tranzystorowego poprzez filtr dolnoprzepustowy bipolarny tranzystor końcowy, w którego obwodzie elektrody wyjściowej znajduje się przekaźnik elektromechaniczny.

Bezinercyjny przekaźnik tranzystorowy zawiera diody, rezystory i dwa tranzystory bipolarne komplementarne połączone w układzie skompensowanego temperaturowo przerzutnika ze sprzężeniem emiterowym. Człon inercyjnego dodatniego sprzężenia zwrotnego stanowi drugi występujący w układzie dolnoprzepustowy filtr RC.

Zasilanie bezinercyjnego przekaźnika tranzystorowego stanowi filtrowane napięcie prostowane jednopołówkowo, a tranzystora końcowego napięcie nie filtrowane prostowane dwupołówkowo. Całość jest zasilana napięciem przemiennym z sieci poprzez transformator.

W znanym układzie sygnał przemiennonapięciowy podany z dzielnika zawierającego kontrolowaną impedancję na wejście bezinercyjnego przekaźnika tranzystorowego - dwustopniowego, dwustanowego, histerezowego członu wzmacniającego - po osiągnięciu amplitudy (obwiedni) równej lub większej niż próg załączania bezinercyjnego przekaźnika tranzystorowego, przetworzony zostaje dyskretnie przez bezinercyjny przekaźnik tranzystorowy na impulsy prostokątne o

155 459 częstotliwości sygnału przemień nonapięciowego, amplitudzie niezależnej od poziomu wysterowania i szerokości mniejszej od połowy okresu napięcia przemiennego i wynikającej z wartości histerezy bezinercyjnego przekaźnika tranzystorowego. Impulsy prostokątne przetworzone przez człon inercyjnego dodatniego sprzężenia zwrotnego z pewną zwłoką czasową obniżają próg załączania bezinercyjnego przekaźnika tranzystorowego tworząc w ten sposób wymaganą ze względów metrologicznych ściśle określoną i stabilną histerezę pomiarową układu sygnalizacji przekroczenia zadanej wartości impedancji.

Impulsy prostokątne jednocześnie wychodząc z wyjścia bezinercyjnego przekaźnika tranzystorowego wysterowują poprzez filtr dolnoprzepustowy tranzystor końcowy sterujący przekaźnik elektromechaniczny, którego zmiana stanu sygnalizuje przekroczenie zadanej wartości impedancji.

Przekaźnik elektromechaniczny sterowany tranzystorem końcowym zasilanym napięciem niefiltrowanym (pulsującym) również zasilany jest w czasie załączania napięciem pulsującym. Takie zasilanie wymaga szybkiego, głębokiego i stabilnego przełączania tranzystora końcowego i to niezależnie od szybkości zmian wartości obwiedni spadku napięcia przemiennego na kontrolowanej impedancji, gdyż w przeciwnym przypadku, to jest przy powolnym przełączaniu tranzystora końcowego, przekaźnik elektromechaniczny, czasowo, w trakcie przełączania tranzystora końcowego, nie otrzymywałby niezbędnych do poprawnych i stabilnych zmian jego stanu skutecznych napięć lub prądów przełączania to znaczy - napięcia lub prądu załączania równego lub większego od najniższej wartości napięcia lub prądu pulsującego podanego na cewkę przekaźnika elektromechanicznego, przy której ten przekaźnik załącza się i pozostaje załączony bez szkodliwych drgań jego zwory w takt pulsowania napięcia zasilającego lub - napięcia lub prądu wyłączania równego lub mniejszego od najwyższej wartości napięcia lub prądu pulsującego, obniżanego na cewce przekaźnika elektromechanicznego, przy której ten przekaźnik wyłącza się i pozostaje wyłączony, również bez szkodliwych drgań jego zwory. W przypadku powolnego przełączania tranzystora końcowego, przekaźnik elektromechaniczny otrzymywałby wartości napięć lub prądów spoza tych przedziałów i jego dwustanowa praca w tym czasie byłaby niestabilna i zakłócona wielokrotnym, zależnie od jego elektromechanicznej stałej czasowej i czasu trwania przełączania, w takt pulsowania napięcia zasilającego, zwieraniem i rozwieraniem jego styków wyjściowych, przez co następowałoby niedopuszczalne zakłócenie pracy obwodów zewnętrznych, pogorszenie warunków komutacji i obniżenie trwałości i niezawodności przekaźnika elektromechanicznego. Efekt zakłócenia pracy dwustanowej przy powolnym przełączaniu tranzystora końcowego nie występowałby przy zasilaniu go napięciem stałym (nie pulsującym) bo wtedy własna histereza przekaźnika elektromechanicznego w niektórych zastosowaniach byłaby wystarczająca do jego stabilnej niezakłóconej pracy dwustanowej, ale znany układ bez rozbudowania go i podrożenia nie ma takiej możliwości.

W znanym układzie szybkie i głębokie przełączanie tranzystora końcowego sterującego przekaźnik elektromechaniczny realizuje bezinercyjny przekaźnik tranzystorowy, którego bezinercyjność zapewnia szybkość przełączania, a histereza głębokość wysterowania poprzez niedopuszczenie do nie schodzenia szerokości, a tym samym i mocy, wychodzących z niego impulsów prostokątnych, poniżej wartości niezbędnej do pełnego wysterowania tranzystora końcowego, przy czym ponieważ szerokość impulsów prostokątnych jest zawsze mniejsza od połowy okresu sieci, to wysterowanie w pozostałej części okresu realizuje filtr dolnoprzepustowy łączący tranzystor końcowy z bezinercyjnym przekaźnikiem tranzystorowym.

Stabilną zmianę stanu zaś realizuje człon inercyjnego dodatniego sprzężenia zwrotnego poprzez utworzenie, niezbędnej, również ze względów metrologicznych, histerezy pomiarowej, to jest pewnej ściśle określonej strefy nieczułości układu w otoczeniu zadanej wartości sygnalizacji impedancji, w zakresie której przy zmianie wartości kontrolowanej impedancji mieszczącej się w tej strefie, tranzystor końcowy nie wychodzi z nasycenia lub odcięcia dla odpowiednich skutecznych napięć przełączania przekaźnika elektromechanicznego, a w konsekwencji przekaźnik elektromechaniczny w tej strefie nie zmienia stanu pracy.

Rozdzielenie w znanym układzie wewnętrznych funkcji roboczych układu na oddzielne człony powoduje znaczne jego rozbudowanie i wymusza znaczną ilość elementów. Sam bezinercyjny przekaźnik tranzystorowy do budowy wymaga co najmniej dwóch stopni wzmacniających. W sumie do budowy całego układu oprócz rezystorów i diod niezbędne są co najmniej trzy tranzystory bipolarne i co najmniej dwa filtry dolnoprzepustowe. Ponadto skutkiem złożoności i niedoskona155 459 łości kompensacji temperaturowej, polegającej na zewnętrznej kompensacji dodatkową diodą tranzystora z pierwszego stopnia w bezinercyjnym przekaźniku tranzystorowym, z powodu rozbieżności charakterystyk temperaturowych, znany układ wykazuje znaczny wpływ temperatury na wartości jego parametrów, przez co ograniczony jest zakres temperatury stosowania go. Również ze względu na ograniczone wzmocnienie prądowe bezinercyjnego przekaźnika tranzystorowego wynikające ze spadku wzmocnienia tranzystorów bipolarnych przy małych prądach i stąd względnie nie najwyższą impedancję wejściową, ograniczony jest zakres stosowania znanego układu do sygnalizacji względnie niewysokich wartości kontrolowanych impedancji.

Znany układ jest także mało odporny na zakłócenia co jest związane z dyskretnym - przekaźnikowym - wzmocnieniem sygnału z impedancji kontrolowanej i nie schodzeniem mocy wychodzących z bezinercyjnego przekaźnika tranzystorowego impulsów prostokątnych poniżej wartości niezbędnej do wysterowania tranzystora końcowego i zdolności, w związku z tym, każdego pojedyóczego impulsu, również zakłócającego, do zmiany stanu przekaźnika elektromechanicznego, zwłaszcza w przypadku koincydencji przemiennego na impedancji kontrolowanej, kiedy to nawet krótkotrwały impuls może załączyć bezinercyjny przekaźnik tranzystorowy nawet na prawie połowę okresu napięcia przemiennego.

Istota układu według wynalazku polega na tym, że z dzielnikiem zawierającym kontrolowaną impedancję połączony jest elektrodą wejściową tranzystor wejściowy -jednostopniowy analogowy człon wzmacniający - korzystnie unipolarny. Elektroda wyjściowa tranzystora wyjściowego połączona jest, poprzez filtr dolnoprzepustowy, z elektrodą wejściową tranzystora końcowego komplementarnego, korzystnie bipolarnego, którego elektroda odniesienia połączonajest z zasilaniem, a elektroda wyjściowa z przekaźnikiem elektromechanicznym i co najmniej jednym członem sprzęgającym podającym dodatnie sprzężenie zwrotne na elektrodę wejściową tranzystora wejściowego. Do elektrody odniesienia tranzystora wejściowego doprowadzane jest napięcie pomocnicze, ustalające poziom odcięcia tranzystora wejściowego, pobierane z generatora połączonego z transformatorem zasilającym, który zasila układ napięciem przemiennym prostowanym.

Korzystnym jest jeżeli elektroda wejściowa tranzystora wejściowego jest połączona z dzielnikiem zawierającym, kontrolowaną impedancję poprzez rezystor szeregowy lub diodę i filtr dolnoprzepustowy. Również korzystnym jest gdy generator utworzony jest z co najmniej dwóch szeregowo połączonych rezystorów i połączony jest poprzez co najmniej jedną diodę z tym samym uzwojeniem transformatora zasilającego, z którego zasilany jest dzielnik zawierający kontrolowaną impedancję.

Także korzystnym jest gdy człon dodatniego sprzężenia zwrotnego stanowi rezystor łączący elektrodę wejściową tranzystora wejściowego z elektrodą wyjściową tranzystora końcowego, poprzez dzielnik rezystancyjny lub bezpośrednio.

Korzystnym jest gdy z elektrodą wyjściową tranzystora końcowego jest połączona elektroda wejściowa tranzystora dodatkowego połączonego z lampką sygnalizacyjną i/lub cewką przekaźnika elektromechanicznego i/lub z członem sprzężenia zwrotnego połączonym z tranzystorem wejściowym.

Inny przykład rozwiązania układu według wynalazku polega na tym, że z dzielnikiem zawierającym kontrolowaną impedancję jest połączony elektrodą wejściową tranzystor wejściowy - jednostopniowy analogowy człon wzmacniający - korzystnie unipolarny. Elektroda wyjściowa tego tranzystora jest połączona z elektrodą wejściową tranzystora końcowego komplementarnego, korzystnie bipolarnego, sterującego przekaźnik elektromechaniczny z równolegle dołączonym kondensatorem i korzystnie co najmniej jeden człon sprzęgający, podający dodatnie sprzężenie zwrotne do tranzystora wejściowego. Zasilanie obu tranzystorów odbywa się z uzwojenia wtórnego transformatora zasilającego napięciem przemiennym korzystnie prostowanym jednopolówkowo diodą.

Korzystnym jest jeżeli elektroda wejściowa tranzystora wejściowego jest połączona z dzielnikiem zawierającym kontrolowaną impedancję poprzez rezystor szeregowy lub diodę i filtr dolnoprzepustowy.

Również korzystnym jest jeżeli z elektrodą wyjściową tranzystora końcowego jest połączona elektroda wejściowa tranzystora dodatkowego połączonego z lampką sygnalizacyjną i/lub z cewką przekaźnika elektromechanicznego i/lub z członem sprzężenia zwrotnego połączonym z tranzystorem wejściowym.

155 459

Zaletą układów według wynalazku jest uproszczenie układów, możliwość uzyskania bardzo dużej impedancji wejściowej poszerzającej zakres zastosowań układu, zwłaszcza w zastosowaniu do sygnalizacji poziomu cieczy o bardzo małej przewodności, duża odporność na zakłócenia oraz mniejszy wpływ temperatury na sygnalizowaną zadaną wartość impedancji kontrolowanej.

Wynalazek jest bliżej objaśniony na podstawie przykładowych układów przedstawionych na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat podstawowego układu, a fig. 2 schemat alternatywy tego układu.

W układzie przedstawionym na fig. 1 transformator zasilający Trjest połączony z dzielnikiem Zs, Rz zawierającym kontrolowaną impedancję Zs o przewadze rezystancyjnej. Dzielnik Zs, Rz połączony jest poprzez rezystor R1 z elektrodą wejściową G tranzystora wejściowego Tl unipolarnego. Elektroda wyjściowa D tranzystora Tl połączona jest z filtrem F zawierającym kondensator Cl, połączony z elektrodą wyjściową D tranzystora Tl i zasilaniem oraz zawierającym rezystor R2 połączony z elektrodą wyjściową D tranzystora Tl i elektrodą wejściową B tranzystora końcowego T2 komplementarnego bipolarnego i rezystor R3 połączony z elektrodami wejściową B i odniesienia E tranzystora końcowego T2. Tranzystor końcowy T2 elektrodą odniesienia E połączonyjest z zasilaniem, a elektrodą wyjściową C z przekaźnikiem elektromechanicznym P i członem sprzęgającym K zawierającym dzielnik rezystancyjny R8, R9 połączony z elektrodą wejściową G tranzystora Tl rezystorem R7.

Do elektrody odniesienia S tranzystora wejściowego Tl doprowadzone jest napięcie pomocnicze Up, ustalające poziom odcięcia tranzystora Tl, pobierane z generatora A zbudowanego z dzielnika zawierającego rezystory R4, R5, R6, połączonego ze wspólnym zasilaniem. Zasilanie całości zrealizowane jest ze wspólnego transformatora Tr napięciem przemiennym prostowanym dwupołówkowo diodami Dl, D2. Przekaźnik elektromechaniczny P zawiera dwie pary styków wyjściowych Pl i P2. Jedna para Pl steruje lampkę L sygnalizującą zmianę stanu przekaźnika. Stała czasowa filtru F i wzmocnienie układu w obwodzie objętym dodatnim sprzężeniem zwrotnym są tak dobrane, że gwarantują stabilną pracę dwustanową tego przekaźnika elektromechanicznego P przy dowolnym wysterowaniu tranzystora wejściowego Tl.

Inny układ przedstawiono na fig. 2, w którym uzwojenie wtórne transformatora zasilającego Tr jest połączone z dzielnikiem Rz, Zs zawierającym kontrolowaną impedancję Zs. Dzielnik Rz, Zs połączony jest poprzez rezystor szeregowy R1 z elektrodą wejściową G tranzystora wejściowego Tl unipolarnego. Elektroda wyjściowa D tranzystora wejściowego Tl połączona jest z elektrodą wejściową B tranzystora końcowego T2 komplementarnego bipolarnego i z rezystorem R3 połączonym również z elektrodą odniesienia E tranzystora końcowego T2. Elektroda odniesienia E tranzystora końcowego T2 połączona jest również z zasilaniem.

Elektroda wyjściowa C tranzystora końcowego T2 połączona jest z przekaźnikiem elektromechanicznym P z drugiej strony połączonym z zasilaniem. Równolegle do przekaźnika elektromechanicznego P połączony jest kondensator Cp. Elektroda odniesienia S tranzystora wejściowego Tl połączona jest z wytwarzającym napięcie pomocnicze Up generatorem A mającym postać dzielnika zawierającego rezystory R4, R5, R6, połączonego poprzez diodę Dl z tym samym uzwojeniem transformatora Tr co dzielnik Rz, Zs zawierający kontrolowaną impedancję Zs. Lampka L połączona jest z zasilaniem poprzez styki Pl przekaźnika elektromechanicznego P. Styki wyjściowe P2 przekaźnika elektromechanicznego P połączone są z zaciskami wyjściowymi. Zasilanie całości odbywa się z uzwojenia wtórnego transformatora Tr napięciem przemiennym prostowanym jednopołówkowo diodą Dl.

W układzie według wynalazku przedstawionym na fig. 1 działanie przebiegu w sposób podany poniżej.

Układ jest zasilany z sieci napięcia przemiennego przez transformator Tr. Napięcie przemienne z uzwojeń wtórnych transformatora Tr bezpośrednio zasila dzielnik Rz, Zs i obwód lampki L sterowanej stykami Pl przekaźnika elektromechanicznego P. Pozostała część układu zasilana jest napięciem pulsującym (nie filtrowanym) uzyskiwanym przez prostowanie dwupołówkowe diodami Dl i D2 napięć przemiennych również pobieranych z uzwojeń wtórnych transformatora Tr. Napięcie pomocnicze Up, pulsujące, przyłożone do elektrody odniesienia S tranzystora wejściowego Tl unipolarnego, zwiększa poziom odcięcia tego tranzystora w przybliżeniu współfazowo z

155 459 dodatnią połówką przebiegu spadku napięcia przemiennego Es na impedancji Zs, podnosi zatem i przesuwa do potencjałów dodatnich wartość napięcia sterującego Eg, przy którym tranzystor Tl wchodzi w stan aktywny. Z chwilą gdy wartości dodatnich amplitud (obwiedni dodatniej) napięcia sterującego Eg, pochodzącego od spadku napięcia przemiennego Es na impedancji Zs, przyłożonego na elektrodę wejściową G tranzystora wejściowego Tl, narastając od małych wartości, osiągną poziom co najmniej minimalnie większy od poziomu odcięcia tego tranzystora, nastąpi liczące się wejście tranzystora Tl w stan aktywny. Wzmocniona zostaje analogowo ta część napięcia z napięcia sterującego Eg pochodzącego ze spadku napięcia przemiennego Es na impedancji Zs, która przekracza poziom odcięcia tranzystora Tl. Ta wzmocniona analogowo część napięcia sterującego Eg — jako sygnał w postaci pulsu prądu Id w obwodzie elektrody wyjściowej D tranzystora wejściowego Tl, po osiągnięciu odpowiedniej wartości, wysterowuje, poprzez filtr dolnoprzepustowy F, tranzystor końcowy T2 w wyniku czego, tranzystor T2 zaczyna wychodzić ze stanu odcięcia.

Na przekaźniku P i członie sprzęgającym K zaczyna narastać puls napięcia wynikający z wysterowania i zasilania tranzystora końcowego T2. Część tego napięcia poprzez człon K sumuje się z napięciem sterującym Eg i zwiększa wysterowanie tranzystora wejściowego Tl. Rozpoczyna się działanie dodatniego sprzężenia zwrotnego, dodatkowo zwiększanego w pierwszej fazie indukcyjnością przekaźnika elektromechanicznego P, doprowadzające do szybkiego przejścia tranzystora końcowego T2 ze stanu odcięcia do stanu nasycenia dla skutecznego napięcia załączającego przekaźnik elektromechaniczny P i załączenie przekaźnika elektromechanicznego P. Po zaniknięciu pulsu prądu Id w pozostałej części okresu napięcia przemiennego tranzystor końcowy T2 wysterowywanyjest przez filtr F, skutkiem czego na elektrodę wejściową G tranzystora Tl poprzez człon sprzęgający K wchodzi ciągle dodatkowe wysterowanie z tranzystora T2, przez co tranzystor Tl występuje w stanie aktywnym również przy niższych wartościach amplitud spadku napięcia przemiennego Es na impedancji kontrolowanej Zs. Tworzy to wymaganą histerezę pomiarową.

Szybkość przełączania tranzystora końcowego T2 zależy od szybkości ładowania kondensatora Cl czyli od stałej czasowej filtru F w chwili występowania tranzystora Tl w stanie aktywnym i wzmocnienia w układzie objętym dodatnim sprzężeniem zwrotnym, które są tak dobrane, aby załączanie tranzystora końcowego T2, dla skutecznego napięcia załączania przekaźnika P, nastąpiło z szybkością gwarantującą stabilne niezakłócone załączenie przekaźnika P. Obniżenie wartości impedancji Zs, a tym samym i spadku napięcia Es na impedancji Zs, poniżej wartości przy której tranzystor końcowy T2 zacznie wychodzić ze stanu nasycenia, wywołując proces analogiczny jak przy załączaniu ale odwrotny i z odwrotnym skutkiem. Nastąpi wyłączenie tranzystora T2 i przekaźnika P. Szybkość wyuczania tranzystora T2 zależy od szybkości rozładowania kondensatora Cl czyli od stałej czasowej filtru F w chwilach nie występowania w stanie aktywnym tranzystora Tl i wzmocnienia w układzie objętym dodatnim sprzężeniem zwrotnym, które są tak dobrane aby wyłączenie tranzystora końcowego T2 dla skutecznego napięcia wyłączania przekaźnika P nastąpiło z szybkością gwarantującą stabilne niezakłócone wyłączenie przekaźnika P.

Wzmocnienie prądowe tranzystora T2 i rezystor R3 są tak dobrane, aby podczas procesu załączania lub wyłączania - zmiany stanu - przekaźnika elektromechanicznego P, prąd Id w obwodzie elektrody wyjściowej d tranzystora wejściowego Tl unipolarnego osiągał wartość bliską lub równą wartości, przy której w tranzystorze Tl zachodzi wewnętrzna kompensacja temperaturowa tego prądu, minimalizująca w ten sposób wpływ temperatury na parametry układu. Tranzystor wejściowy Tl unipolarny posiada wysoką impedancję wejściową przez co impedancja wejściowa całego układu jest wysoka. Rezystor Rl, poprzez który dzielnik Zs, Rz jest połączony z elektrodą wejściową G tranzystora wejściowego Tl unipolarnego ma tak dobraną wartość, że w połączeniu z pojemnością wejściową tranzystora wejściowego Tl tworzy filtr dolnoprzepustowy i chroni tranzystor wejściowy Tl przed zniszczeniem krótkimi impulsami zakłócającymi oraz chroni przed zniszczeniem spadkiem napięcia przemiennego Es na impedancji kontrolowanej Zs, zwłaszcza w chwilach, gdy tranzystor wejściowy Tl nie znajduje się w stanie aktywnym.

Analogowe wzmocnienie sygnału, w przypadku wystąpienia impulsów zakłócających ogranicza czas trwania prądu Id do czasu mniejszego lub równego czasowi trwania tych impulsów przez co odporność układu na zakłócenia jest wysoka. Zasilanie generatora A napięcia pomocniczego Up między innymi poprzez diodę Dl z tego samego uzwojenia transformatora Tr co zasilanie dzielnika

155 459

Rz, Zs zapewnia współbieżność tych napięć zasilających, które są istotne i min ' rnalizuje wpływ zmian napięcia sieci na wartość sygnalizowanej impedancji.

Układ według wynalazku przedstawiony na fig. 2 działa w sposób opisany poniżej.

Układ jest zasilany z sieci napięcia przemiennego poprzez transformator T Napięcie przemienne z uzwojenia wtórnego transformatora Tr bezpośrednio zasila dzielmi; Rz, Zs i obwód lampki L sterowanej stykami Pl przekaźnika P. Pozostała część układu zasila na jest napięciem pulsującym (nie filtrowanym) uzyskiwanym przez prostowanie jednopołówkow e diodą Dl napięcia przemiennego również pobieranego z tego samego uzwojenia wtórnego ti ansformatora Tr. Napięcie pomocnicze Up, pulsujące, przyłożone do elektrody odniesienia S tranz ystora wejściówgo ll unipolarnego, zwiększa poziom odcięcia tego tranzystora w przybliżeniu współfazowo z dodatnią połówką przebiegu spadku napięcia przemiennego Es na impedancji kontrol owanej Zs; podnosi w ten sposób i przesuwa do potencjałów dodatnich wartość napięcia ster i jącego Eg, przy którym tranzystor wejściowy Tl wchodzi w stan aktywny. Z chwilą gdy wartość amplitud dodatnich połówek (dodatniej obwiedni) napięcia sterującego Eg, pochodzącego oć spadku napięcia przemiennego Es na impedancji kontrolowanej Zs, przyłożonego na elektrodę we j ściową G tranzystora wejściowego Tl, narastając od małych wartości, osiągną poziom co najmniej minimalnie większy od poziomu odcięcia tego tranzystora, nastąpi liczące się wejście tranzy i rora wejściowego Tl w stan aktywny. Wzmocniona zostaje analogowo ta część napięcia z napięci-a sterującego Eq pochodzącego ze spadku napięcia przemiennego Es na impedancji kontrolowanej Zs, która przekracza poziom odcięcia tranzystora wejściowego Tl. Ta wzmocniona analogowo część napięcia sterującego Eg - jako sygnał w postaci pulsu prądu Id w obwodzie elektrody wyjściowej D tranzystora wejściowego Tl - po osiągnięciu odpowiedniej wartości, wysterowuj v tranzystor końcowy T2, w wyniku czego tranzystor końcowy T2 wychodzi ze stanu odcięcia. Na przekaźniku elektromechanicznym P i kondensatorze Cp oraz członie sprzęgającym K zaczyna narastać puls napięcia wynikający z wysterowania i zasilania tranzystora końcowego T2. Część 'ego napięcia poprzez człon sprzęgający K sumuje się z napięciem sterującym Eg i zwiększa wysterowanie tranzystora wejściowego Tl. Rozpoczyna się działanie dodatniego sprzężenia zwrotnego doprowadzające do wystąpienia na przekaźniku elektromechanicznym P skutecznego napięcia załączającego ten przekaźnik. Przekaźnik elektromechaniczny P zostaje załączony.

Po zaniknięciu pulsu prądu Id i wysterowania tranzystora końcowego T2, przekaźnik elektromechaniczny P i człon sprzęgający K wysterowywane są przez kondensator Cp. Skutkiem wysterowania członu sprzęgającego K przez kondensator Cp na elektrodę wejściową G tranzystora wejściowego Tl wchodzi ciągle dodatkowe wysterowanie, przez co tranzystor wejściowy Tl występuje w stanie aktywnym również przy niższych wartościach spadku napięcia przemiennego Es na impedancji kontrolowanej Zs. Tworzy to histerezę pomiarową, której określona wymagana wartość ustalona jest wartością wzmocnienia w obwodzie objętym dodatnim sprzężeniem zwrotnym. Pojemność kondensatora Cp jest tak dobrana względem okresu napięcia sieci i elektromechanicznej stałej czasowej przekaźnika elektromechanicznego P, aby własna histereza przekaźnika elektromechanicznego P gwarantowała jego stabilne niezakłócone załączanie. Obniżenie wartości impedancji kontrolowanej Zs, a tym samym i spadku napięcia Es na impedancji kontrolowanej Zs poniżej wartości, przy której tranzystor wejściowy Tl przestaje wchodzić w stan aktywny wywołuje proces analogiczny jak przy załączaniu ale odwrotny i z odwrotnym skutkiem. Nastąpi wyłączenie przekaźnika elektromechanicznego P.

Wzmocnienie prądowe tranzystora końcowego T2 i rezystor R3 są tak dobrane aby podczas procesu załączania lub wyłączania przekaźnika elektromechanicznego P prąd Id w obwodzie elektrody wyjściowej D tranzystora wejściowego Tl unipolarnego osiągał wartość możliwie bliską lub równą wartości, przy której w tranzystorze wejściowym Tl zachodzi wewnętrzna kompensacja temperaturowa tego prądu minimalizująca w ten sposób wpływ temperatury na parametry układu. Tranzystor wejściowy Tl unipolarny posiada wysoką impedancję wejściową, przez co impedancja wejściowa całego układu również jest wysoka. Rezystor Rl, poprzez który dzielnik Rz, Zs jest połączony z elektrodą wejściową G tranzystora wejściowego Tl jest wysokoomowy i chroni tranzystor wejściowy Tl przed zniszczeniem przez impulsy zakłócające i spadek napięcia Es.

155 459

Analogowe wzmocnienie sygnału, w przypadku impulsów zakłócających ogranicza czas trwania prądu Id i prądu w obwodzie elektrody wyjściowej C tranzystora końcowego T2 do czasu mniejszego lub równego czasowi trwania tych impulsów, przez co odporność układu na zakłócenia jest wysoka.

Zasilanie generatora A napięcia pomocniczego Up poprzez diodę Dl z tego samego uzwojenia transformatora Tr co zasilanie dzielnika Rz, Zs zawierającego kontrolowaną impedancję Zs zapewnia współbieżność istotnych dla pomiaru napięć i minimalizuje wpływ zmian napięcia sieci na wartość kontrolowanej impedancji Zs.

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ sygnalizacji przekroczenia zadanej wartości impedancji zawierający transformator zasilający, diody prostownicze, tranzystory, połączony z transformatorem zasilającym dzielnik zawierający kontrolowaną impedancję, przekaźnik elektromechaniczny, którego zmiana stanu sygnalizuje przekroczenie zadanej wartości kontrolowanej impedancji, filtr dolnoprzepustowy, znamienny tym, że z dzielnikiem (Rz, Zs) zawierającym kontrolowaną impedancję (Zs) połączony jest elektrodą wejściową (G) tranzystor wejściowy (Tl), korzystnie unipolarny, którego elektroda wyjściowa (D) połączona jest, poprzez filtr dolnoprzepustowy (F), z elektrodą wejściową (B) tranzystora końcowego (T2) komplementarnego korzystnie bipolarnego, którego elektroda odniesienia (E) połączona jest z zasilaniem, a elektroda wyjściowa (C) z przekaźnikiem elektromechanicznym (P) i co najmniej jednym członem sprzęgającym (K) podającym dodatnie sprzężenie zwrotne na elektrodę wejściową (G) tranzystora wejściowego (Tl), natomiast do elektrody odniesienia (S) tranzystora wejściowego (Tl) doprowadzane jest napięcie pomocnicze (Up), ustalające poziom odcięcia tranzystora wejściowego (Tl), pobierane z generatora (A) połączonego z transformatorem zasilającym (Tr), który zasila układ napięciem przemiennym prostowanym.
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że elektroda wejściowa (G) tranzystora wejściowego (Tl) jest połączona z dzielnikiem (Rz, Zs) zawierającym kontrolowaną impedancję (Zs) poprzez rezystor szeregowy (Rl) lub diodę i filtr dolnoprzespustowy.
3. 3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że generator (A) utworzony jest z co najmniej dwóch szeregowo połączonych rezystorów (R4, R6) i połączonyjest poprzez co najmniej jedną diodę (Dl) z tym samym uzwojeniem transformatora zasilającego (Tr), z którego zasilany jest dzielnik (Rz, Zs) zawierający kontrolowaną impedancję (Zs).
4. 4. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że człon sprzęgający (K) stanowi rezystor (R7) łączący elektrodę wejściową (G) tranzystora wejściowego (Tl) z elektrodą wyjściową (C) tranzystora końcowego (T2) poprzez dzielnik rezystancyjny (R8, R9) lub bezpośrednio.
5. 5. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że z elektrodą wyjściową (C) tranzystora końcowego (T2) jest połączona elektroda wejściowa tranzystora dodatkowego połączonego z lampką sygnalizacyjną i/lub cewką przekaźnika elektromechanicznego (P) i/lub z członem sprzężenia zwrotnego połączonym z tranzystorem wejściowym (Tl).
6. 6. Układ sygnalizacji przekroczenia zadanej wartości impedancji zawierający transformator zasilający, diody prostownicze, tranzystory, połączony z transformatorem zasilającym dzielnik zawierający kontrolowaną impedancję, przekaźnik elektromechaniczny, którego zmiana stanu sygnalizuje przekroczenie zadanej wartości kontrolowanej impedancji, znamienny tym, że z dzielnikiem (Rz, Zs) zawierającym kontrolowaną impedancję (Zs) połączony jest elektrodą wejściową (G) tranzystor wejściowy (Tl), korzystnie unipolarny, którego elektroda wyjściowa (D) połączona jest z elektrodą wejściową (B) tranzystora końcowego (T2) komplementarnego, korzystnie bipolarnego, sterującego przekaźnik elektromechaniczny (P) z równolegle dołączonym kondensatorem (Cp) i korzystnie co najmniej jeden człon sprzęgający (K), podający dodatnie sprzężenie zwrotne do tranzystora wejściowego (Tl), przy czym zasilanie tranzystora wejściowego (Tl) i tranzystora końcowego (T2) odbywa się z uwzojenia wtórnego transformatora zasilającego (Tr) napięciem przemiennym, korzystnie prostowanym jednopołówkowo diodą (Dl).

   155 459
7. 7. Układ według zastrz. 6, znamienny tym, że elektroda wejściowa (G) tranzystora wejściowego (Tl) jest połączona z dzielnikiem (Rz, Zs) zawierającym kontrolowaną impedancję (Zs) poprzez rezystor szeregowy (Rl) lub diodę i filtr dolnoprzepustowy.
8. 8. Układ według zastrz. 6, znamienny tym, że z elektrodą wyjściową (C) tranzystora końcowego (T2) jest połączona elektroda wejściowa tranzystora dodatkowego połączonego z lampką sygnalizacyjną i/lub cewką przekaźnika elektromechanicznego (P) i/lub z członem sprzężenia zwrotnego połączonym z tranzystorem wejściowym (Tl).