RU1791785C - Пороговое устройство позиционного контрол терморезисторов - Google Patents

Description

STO M не в ыз;ывает изменение состо ни  устройства . Изменение сопротивлени  под действием температуры объекта не будет обнаружено, что снижает надежность устройства и может привести к аварии или несчастным случа м.

Наиболее близким  вл етс  пороговое устройство позиционного контрол  термо- .сопротивлени , не имеющее указанного недостатка и сбдё ржащее резистор уставки, два опорнМ ез йстора, имеющих общую точку, линир бййзи, блок сравнени  посто нных напр жений, два фильтра посто нного тока, входы которых соединены с выводами опорных резисторов, а выходы - с входами блока сравнени  посто нных напр жений , параллельно каждому из опорных резисторов, обща  точка которых соединена с общей шиной устройства, подключены по два последовательно соединенных диода, средн   точка одной пары диодов соединена с одним из зажимов источника переменного тока, средн   точка другой пары - с одним из проводов соединительной линии и через последовательно соединенные резистор уставки и диод подключена к другому проводу соединительной линии и другому зажиму источника переменного тока, причем последовательно с измер емым термосопротивлением, подключенным к другому концу соединительной линии, включен диод 3.

Известно пороговое устройство позиционного контрол  имеет ограниченные функционал ьные возможности. В частности, оно не- работоспособно при изменении пол рности линии св зи, что увеличивает затраты времени на монтаж и наладку, так как в шахтах, опасных по газу и пыли, термосопротивление устанавливаетс  в узлах и детал х машин, расположенных в забое, подготовительных выработках, а электронный блок - в распределительных пунктах, р а спо71Ь жённых васТ1 еЦиал;ьНШ камер ах.

Св зь между распредпунктами и всеми датчиками осуществл етс  мнбгбШл ьным контрольным кабелем. Поэтому подключение термодатчика с соблюдением пол рности в шахтных услови  прёдета вл ет и Чггвые трудности / , . ...

Кроме того, известное пороговое устройство позйцйо нйоТо контро/г  тёрмбсоп- ротивл ений не обеспечивает технику безопасности при работ е с тёрМбс опротив- лени мй с отрицательнымi температурным коэффициентом, у которых d увеличением температуры уменьшаетс  сопротивление терморезистора (полупроводниковые термосопротивлени ).

Цель изобретени  - повышение надежности эксплуатации и безопасности при работе с тёрморезисторами с отрицательными температурными коэффициентами.

Дл  достижени  цели в пороговое устройство позиционного контрол  терморезисторов , содержащее последовательно соединенные терморезистор и диод, подключенные другими выводами к линии св 0 зи, резистор установки, подсоединенный одним выводом к проводу линии св зи и к выводу источника переменного тока, последовательно включенные другой диод и опорный резистор, а также три фильтра

5 посто нного тока, источник посто нного тока с плюсовым выводом, соединенный другим выводом с общей шиной, последовательно св занные источник опорного напр жени  и блок сравнени  посто н0 ных напр жений, выход которого через третий фильтр посто нного тока и операционный усилитель подключен к входу выходного каскада, введены блок вычитани , выпр митель и формирователь парафазных

5 импульсов, один вход которого соединен с другим проводом линии св зи, а другой вход - с другим выводом источника переменного тока, к которому также, подсоединен другой вывод резистора установки, параллельно

0 терморезистору и диоду включены другой диод и опорный резистор, выходы формировател  парафазных импульсов соединены с входами блока вычитани , выход которого через: выпр митель св зан с другим входом

5 блока сравнени  посто нных напр жений, при этом первый и второй фильтры посто нного тока включены между выходами формировател  парафазных импульсов и плюсовым выводом источника посто нного

0 тока.:. - . ...

Кроме того, формирователь парафазных импульсов выполнен из двух транзисторных оптрбнов, у которых светодиоды во входной цепи включены встречно-парал5 лельно, а транзисторы соединены параллельно друг другу, их эмиттеры подсоединены к общей шине, а коллекторы через соответствующие резисторы св заны с плюсовым вы водом источника посто нно0 гО тока, при этом между электродами свето- д йодов в к л юч е н п от е н ц и о м ет р, с р ед н и и вы вбд которого подсоединен к входу, а обща  точка соединени  электродов светоди5 одов - к другому входу формировател  парафазных импульсов.

На фиг.1 приведена принципиальна  схема устройства; на фиг.2 и 3 - принципиальные схемы порогового устройства позиционного контрол  термосопротивлений при питании терморезистора напр жением

разной пол рности; на фиг.4 - принципиальна  схема формировател  парафазных импульсов,- на фиг.5 - эпюры его входного и выходных импульсов.

Пороговое устройство позиционного контрол  термосопротивлений содержит последовательную цепочку из измер емого терморезистора 1 и диода 2 (фиг, .подключенную к концу линии св зи с первым проводом 3-3 и вторым проводом 4-4, резистор уставки 5, соединенный одним выводом с первым проводом 3-3 линии св зи и первым выводом б источника переменного тока, последовательно включенные второй диод 7 и опорный резистор 8, первый 9, второй 10 и третий 11 фильтры посто нного тока, блок сравнени  посто нных напр жений 12, к первому входу которого подключен источник опорного напр жени  13, а выход через третий фильтр посто нного тока 11 и операционный усилитель 14 подключен к входу выходного каскада 15, блок вычитани  16, выпр митель 17 и формирователь парафазных импульсов 18, первый вход 19 которого соединен с вторым проводом 4-4 линии св зи, а другой его вход 20 соединён с вторым выводом 21 источника переменного тока, к которому подключен также второй вывод резистора уставки 5, а параллельно последовательной цепочке из диода 2 и тер- морезистора 1 подключена аналогична  цепочка из опорного резистора 8 и второго диода 7, при этом первый выход 22 формировател  парафазных импульсов 18 соединен с первым входом 23 блока вычитани  16, а второй егр выход 24 - с вторым входом 25 блока вычитани  16, выход которого через выпр митель 17 соединен с вторым входом блока сравнени  посто нных напр жений 120 причем первый 9 и второй 10 фильтры посто нного тока включены между выходами 22 и 24 формировател  парафазных импульсов 18 и плюсовым выводом источника посто нного тока 26.

Кроме ;того, формирователь парафаз- ных импульсов 18 (фиг.4) содержит потенциометр 27, два транзисторных оптрона со встречно и параллельно включенными во входной его цепи светодиодами 28, 29 и транзисторами 30, 31, включенными парал- лельно друг другу и в выходной цепи по схеме с общим эмиттером, при этом потенциометр 27 включен между электродами светодиодов 28, 29, его средний вывод образует первый вход 20, а обща  точка сое- динени  электродов 28, 29 - второй вход 19 формировател  парафазных импульсов.

Работа устройства осуществл етс  сле- дующим образом.

1) Контроль температуры термосопротивлением с положительным температурным коэффициентом (фиг.2).

В исходном состо нии при отсутствии перегрева контролируемого узла машины сопротивление терморезистора 1 мало, От положительной полуволны напр жени  источника переменного тока (выводы 21, 6) через входную цепь (выводы 19, 20) формировател  парафазных импульсов 18 и последовательную цепочку из диода 2 и терморезистора 1 протекает ток. Формирователь парафазных импульсов 18 выполнен с линейной статической характеристикой, поэтому на его выходе 22 напр жение изменитс  в соответствии с величиной тока, протекающего через его вход от положительной полуволны напр жени  источника переменного тока (21,6). В то же врем  напр жение на выходе 24 формировател  18 остаетс  неизменным, так как дл  отрицательной полуволны напр жени  источника переменного тока (21,6) цепь отсутствует . Импульсы тока через транзисторы 30 и 31 оптронов формировател  парафаз-1 ных импульсов 18 сдвинуты по фазе друг относительно друга на 180°. Напр жени  с выходов 22, 24 формировател  парафазных импульсов 18 через фильтры посто нного тока 8 и ТО поступают на первый 23 и второй 25 входы блока вычитани  1 б, Так как напр жение , на выходе блока схемы вычитани  по вл етс  сигнал, равный U24-U22 положительной пол рности, который через выпр митель 17 поступает на вход блока сравнени  12 посто нных напр жений. Резистором уставки 5 разность U24-U22 в исходном состо нии устанавливаетс  больше Uon, подаваемого на первый вход блока сравнени  12 от источника 13, что вызывает по вление положительного напр жени  на его выходе, которое через третий фильтр посто нного тока 11 поступает на дополнительный операционный усилитель 14, который своим выходным сигналом включает выходной каскад 15(1)22, U24, Don-соответствующие напр жени ).

В этом режиме обрыв линии св зи или ее короткое замыкание, а также внезапное отключение питающего напр жени , подаваемого на пороговое устройство (перегора- ние предохранител , нарушение в питающей линии), вызывает отключение выходного каскада 15, что исключает возникновение аварийной ситуации - перегрев контролируемого узла машины, так как она вследствие отключени  выходного каскада 15 будет остановлена: при обрыве линии св зи (3-3, 4-4) на выходах 22 и 24 по вл ютс  напр жени  одинаковой величины и

равные напр жению источника питани  26 (режим отсечки транзисторов 30 и 31), при коротком замыкании линии св зи (3-3;, 4-41} на выходах 22 и 24 по вл ютс  напр - жени  малой величины и также равные меж- ду собой (режим насыщени  транзисторов 30 и 31).

В результате на выходе блока вычита; ни  16 сигнал равен нулю, что приводит к по влению отрицательного напр жени  на выходе блока сравнени  12 и, вследствие этого, к выключению выходного каскада 15 и к остановке м.эшины до устранени  повреждений в линий св зи.

При повышении температуры контроли- руемогоузла машины значение сопротивлени  1 увеличиваетс  и при достижении заданной температуры ТКр разность напр жени  U24-U22 становитс  равной U0n, что также приводит к отключению выходного каскада 15. При этом до самого момента отключени  устройства осуществл етс  контроль исправности линии св зи.(3-3 , 4-41), так как л юбое ее повреждение вызовет отключение машины,, контроль температу- ры узла которой осуществл ет термодатчик.

2) Работа устройства при изменении пол рности диода 2 (фиг.3).

При изменении пол рности диода 2 напр жение U24 становитс  в исходном состо-  нии меньше напр жени  1)22, вследствие чего на выходе блока вычитани  16 по вл етс  разность напр жений U24-U22 отрицательнойпол рности , котора  выпр мителем преобразуетс  в напр же- ние положительной пол рности и затем подаетс  на первый вход блока схемы сравнени  12. Дальнейша  работа всего устройства аналогична описанному в предыдущем пункте.

3) Работа устройства с термосопротивлени ми с отрицательным температурным коэффициентом (фиг.1).

В этом режиме последовательна  цепочка из терморезистора 1 и диода 2 шунти- руетс  последовательной цепочкой из опорного резистора 8 и диода 7 и эти две цепочки выполн ютс  в виде единого разборного блока, устанавливаемого в контролируемом узле машины. В исходном состо  нии .

В результате на выходах 22, 24 формировател  парафазных импульсов 18 действуют напр жени  Ш-ги U22, причем . На выходе блока вычитани  16 по вл етс  разностное напр жение положительной пол рности U24-U22, величина которого больше Don, действующего на втором входе блока сравнени  посто нных напр жений 12. При этом на выходе блока сравнени 

посто нных напр жений 12 формируетс  напр жение положительной пол рности, которое через фильтр посто нного тока 11 и операционный усилитель 14 включает выходной каскад 15.

Обрыв линии св зи (3-3, 4-4) в этом режиме вызывает увеличение напр жений сигналов U22 и U24 до величины источника питани  26, причем 1)22 U24, что вызывает отключение выходного каскада 15.

Короткое замыкание линии св зи (З-З1, 4-4) вызывает уменьшение сигналов U22. U24 до минимальных и равных по величине значений, т.е. и при коротком замыкании линии св зи (3-3 , 4-4 ) сигнал на выходе блока вычитани  16 равен нулю, что приводит к отключению выходного каскада 15.

При увеличении температуры контролируемого узла машины сопротивление терморезистора 1.снижаетс  и при достижении заданной критической температуры Ткр становитс  равным сопротивлению опорного резистора 8. В результате на выходах 22 и 24 формировател  парафазных импульсов 8 значени  напр жений как от положительной , так и от отрицательной полуволны напр жени  источника переменного тока (21,6) равны по величине, и на выходе блока вычитани  16 сигнал равен нулю, т.е. выходной каскад 15 отключаетс  и вызывает отключение машины, у которой контролируемый узел находитс  на границе режима недопустимого перегрева.

При одновременном изменении пол рности диодов 2 и 7 (изменение пол рности датчика) устройство работоспособно и выполн ет все свои функции, В данном режиме в исходном состо нии 1)22 U24 и на выходе блока вычитани  16 по вл етс  сигнал , равный 1)24 - U22 отрицательной пол рности , который выпр мителем 17 преобразуетс  в сигнал положительной пол рности . Этот сигнал подаетс  на первый вход блока сравнени  посто нных напр жений 12 и включает выходной каскад 15. В остальном работа устройства в данном режиме аналогична работе устройства в предыдущем режиме .

Формирователь парафазных импульсов 18 (фиг.4) выполнен на двух транзисторных оптронах. На вход 19-20 подаетс  напр жение переменного тока, в результате чего на выходах 22, 24 по вл етс  Последовательность парафазных импульсов (см. фиг.5). Особенностью данного формировател  парафазных импульсов  вл етс  линейность статической характеристики в широком диапазоне входных токов (0,5-5 ма). Однако крутизна статической характеристики у каждого образца транзисторного оптрона различна .

Включение потенциометра 27 между электродами светодиодов 28, 29 позвол ет осуществл ть балансировку формировател  парафазных импульсов по амплитуде выходных импульсов, что обеспечивает идентичность статической характеристики формировател  как дл  положительной, так и дл  отрицательной полуволн переменного напр жени  на входах 19, 20.

Таким образом, устройство позвол ет осуществл ть контроль термосопротивлений как с положительным так и с отрицательным температурным коэффициентом при любой пол рности на проводах линии св зи между термосопротивлением и электронным блоком, а также обеспечить безопасностьпри работе с термосопротивлени ми с отрицательным температурным коэффициентом.

Claims (1)

1. Пороговое устройство позиционного контрол  терморезисторов, содеожащее последовательно соединенные терморези- стор и диод, подключенные другими выводами к линии св зи, резистор установки, подсоединенный одним выводом к проводу линии св зи и к выводу источника переменного тока, последовательно включенные другой диод и опорный резистор, а также три фильтра посто нного тока, источник посто нного тока с плюсовым выводом, соединенный другим выводом с общей шиной, последовательно св занные источник опор- ного напр жени  и блок сравнени  посто нных напр жений, выход которого через третий фильтр посто нного тока и операционный усилитель подключен к входу выход

ного каскада, отличающеес  тем, что. с целью повышени  надежности в эксплуатации и безопасности при работе с терморе- зисторами с отрицательными температурными коэффициентами, в него введены блок вычитани , выпр митель и формирователь парафазных импульсов, один вход которого соединен с другим проводом линии св зи, а другой вход - с другим выводом источника переменного тока, к которому также подсоединен другой вывод резистора установки, параллельно терморезистору и диоду включены другой Диод и опорный резистор, выходы формировател  парафазных импульсов соединен с входами блока вычитани , выход которого через выпр митель св зан с другим входом блока сравнени  посто нных напр жений, при этом первый и второй фильтры посто нного тока включены между выходами формировател  парафазных импульсов и плюсовым выводом источника посто нного тока.. 2 . Устройство по п. 1, отличающёе- с   тем, что формирователь парафазных импульсов выполнен из двух транзисторных оптронов, у которых свётодйодй во входной цепи включены встречно параллельно, а транзисторы соединены параллельно друг другу, их эмиттеры подсоединены к общей шине, а коллекторы через соответствующие резисторы св заны с плюсовым выводом источника посто нного тока, при этом между электродами светодиодов включен потенциометр , средний вывод которого подсоединен к входу, а обща  точка соединени  электродов светодиодов - к другому входу формировател  парафазных импульсов.

cfe.

5fe

wv/ww