RU2051473C1

RU2051473C1 - Electric iron no-moving warning device

Info

Publication number: RU2051473C1
Application number: RU92007485A
Authority: RU
Inventors: Б.С. Абезгауз; Б.М. Рафалькес
Original assignee: Производственный кооператив "Элав"
Priority date: 1992-11-24
Filing date: 1992-11-24
Publication date: 1995-12-27

Abstract

FIELD: domestic appliances. SUBSTANCE: device has sensing signal converter connected to time-setting unit, comparator, audio-frequency oscillator connected to audio alarm, heating element switching-off unit, connected to heating element, and power supply; newly introduced in device are movement and position detector, second comparator, reference-voltage source, OR gate, and gating signal generator connected to audio-frequency oscillator, as well as elements interconnecting newly introduced units and connecting them to old units. EFFECT: improved accuracy of shaping time periods of no-movement state of electric iron permitted for it; improved effectiveness of audio signal affording better fire safety and performance of electric iron. 3 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам обеспечения пожаробезопасности подвижных устройств с нагревательными элементами и может использоваться в электроутюгах для формирования прерывистого звукового предупредительного сигнала и сигнала отключения нагревательного элемента от сети питания через заданной допустимое время неподвижного горизонтального или вертикального положения электроутюга. The invention relates to electrical engineering, in particular to fire safety systems for mobile devices with heating elements and can be used in electric irons to generate an intermittent audible warning signal and a signal to disconnect the heating element from the power supply after a predetermined allowable time of a stationary horizontal or vertical position of the electric iron.

Известно устройство сигнализации, используемое для электроутюга, содержащее сенсор положения, таймер, управляющий устройством переключения. Сенсор представляет собой инерционный переключатель, имеющий три электрода, два из которых замыкаются ртутным шариком в состоянии покоя, а два других при движении корпуса. Таймер состоит из резисторов и конденсатора и питается от сети через выпрямительный диод. Управляющее устройство состоит из газосветной лампы и фотосопротивления. При зарядке конденсатора таймера, которая происходит в состоянии покоя, засвечивается газосветная лампа. Фотосопротивление, освещаемое ею, изменяет свое сопротивление и срабатывает электромагнит, размыкающий свои контакты, через которые питается нагревательный элемент. Происходит отключение нагревательного элемента от сети, при этом электромагнит, якорь которого уравновешен двумя пружинами, работает в режиме зуммера, извещая об отключении нагревательного элемента [1]
Недостатком известного устройства сигнализации является
значительная нестабильность параметров таймера из-за необходимости получения значительной постоянной времени (30 с для отключения нагревательного элемента в горизонтальном положении и 5 8 мин в вертикальном) на простой RC-цепи. Для получения такой постоянной времени величины сопротивления и емкости должны быть значительными, что связано со значительными габаритами, весом и током утечки, а также большим разбросом параметров резисторов и конденсатора и его тока утечки. Эти недостатки увеличиваются из-за того, что элементы таймера подключаются прямо к сети питания, т.е. должны быть высоковольтными, что также снижает их стабильность;
наличие ртутного сенсора требует высокой герметичности и надежности изготовления, которые должны сохраняться длительное время эксплуатации;
механическое устройство переключения с двумя балансировочными пружинами требует тонкой настройки моментов пружин так, чтобы при срабатывании электромагнита контакты были надежно разомкнуты, а нижний контакт, притягиваясь к якорю, вибрировал как зуммер, не замыкая при этом контактную пару.A known alarm device used for electric iron, containing a position sensor, a timer that controls the switching device. The sensor is an inertial switch having three electrodes, two of which are closed by a mercury ball at rest, and two others when the case moves. The timer consists of resistors and a capacitor and is powered by a rectifier diode. The control device consists of a gas lamp and photo resistance. When charging the timer capacitor, which occurs at rest, a gas lamp is lit. The photoresistance illuminated by it changes its resistance and an electromagnet trips, opening its contacts, through which the heating element is fed. The heating element is disconnected from the network, while the electromagnet, the anchor of which is balanced by two springs, operates in buzzer mode, notifying the heating element is disconnected [1]
A disadvantage of the known alarm device is
significant instability of the timer parameters due to the need to obtain a significant time constant (30 s to turn off the heating element in the horizontal position and 5 8 min in the vertical) on a simple RC circuit. To obtain such a constant time, the values of resistance and capacitance must be significant, which is associated with significant dimensions, weight and leakage current, as well as a large variation in the parameters of the resistors and capacitor and its leakage current. These disadvantages are increased due to the fact that the timer elements are connected directly to the power supply, i.e. must be high voltage, which also reduces their stability;
the presence of a mercury sensor requires high tightness and reliability of manufacture, which must be maintained for a long time;
A mechanical switching device with two balancing springs requires fine tuning of the moments of the springs so that when the electromagnet operates, the contacts are reliably open, and the lower contact, attracted to the armature, vibrates like a buzzer, without closing the contact pair.

Надежность сохранения такого состояния в течение всего времени эксплуатации не может быть обеспечена из-за старения материала пружин и потери ими упругих свойств и изменения электромагнитной силы электромагнита;
наличие контактной пары, по которой протекает сильный ток (5 10 А) при напряжении 220 В, уравновешенной пружинами, действие которых должен преодолевать электромагнит, приводит к плавному (не релейному) размыканию контактной пары. Такое размыкание может сопровождаться электрической дугой и подгаром контактов, что в процессе эксплуатации приводит к нарушению проводимости контактов и создает возможность их сваривания, после чего устройство сигнализации перестает работать.The reliability of maintaining this state during the entire operation period cannot be ensured due to the aging of the material of the springs and their loss of elastic properties and changes in the electromagnetic force of the electromagnet;
the presence of a contact pair, through which a strong current flows (5 10 A) at a voltage of 220 V, balanced by springs, the action of which the electromagnet must overcome, leads to a smooth (non-relay) opening of the contact pair. Such an opening can be accompanied by an electric arc and burning of contacts, which during operation leads to a violation of the conductivity of the contacts and creates the possibility of welding them, after which the alarm device stops working.

Таким образом к концу срока эксплуатации известное устройство имеет недостаточную надежность и низкую пожаробезопасность из-за того, что электромагнит может не разомкнуть контакты и устройство сигнализации не сможет сформировать звуковые сигналы зуммера и не отключит нагревательный элемент от сети питания. Thus, by the end of its useful life, the known device has insufficient reliability and low fire safety due to the fact that the electromagnet may not open the contacts and the alarm device will not be able to generate buzzer sound signals and will not disconnect the heating element from the power supply.

Известно устройство предупредительной сигнализации с автоматическим отключением питания неподвижного в горизонтальном и вертикальном положении электроутюга, содержащее датчик температуры, задатчик температуры, компаратор, выход которого соединен с первым входом светодиодного индикатора, схему реле времени, содержащую ртутный выключатель датчик положения электроутюга и соединенную со схемой генерации импульсов, выходы которой соединены с индикатором и схемой включения термостатического выключателя, который состоит из симистора, нагревательного резистора и контактов выключения основного нагревательного элемента с кнопкой возврата, термобиметаллический регулятор температуры [2]
Нагревательный элемент электроутюга соединен последовательно с термобиметаллическим терморегулятором и контактами термостами термостатического выключателя, о наличии тока в этой цепи сигнализирует желтый светодиод.A warning device with automatic power off of a stationary electric iron in horizontal and vertical position is known, comprising a temperature sensor, a temperature setter, a comparator, the output of which is connected to the first input of the LED indicator, a time relay circuit containing a mercury switch, an electric iron position sensor and connected to a pulse generation circuit the outputs of which are connected to an indicator and a circuit for switching on a thermostatic switch, which consists of a triac, agrevatelnogo resistor contacts and turn off the main heating element with a reset button, termobimetallichesky temperature controller [2]
The heating element of the electric iron is connected in series with the thermo-bimetallic thermostat and thermostat contacts of the thermostatic switch, a yellow LED indicates the presence of current in this circuit.

Ртутный выключатель в зависимости от горизонтального или вертикального положения электроутюга изменяет постоянную времени реле времени, которое при неподвижном утюге через заданное время формирует выходной сигнал запуска генератора импульсов. The mercury switch, depending on the horizontal or vertical position of the electric iron, changes the time constant of the time relay, which, when the iron is stationary, after a specified time forms the output signal for starting the pulse generator.

Генератор импульсов включает красный светодиод, мигание которого сигнализирует о состоянии неподвижности утюга, а также включает схему управления термостатическим выключателем. Импульсы тока нагревают нагревательный резистор термостатического выключателя, который через некоторое время после подачи сигнала светодиодом размыкает цепь основного нагревательного элемента. Нажатием кнопки возврата на термостатическом выключателе нагревательный элемент снова подключается к сети питания. The pulse generator includes a red LED, the blinking of which signals the state of immobility of the iron, and also includes a control circuit for the thermostatic switch. The current pulses heat the heating resistor of the thermostatic switch, which, after some time after the signal is supplied by the LED, opens the circuit of the main heating element. By pressing the return button on the thermostatic switch, the heating element is again connected to the power supply.

Недостатком известного устройства является:
неэффективная светодиодная схема сигнализации неподвижного состояния утюга в виде мигания красного светодиода, которая не может привлечь внимание пользователя, если оно не направлено на работу с электроутюгом;
сложность регулировки времени отключения неподвижного электроутюга, которое состоит из постоянной времени реле времени и тепловой постоянной времени термостатического выключателя, для которого должны быть предусмотрены механические регулировки;
низкая точность формирования временных интервалов допустимого неподвижного состояния электроутюга и их временная нестабильность из-за отсутствия стабилизации параметров реле времени, образованного простой RC-цепью, в связи с чем устройство имеет недостаточную пожаробезопасность, особенно к концу срока эксплуатации;
необходимость постоянного перевода электроутюга в вертикальное положение, так как контакты ртутного датчика положения замыкаются и переводят реле времени на постоянную времени, 8 мин только в вертикальном положении электроутюга;
наличие ручной механической кнопки возврата термостатического выключателя в положение включения нагревательного элемента снижает надежность устройства, а наличие механически включаемых контактов в силовой цепи нагревательного элемента приводит к их подгару и возникновению между ними дуги, что дополнительно снижает надежность устройства.A disadvantage of the known device is:
inefficient LED circuit for signaling the stationary state of the iron in the form of a flashing red LED, which cannot attract the attention of the user if it is not aimed at working with an electric iron;
the difficulty of adjusting the shutdown time of a stationary electric iron, which consists of the time constant of the time relay and the thermal time constant of the thermostatic switch, for which mechanical adjustments must be provided;
low accuracy of the formation of time intervals of the permissible stationary state of the electric iron and their temporary instability due to the lack of stabilization of the parameters of the time relay formed by a simple RC circuit, and therefore the device has insufficient fire safety, especially at the end of its useful life;
the need for constant translation of the electric iron into a vertical position, since the contacts of the mercury position sensor are closed and the time relay is switched to a time constant, 8 min only in the vertical position of the electric iron;
the presence of a manual mechanical button to return the thermostatic switch to the on position of the heating element reduces the reliability of the device, and the presence of mechanically switched contacts in the power circuit of the heating element leads to their burning and arcing between them, which further reduces the reliability of the device.

Наиболее близким является устройство сигнализации неподвижного состояния электроутюга, содержащее датчик движения и положения, соединенный через преобразователь сигналов датчика с времязадающим устройством, первый и второй компараторы, устройство отключения нагревательного элемента, последовательно соединенное с нагревательным элементом и источником питания [3]
Этому устройству присущи следующие недостатки: включение и выключение нагревательного элемента производится контактами электромеханического реле, что снижает эксплуатационную надежность устройства и, сокращает срок службы электроутюга и увеличивает пожароопасность схемы; наличие ртутного датчика движения и положения, к которому предъявляются особые требования по его герметичности; неэффективность светодиодной сигнализации неподвижного состояния электроутюга, низкая точность заданной температуры в рабочем режиме.The closest is a device for signaling the stationary state of an electric iron, containing a motion and position sensor connected via a sensor signal converter to a timing device, first and second comparators, a heating element shutdown device connected in series with a heating element and a power source [3]
The following disadvantages are inherent in this device: the heating element is turned on and off by the contacts of the electromechanical relay, which reduces the operational reliability of the device and reduces the life of the electric iron and increases the fire hazard of the circuit; the presence of a mercury motion sensor and position, which are subject to special requirements for its tightness; inefficiency of the LED alarm of the stationary state of the electric iron, low accuracy of the set temperature in the operating mode.

Предлагаемое изобретение решает задачу формирования через заданное время прерывистых звуковых сигналов неподвижного состояния электроутюга в горизонтальном и вертикальном положении с отключением нагревательного элемента. The present invention solves the problem of generating after a given time intermittent sound signals of the stationary state of the electric iron in horizontal and vertical position with the heating element turned off.

Технический результат, достигаемый предлагаемым устройством заключается
в повышении точности формирования допустимых временных интервалов неподвижного состояния электроутюга в горизонтальной и вертикальной плоскостях за счет использования времязадающего устройства, интегрирующего стабилизированное напряжение источника опорных напряжений;
в повышении точности фиксации допустимых временных интервалов неподвижного горизонтального и вертикального состояния электроутюга за счет подключения к выходу времязадающего устройства двух компараторов, на вторые входы которых поданы точные опорные напряжения с источника опорных напряжений;
в повышении пожарной безопасности за счет формирования эффективной предупредительной сигнализации о неподвижном состоянии электроутюга с отключением нагревательного элемента при точном формировании временных интервалов сигнализации и отключения за счет стабильности параметров устройства в процессе длительной эксплуатации;
в улучшении потребительских свойств электроутюга (комфортности, удобства пользования, стабильности параметров) за счет активной формы сигнализации в виде прерывистых звуковых сигналов, сохраняющихся все время подключения электроутюга к сети питания;
в упрощении эксплуатации устройства и повышении его надежности за счет использования электронно-механического датчика движения и положения, не связанного с рукой пользователя.The technical result achieved by the proposed device is
to increase the accuracy of the formation of allowable time intervals for the stationary state of the electric iron in horizontal and vertical planes through the use of a timing device that integrates the stabilized voltage of the reference voltage source;
to increase the accuracy of fixing the allowable time intervals of the stationary horizontal and vertical state of the electric iron by connecting two comparators to the output of the timing device, the exact voltage of which is supplied from the reference voltage source to the second inputs;
to increase fire safety due to the formation of an effective warning signal about the stationary state of the electric iron with the heating element turned off with the accurate formation of alarm and shutdown time intervals due to the stability of the device parameters during long-term operation;
to improve the consumer properties of the electric iron (comfort, ease of use, stability of parameters) due to the active form of signaling in the form of intermittent sound signals that persist throughout the connection of the electric iron to the power network;
to simplify the operation of the device and increase its reliability through the use of an electronic-mechanical motion sensor and position that is not associated with the user's hand.

Технический результат предлагаемого устройства достигается тем, что в устройство сигнализации неподвижного состояния электроутюга, содержащее преобразователь сигналов датчика, соединенный с времязадающим устройством, компаратор, генератор звуковой частоты, соединенный со звуковым сигнализатором, устройство отключения нагревательного элемента, соединенное с нагревательным элементом и источником питания, введены датчик движения и положения, второй компаратор, элемент ИЛИ, генератор стробирующих сигналов, выход которого подключен к генератору звуковой частоты, выход датчика движения и положения через преобразователь сигналов датчика соединен с третьим входом второго компаратора, первые входы первого и второго компараторов соединены с выходом времязадающего устройства, вторые их входы подключены к выходам источника опорных напряжений, третий выход которого подключен ко второму входу времязадающего устройства, выходы обоих компараторов через элемент ИЛИ соединены со входами генератора стробирующих сигналов и устройства отключения нагревательного элемента. The technical result of the proposed device is achieved by the fact that in the device for signaling the stationary state of the electric iron, comprising a sensor signal converter connected to a timing device, a comparator, an audio frequency generator connected to the sound signaling device, a heating element disconnecting device connected to the heating element and a power source are introduced motion and position sensor, second comparator, OR element, gate signal generator, the output of which is connected to to the audio frequency generator, the output of the motion sensor and the position through the sensor signal converter is connected to the third input of the second comparator, the first inputs of the first and second comparators are connected to the output of the timing device, their second inputs are connected to the outputs of the reference voltage source, the third output of which is connected to the second input of the timing devices, the outputs of both comparators through the OR element are connected to the inputs of the generator of the strobe signals and the device for switching off the heating element.

Существенными признаками предлагаемого устройства, отличительными от прототипа, являются
источник опорных напряжений соединен со вторым входом времязадающего устройства и вторыми входами первого и второго компараторов;
второй компаратор, соединен с выходами времязадающего устройства и источника опорных напряжений;
наличие у первого компаратора третьего входа блокировки, соединенного с датчиком движения и положения через преобразователь сигналов датчика;
элемент ИЛИ, соединен с выходами первого и второго компараторов и входами генератора стробирующих сигналов и устройства отключения нагревательного элемента;
генератор стробирующих сигналов соединен со входом генератора звуковой частоты;
датчик движения и положения соединен через преобразователь сигналов датчика с первым входом времязадающего устройства;
связь выхода времязадающего устройства с первыми входами первого и второго компараторов.Salient features of the proposed device, distinctive from the prototype, are
the reference voltage source is connected to the second input of the timing device and the second inputs of the first and second comparators;
a second comparator connected to the outputs of the time-setting device and the reference voltage source;
the presence of the first comparator of the third lock input connected to the motion and position sensor through the sensor signal converter;
the OR element is connected to the outputs of the first and second comparators and the inputs of the gate signal generator and the heating element shutdown device;
the gate signal generator is connected to the input of the sound frequency generator;
a motion and position sensor is connected via a sensor signal converter to a first input of a timing device;
the connection of the output of the timing device with the first inputs of the first and second comparators.

Времязадающее устройство, формирующее на выходе линейное во времени напряжение в результате временного интегрирования стабилизированного опорного напряжения (уставки) с выхода источника опорных напряжений, выдает это напряжение на первые входы первого и второго компараторов, на входе которых происходит сравнение его с соответствующим напряжением уставки от источника опорных напряжений, определяющим заданное время срабатывания первого или второго компаратора. A timing device that generates a voltage linear in time as a result of the temporary integration of a stabilized reference voltage (setpoint) from the output of the reference voltage source, provides this voltage to the first inputs of the first and second comparators, at the input of which it is compared with the corresponding setpoint voltage from the reference source voltages that determine the specified response time of the first or second comparator.

Так, первый компаратор, определяющий допустимое время горизонтального неподвижного состояния электроутюга, срабатывает, например, через 30 с, а второй компаратор, определяющий допустимое время вертикального неподвижного состояния электроутюга, срабатывает, например, через 5 мин. So, the first comparator, which determines the permissible time of the horizontal stationary state of the electric iron, is triggered, for example, after 30 s, and the second comparator, which determines the permissible time of the vertical stationary state of the electric iron, is triggered, for example, after 5 minutes.

Наличие в устройстве времязадающего устройства на основе интегратора опорного напряжения позволяет точно сформировать предельные временные интервалы допустимого неподвижного состояния электроутюга, а сравнение выходного напряжения интегратора на входах компараторов с опорным напряжением от точного источника опорных напряжений позволяет точно фиксировать время допустимого неподвижного состояния электроутюга в горизонтальной и вертикальной плоскостях, что повышает пожаробезопасность электроутюга с предлагаемым устройством. The presence of a timing device in the device based on the reference voltage integrator allows you to accurately form the limit time intervals of the permissible stationary state of the electric iron, and a comparison of the integrator output voltage at the inputs of the comparators with the reference voltage from the exact voltage reference source allows you to accurately record the time of the permissible stationary state of the electric iron in horizontal and vertical planes , which increases the fire safety of the electric iron with the proposed device.

Соединение выхода преобразователя сигналов датчика с блокирующим входом первого компаратора, выхода времязадающего устройства с первыми входами двух компараторов, на вторые входы которых подается разное опорное напряжение от источника опорных напряжений, позволяет использовать один датчик движения и положения для отключения нагревательного элемента в горизонтальном и вертикальном неподвижном положении электроутюга. The connection of the output of the sensor signal converter with the blocking input of the first comparator, the output of the timing device with the first inputs of the two comparators, the second inputs of which are supplied with a different reference voltage from the reference voltage source, allows you to use one motion and position sensor to turn off the heating element in horizontal and vertical stationary position electric iron.

Компараторы через элемент ИЛИ запускают генератор стробирующих сигналов, формирующий периодические импульсы, во время действия которых запускается генератор звуковой частоты, подключенный к звуковому сигнализатору, формирующему прерывистые звуковые сигналы. The comparators through the OR element start the strobe signal generator, which generates periodic pulses, during which the sound frequency generator is launched, connected to the buzzer, which generates intermittent sound signals.

Эти сигналы активно привлекают внимание пользователя к оставленному электроутюгу, что повышает пожаробезопасность электроутюга. These signals actively attract the user's attention to the left electric iron, which increases the fire safety of the electric iron.

Одновременно выходной сигнал с элемента ИЛИ поступает на вход устройства отключения нагревательного элемента, которое, получив сигнал от сработавшего компаратора, отключает нагревательный элемент от источника питания. At the same time, the output signal from the OR element is fed to the input of the shutdown device of the heating element, which, having received a signal from the triggered comparator, disconnects the heating element from the power source.

Звуковая сигнализация с отключением нагревательного элемента через точное заданное время, обеспечиваемое источником опорных напряжений, времязадающим интегрирующим блоком, компараторами и их связями обеспечивает высокую пожаробезопасность и стабильность параметров устройства при длительной эксплуатации. Audible alarm with the heating element turned off after an exact specified time provided by the reference voltage source, time-integrating unit, comparators and their connections provides high fire safety and stability of the device parameters during long-term operation.

Активная форма сигнализации с отключением нагревательного элемента за разные промежутки времени (в горизонтальном положении, например, через 30 с, а в вертикальном через 5 мин) и возможность продолжения использования электроутюга без дополнительных нажатий кнопок или включения/выключения питания, что обеспечивается соединением датчика движения и положения через преобразователь сигналов датчика с времязадающим устройством и управляющим входом первого компаратора, повышает комфортность и удобство пользования электроутюгом. The active form of the alarm with the heating element turned off for different periods of time (in the horizontal position, for example, after 30 s, and in the vertical after 5 minutes) and the ability to continue using the electric iron without additional button presses or turning on / off the power, which is provided by connecting the motion sensor and the position through the sensor signal converter with a timing device and a control input of the first comparator, increases the comfort and convenience of using an electric iron.

В частном случае выполнения устройства по п. 2 формулы изобретения технический результат, достигаемый предлагаемым устройством заключается
в повышении чувствительности устройства к ускорению в горизонтальной плоскости за счет свободного перемещения шарика на гладком вогнутом основании без препятствующих элементов (впадин, контактов и т.п.);
в расширении функциональных возможностей, заключающихся в задании необходимой величины чувствительности к ускорению изменением массы шарика;
получении аксиально-симметричной характеристики устройства к ускорению в горизонтальной плоскости за счет симметричной вогнутой сегментообразной поверхности дня замкнутой полости, что обеспечивает использование устройства при возвратно-поступательных движениях в любом направлении в горизонтальной плоскости, в частности, для электроутюга при глажении боковыми движениями;
в упрощении конструкции устройства за счет отсутствия в датчике электрических контактов и механических частей, требующих балансировки;
в повышении надежности и долговечности устройства за счет новой конструкции датчика движения и положения с бесконтактным устройством преобразования, не содержащим контактных и пружинных элементов.In the particular case of the device according to claim 2, the technical result achieved by the proposed device is
in increasing the sensitivity of the device to acceleration in the horizontal plane due to the free movement of the ball on a smooth concave base without obstructing elements (depressions, contacts, etc.);
in expanding the functionality, which consists in setting the necessary value of sensitivity to acceleration by changing the mass of the ball;
obtaining axially-symmetric characteristics of the device for acceleration in the horizontal plane due to the symmetric concave segmented surface of the day of the closed cavity, which ensures the use of the device for reciprocating movements in any direction in the horizontal plane, in particular, for electric iron when ironing with lateral movements;
to simplify the design of the device due to the absence in the sensor of electrical contacts and mechanical parts requiring balancing;
to increase the reliability and durability of the device due to the new design of the motion sensor and position with a contactless conversion device that does not contain contact and spring elements.

Технический результат предлагаемого устройства, в частном случае выполнения по п. 2 формулы изобретения достигается тем, что датчик движения и положения имеет корпус с крышкой, образующий внутреннюю замкнутую полость, имеющую в корпусе вогнутое сегментообразное дно с отверстием в нижней точке дна, в которое установлен светоизлучатель преобразователя сигналов датчика излучающей поверхностью в сторону внутренней полости, на дне которой установлена светопрозрачная прокладка, на которой свободно расположен светонепроницаемый шарик, имеющий диаметр больше диаметра отверстия в корпусе, в крышке датчика выполнено отверстие, соосное с отверстием в корпусе датчика, в котором установлен фотоприемник преобразователя сигналов датчика. The technical result of the proposed device, in the particular case of execution according to claim 2, is achieved by the fact that the motion and position sensor has a housing with a lid forming an internal closed cavity having a concave segmented bottom with a hole in the bottom of the bottom where the light emitter is installed sensor signal transducer with a radiating surface towards the inner cavity, at the bottom of which a translucent gasket is installed, on which a light-tight ball is freely located, having conductive diameter greater than the diameter of the hole in the housing, in the sensor cover has an opening coaxial with the opening in the sensor housing, wherein the photodetector mounted transmitter signals.

В неподвижном горизонтальном положении шарик занимает на светопроводящей прокладке нижнюю точку дна корпуса и перекрывает световой поток от светоизлучателя к фотоприемнику. Преобразователь сигналов датчика формирует на выходе низкий потенциал. In a stationary horizontal position, the ball occupies the lower point of the bottom of the housing on the light guide gasket and blocks the light flux from the light emitter to the photodetector. The sensor signal converter generates a low potential at the output.

В неподвижном вертикальном положении шарик останавливается на боковой поверхности замкнутой полости и на выходе преобразователя формируется высокий потенциал. In a stationary vertical position, the ball stops on the lateral surface of a closed cavity and a high potential is formed at the output of the converter.

Потенциал (низкий или высокий) с выхода преобразователя сигналов датчика обеспечивает работу времязадающего устройства в режиме интегрирования. The potential (low or high) from the output of the sensor signal converter ensures the operation of the time-setting device in the integration mode.

При наличии ускорения в горизонтальной плоскости в любом направлении шарик смещается с нижней точки дна и открывает путь световому потоку. Так как поверхность светопроводящей прокладки гладкая, не имеет отверстия или мешающих движению шарика контактных элементов, то шарик не западает в лунку и в связи с этим датчик имеет высокую чувствительность к ускорению возвратно-поступательного движения. If there is acceleration in the horizontal plane in any direction, the ball moves from the bottom of the bottom and opens the way for the light flux. Since the surface of the light guide strip is smooth, has no holes or contact elements interfering with the movement of the ball, the ball does not sink into the hole and, therefore, the sensor has a high sensitivity to acceleration of the reciprocating motion.

Так как шарик в предлагаемом датчике не связан с необходимостью изготовления его из металла, то чувствительность к ускорению может быть значительно увеличена и может меняться в широких пределах выбором материала шарика и изменением его массы. Since the ball in the proposed sensor is not associated with the need to manufacture it from metal, the sensitivity to acceleration can be significantly increased and can vary widely between the choice of the material of the ball and the change in its mass.

При возвратно-поступательных движениях в любом направлении в горизонтальной плоскости шарик катается относительно центра дна, пересекая световой поток светоизлучателя, и на выходе преобразователя формируются импульсы перехода потенциала с высокого уровня на низкий и наоборот. During reciprocating movements in any direction in the horizontal plane, the ball rolls relative to the center of the bottom, crossing the light flux of the light emitter, and at the converter output pulses of the transition of the potential from a high level to a low level and vice versa are formed.

Каждый импульс возвращает выходное напряжение времязадающего устройства в начальное состояние, и напряжение на его выходе не доходит до напряжения сравнения первого и второго компараторов. Each pulse returns the output voltage of the timing device to its initial state, and the voltage at its output does not reach the voltage of comparison of the first and second comparators.

Отсутствие в датчике движения и положения и в преобразователе сигналов датчика контактных и пружинных механических элементов упрощает конструкцию, повышает надежность и долговечность устройства. The absence in the motion sensor and position and in the signal converter of the sensor of contact and spring mechanical elements simplifies the design, increases the reliability and durability of the device.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы работы устройства; на фиг. 3 пример выполнения источника опорных напряжений; на фиг. 4 пример выполнения времязадающего устройства; на фиг. 5 пример выполнения датчика движения и положения; на фиг. 6 пример выполнения преобразователя сигналов датчика; на фиг. 7 пример выполнения первого компаратора; на фиг. 8 пример выполнения генератора стробирующих сигналов и генератора звуковой частоты; на фиг. 9 пример выполнения устройства отключения нагревательного элемента. In FIG. 1 shows a functional diagram of a device; in FIG. 2 timing diagrams of the device; in FIG. 3 example of the implementation of the source of reference voltages; in FIG. 4 is an example of a timing device; in FIG. 5 example of the motion sensor and position; in FIG. 6 is an example embodiment of a sensor signal converter; in FIG. 7 an example of the execution of the first comparator; in FIG. 8 is an example of a gating signal generator and an audio frequency generator; in FIG. 9 is an example of a device for switching off a heating element.

Устройство содержит (см. фиг. 1) источник опорных напряжений 1, времязадающее устройство 2, датчик движения и положения 3, преобразователь сигналов датчика 4, первый 5 и второй 6 компараторы, элемент ИЛИ 7, генератор стробирующих сигналов 8, генератор звуковой частоты 9, звуковой сигнализатор 10, устройство отключения нагревательного элемента 11, нагревательный элемент 12, источник питания 13. The device contains (see Fig. 1) a reference voltage source 1, a timing device 2, a motion and position sensor 3, a signal transducer of the sensor 4, the first 5 and second 6 comparators, an OR element 7, a gate signal generator 8, an audio frequency generator 9, an audible alarm 10, a device for disconnecting a heating element 11, a heating element 12, a power source 13.

На временной диаграмме (см. фиг. 2) обозначено: выходное напряжение U_п источника питания 13 а, выход преобразователя сигналов датчика 4 б, выход времязадающего блока 2 в, выход компаратора 5 г, выход компаратора 6 д, выход элемента ИЛИ е, выход генератора стробирующих сигналов 8 ж, выход генератора звуковой частоты 9 з, напряжение на нагревательном элементе 12 u.The time diagram (see Fig. 2) indicates: the output voltage U _{p of the} power supply 13 a, the output of the signal converter 4 b, the output of the timing unit 2 c, the output of the comparator 5 g, the output of the comparator 6 d, the output of the element OR e, the output the generator of the strobe signals 8 g, the output of the generator of sound frequency 9 s, the voltage on the heating element 12 u.

Источник опорных напряжений 1 (см. фиг. 3) содержит стабилизатор переменного напряжения, состоящий из балластного конденсатора 1.1, стабилитрона 1.2, диода 1.3, конденсатора фильтра 1.4, делителя на резисторах 1.5, 1.6, корректирующего конденсатора 1.7, операционного усилителя 1.8 и делителя опорных напряжений на резисторах 1.9, 1.10, 1.11. The reference voltage source 1 (see Fig. 3) contains an AC voltage stabilizer consisting of a ballast capacitor 1.1, a zener diode 1.2, a diode 1.3, a filter capacitor 1.4, a divider on resistors 1.5, 1.6, a correction capacitor 1.7, an operational amplifier 1.8 and a reference voltage divider on resistors 1.9, 1.10, 1.11.

Времязадающее устройство 2 содержит (см. фиг. 4) входной делитель на резисторах 2.1, 2.2, резисторы 2.3.2.6, операционный усилитель 2.7, ключевой транзистор 2.8, конденсатор интегратора 2.9, разделительный конденсатор 2.10, диод 2.11. The timing device 2 contains (see Fig. 4) an input divider on resistors 2.1, 2.2, resistors 2.3.2.6, an operational amplifier 2.7, a key transistor 2.8, an integrator capacitor 2.9, an isolation capacitor 2.10, a diode 2.11.

Датчик движения и положения 3 (см. фиг. 5) содержит корпус 3.1 с вогнутым дном 3.2, замкнутый объем 3.5, отверстие 3.6 для фотоприемника 4.2, шарик 3.7, светопроводящую прокладку 3.8, боковую поверхность 3.9. The motion and position sensor 3 (see Fig. 5) contains a housing 3.1 with a concave bottom 3.2, a closed volume 3.5, an opening 3.6 for a photodetector 4.2, a ball 3.7, a light guide 3.8, a side surface 3.9.

Преобразователь сигналов датчика 4 (см. фиг. 6) содержит светоизлучатель 4.1, фотоприемник 4.2, резисторы 4.3, 4.4, инвертор 4.5. The signal converter of the sensor 4 (see Fig. 6) contains a light emitter 4.1, a photodetector 4.2, resistors 4.3, 4.4, an inverter 4.5.

Компаратор 5 (см. фиг. 7) содержит диод 5.1, резистор 5.2, операционный усилитель 5.3. The comparator 5 (see Fig. 7) contains a diode 5.1, a resistor 5.2, an operational amplifier 5.3.

Генератор стробирующих сигналов (см. фиг. 8) содержит инвертор 8.1, элемент ИЛИ 8.2, резистор 8.4, инвертор 8.3, конденсатор 8.5. The gate signal generator (see Fig. 8) contains an inverter 8.1, an OR element 8.2, a resistor 8.4, an inverter 8.3, a capacitor 8.5.

Генератор звуковой частоты 9 содержит (см. фиг. 8) элемент ИЛИ 9.1, инвертор 9,2, резистор 9.3, конденсатор 9.4. The audio frequency generator 9 contains (see Fig. 8) an OR element 9.1, an inverter 9.2, a resistor 9.3, a capacitor 9.4.

Устройство отключения нагревательного элемента 11 (см. фиг. 9) содержит нуль-орган 11.1, логический блок 11.9, состоящий из инвертора 11.2 и элемента ИЛИ 11.3, транзисторы разной проводимости 11.4, 11.5, дифференцирующую цепочку 11.6, 11.7, тиристор 11.8. The device for switching off the heating element 11 (see Fig. 9) contains a zero-element 11.1, a logic block 11.9, consisting of an inverter 11.2 and an OR element 11.3, transistors of different conductivity 11.4, 11.5, a differentiating circuit 11.6, 11.7, and a thyristor 11.8.

Источник опорных напряжений 1 предназначен для формирования высокостабильного постоянного напряжения для измерительной цепи интегратора времязадающего устройства 2 и соединен с его вторым входом и для формирования стабилизированных опорных напряжений на вторых входах компараторов 5, 6, с которыми последовательно сравнивается выходное напряжение интегратора устройства 2. The reference voltage source 1 is designed to generate a highly stable DC voltage for the measuring circuit of the integrator of the timing device 2 and is connected to its second input and to generate stabilized reference voltages at the second inputs of the comparators 5, 6, with which the output voltage of the integrator of the device 2 is sequentially compared.

Источник опорных напряжений 1 может быть выполнен, например, по схеме фиг. 3. The reference voltage source 1 can be performed, for example, according to the circuit of FIG. 3.

Источник 1 имеет стабилизатор переменного напряжения на конденсаторе 1.1 и стабилитроне 1.2, выпрямитель 1.3, емкостный фильтр 1.4, входной делитель на резисторах 1.4, 1.5 и сглаживающем конденсаторе 1.7, операционный усилитель 1.8 для развязки выходного напряжения. Source 1 has an AC voltage stabilizer on capacitor 1.1 and zener diode 1.2, rectifier 1.3, capacitive filter 1.4, input divider on resistors 1.4, 1.5 and smoothing capacitor 1.7, operational amplifier 1.8 for decoupling the output voltage.

Выход усилителя 1.8 подключен к последовательно соединенным резисторам 1.9, 1.10, 1.11, с которых снимаются опорные напряжения, поступающие на вторые входы компараторов 5, 6 (выходы 1, 2), и напряжение на вход 2 времязадающего устройства 2 (выход 3). The output of amplifier 1.8 is connected to series-connected resistors 1.9, 1.10, 1.11, from which the reference voltages supplied to the second inputs of the comparators 5, 6 (outputs 1, 2), and the voltage to input 2 of the timing device 2 (output 3) are removed.

Времязадающее устройство 2 предназначено для формирования линейно изменяющегося напряжения, величина которого пропорциональна времени, и соединено с первыми входами первого и второго компараторов 5, 6 и с выходом источника опорных напряжений 1. The timing device 2 is designed to generate a linearly varying voltage, the magnitude of which is proportional to time, and is connected to the first inputs of the first and second comparators 5, 6 and to the output of the reference voltage source 1.

Времязадающее устройство 2 может быть выполнено, например, по схеме фиг. 4 на основе линейного интегратора на операционном усилителе 2.7 с большой постоянной времени, определяемой конденсатором 2.9. В режиме интегрирования усилитель 2.7 работает при закрытом ключевом транзисторе 2.8. При открытом и насыщенном транзисторе 2.8 усилитель 2.7 работает в режиме инвертирующего операционного усилителя с единичным коэффициентом усиления. Time-setting device 2 can be performed, for example, according to the circuit of FIG. 4 based on a linear integrator on an operational amplifier 2.7 with a large time constant determined by a capacitor 2.9. In integration mode, amplifier 2.7 operates with the 2.8 key transistor closed. With the transistor 2.8 open and saturated, amplifier 2.7 operates in the inverting operational amplifier mode with a unity gain.

Транзистор 2.8 закрыт, когда на вход 1 подан нулевой или единичный потенциал, т.е. когда датчик 3 находится в горизонтальном или вертикальном неподвижном положении, так как потенциал на входе 1 не пропускается разделительным конденсатором 2.10. Transistor 2.8 is closed when zero or one potential is applied to input 1, i.e. when the sensor 3 is in a horizontal or vertical stationary position, since the potential at the input 1 is not passed through the isolation capacitor 2.10.

Тогда напряжение на выходе усилителя 2.7 изменяется от начального значения U_нач в сторону уменьшения относительно общей шины по линейному закону.Then the voltage at the output of the amplifier 2.7 varies from the initial value of U _beg in the direction of reduction relative to the common bus linearly.

Импульсы на входе 1, которые поступают на вход 1 при движении электроутюга, дифференцируются RC-цепью 2.10, 2.6 и включают транзистор 2.8, восстанавливая на выходе интегратора (выход усилителя 2.7) начальное напряжение U_нач. На вход 2 устройства 2 подается стабилизированное постоянное напряжение от источника опорных напряжений 1, которое на делителе опорного напряжения на резисторах 2.1, 2.2 создает на входе операционного усилителя 2.7 интегрируемую разность потенциалов. Дифференцирующий конденсатор 2.10, диод 2.11 и резисторы 2.4.4.6 служат для включения транзистора 2.8.The pulses at input 1, which are received at input 1 when the electric iron is moving, are differentiated by an RC circuit 2.10, 2.6 and turn on transistor 2.8, restoring the initial voltage U _beginning at the output of the integrator (amplifier output 2.7). At the input 2 of device 2, a stabilized constant voltage is supplied from the reference voltage source 1, which creates an integrable potential difference at the input of the operational amplifier 2.7 on the reference voltage divider on resistors 2.1, 2.2. Differentiating capacitor 2.10, diode 2.11 and resistors 2.4.4.6 are used to turn on transistor 2.8.

Датчик движения и положения 3 предназначен для определения состояния электроутюга и формирования светового сигнала неподвижного горизонтального или вертикального положения электроутюга и наличия его движения и соединен со входом преобразователя сигналов датчика 4. The motion sensor and position 3 is designed to determine the status of the electric iron and the formation of the light signal of a fixed horizontal or vertical position of the electric iron and the presence of its movement and is connected to the input of the signal converter 4.

Датчик движения и положения 3 может быть выполнен как показано на фиг. 5. The motion and position sensor 3 can be made as shown in FIG. 5.

Датчик 3 имеет корпус 3.1 с полостью, имеющей сегментообразное вогнутое дно 3.2. В нижней точке дна 3.2 выполнено отверстие 3.3, в которое установлен светоизлучатель 4.1 преобразователя 4, например светоизлучающий диод типа АЛ341 излучающей частью в сторону замкнутого объема 3.5. Корпус 3.1 закрыт крышкой 3.4, имеющей внутреннюю полость, которая вместе с внутренней полостью корпуса 3.1 образует замкнутую полость 3.5, предназначенную для свободного размещения шарика 3.7. The sensor 3 has a housing 3.1 with a cavity having a segmented concave bottom 3.2. At the bottom of the bottom 3.2, a hole 3.3 is made, in which a light emitter 4.1 of the converter 4 is installed, for example, a light emitting diode of type AL341 with the radiating part towards a closed volume 3.5. The housing 3.1 is closed by a lid 3.4 having an internal cavity, which together with the internal cavity of the housing 3.1 forms a closed cavity 3.5, designed to freely accommodate the ball 3.7.

Шарик 3.7 имеет диаметр больше диаметра отверстия 3.3 в корпусе для перекрытия светового потока светоизлучателя 4.1. The ball 3.7 has a diameter greater than the diameter of the hole 3.3 in the housing for blocking the luminous flux of the light emitter 4.1.

Крышка 3.4 имеет отверстие 3.6, соосное с отверстием 3.3, в которое установлен фотоприемник 4.2 преобразователя 4, предназначенный для приема светового излучения от светоизлучателя 4.1 и преобразования его в электрический сигнал. The cover 3.4 has a hole 3.6, coaxial with the hole 3.3, in which a photodetector 4.2 of the converter 4 is installed, designed to receive light radiation from the light emitter 4.1 and convert it into an electrical signal.

В горизонтальном неподвижном положении датчика 3 шарик 3.7 занимает на светопроводящей прокладке 3.8 нижнее положение, соответствующее осевой линии отверстия 3.3, перекрывая световой поток от светоизлучателя 4.1 к фотоприемнику 4.2. In the horizontal stationary position of the sensor 3, the ball 3.7 occupies a lower position on the light guide gasket 3.8, corresponding to the center line of the hole 3.3, blocking the light flux from the light emitter 4.1 to the photodetector 4.2.

В вертикальном неподвижном положении датчика 3 шарик 3.7 скатывается на боковую поверхность 3.9 замкнутой полости 3.5 и световой поток от светоизлучателя 4.1 попадает на фотоприемник 4.2. In the vertical stationary position of the sensor 3, the ball 3.7 rolls onto the side surface 3.9 of the closed cavity 3.5 and the light flux from the light emitter 4.1 enters the photodetector 4.2.

При возвратно-поступательном движении датчика 3 в любом горизонтальном направлении шарик катается вокруг положения равновесия, пересекая световой поток светоизлучателя 4.1. With the reciprocating movement of the sensor 3 in any horizontal direction, the ball rolls around the equilibrium position, crossing the light flux of the light emitter 4.1.

Корпус 3.1 и крышка 3.4 датчика 3 могут быть выполнены из металла или пластмассы и иметь внешнюю форму, как в виде цилиндра, так и любую другую. The housing 3.1 and the cover 3.4 of the sensor 3 can be made of metal or plastic and have an external shape, both in the form of a cylinder, or any other.

На дне 3.2 корпуса 3.1 установлена светопрозрачная прокладка 3.8, выполненная, например, из формующейся полимерной пленки. Прокладка 3.8 перекрывает отверстие 3.3 и обеспечивает гладкую ровную поверхность дна для шарика 3.7 без углубления в центре дна. Такое выполнение дна повышает чувствительность датчика к ускорению, так как шарик не имеет препятствий для движения ни в виде углублений на дне, ни в виде противодействующей пружины, как это имеет место в известных устройствах. At the bottom 3.2 of the housing 3.1, a translucent gasket 3.8 is installed, made, for example, from a molded polymer film. Gasket 3.8 covers hole 3.3 and provides a smooth, even bottom surface for ball 3.7 without a recess in the center of the bottom. This embodiment of the bottom increases the sensitivity of the sensor to acceleration, since the ball has no obstacles to movement either in the form of recesses on the bottom or in the form of an opposing spring, as is the case in known devices.

Преобразователь сигналов датчика 4 предназначен для преобразования светового потока от светоизлучателя 4.1, управляемого шариком 3.7, в электрические сигналы на выходе. The signal converter of the sensor 4 is designed to convert the light flux from the light emitter 4.1, controlled by a ball 3.7, into electrical signals at the output.

Преобразователь сигналов датчика может быть выполнен, например, по схеме фиг. 6. Светоизлучатель 4.1 выполнен в виде светодиода с задающим ток резистором 4.3. Фотоприемник 4.2 выполнен из фототранзистора, например, типа ФТ-1К с нагрузочным резистором 4.4, к коллектору фототранзистора 4.2 подключен формирующий инвертор 4.5. При неподвижном горизонтальном положении электроутюга, когда шарик 3.7 находится в нижней точке дна на прокладке 3.8 и перекрывает световой поток светоизлучателя 3.1, фотоприемник 4.2 не получает света, его сопротивление велико и на выходе преобразователя 4 образуется нулевой сигнал. The sensor signal converter can be performed, for example, according to the circuit of FIG. 6. The light emitter 4.1 is made in the form of an LED with a current-setting resistor 4.3. The photodetector 4.2 is made of a phototransistor, for example, of the FT-1K type with a load resistor 4.4, and a forming inverter 4.5 is connected to the collector of the phototransistor 4.2. With a stationary horizontal position of the electric iron, when the ball 3.7 is at the bottom of the bottom on the gasket 3.8 and blocks the light flux of the light emitter 3.1, the photodetector 4.2 does not receive light, its resistance is large and a zero signal is generated at the output of the converter 4.

При неподвижном вертикальном положении электроутюга, когда шарик 3.7 находится на боковой поверхности замкнутой полости 3.5, светоизлучатель 4.1 освещает фотоприемник 4.2, его выходное сопротивление мало, и на выходе преобразователя 4 через инвертор 4.5 образуется единичный сигнал. With a stationary vertical position of the electric iron, when the ball 3.7 is on the lateral surface of the closed cavity 3.5, the light emitter 4.1 illuminates the photodetector 4.2, its output resistance is small, and a single signal is generated at the output of the converter 4 through the inverter 4.5.

Компараторы 5, 6, вторые входы которых соединены с выходами источника опорных напряжений 1, предназначены для сравнения величины выходного напряжения времязадающего устройства 2 с опорным напряжением, поступающим с соответствующего выхода источника 1. Comparators 5, 6, the second inputs of which are connected to the outputs of the reference voltage source 1, are used to compare the output voltage of the timing device 2 with the reference voltage coming from the corresponding output of the source 1.

Компаратор 5, формирующий сигнал предельного времени нахождения электроутюга в горизонтальном неподвижном состоянии, соединен третьим входом с выходом преобразователя 4. Компаратор 5, имеющий вход 3 блокировки сравнения напряжений на первом и втором входах, может быть выполнен, например, по схеме фиг. 7. The comparator 5, generating the signal of the limiting time of the electric iron in a horizontal stationary state, is connected by the third input to the output of the converter 4. The comparator 5, having an input 3 for blocking voltage comparison at the first and second inputs, can be performed, for example, according to the circuit of FIG. 7.

При горизонтальном положении электроутюга с выхода преобразователя 4 поступает на вход 3 компаратора 5 низкий потенциал (нулевой сигнал), диод 5.1 закрыт и не влияет на сравнение напряжений на входах 1, 2 компаратора 5. With the horizontal position of the electric iron, the output of the converter 4 receives low potential (zero signal) at the input 3 of the comparator 5, the diode 5.1 is closed and does not affect the comparison of voltages at the inputs 1, 2 of the comparator 5.

При неподвижном вертикальном положении электроутюга с выхода преобразователя 4 на вход 3 компаратора 5 поступает высокий потенциал (единичный сигнал), открывает диод 5.1 и попадает на инвертирующий вход собственно компаратора 5.3. На его выходе образуется низкий потенциал независимо от величин напряжений на входах 1 и 2. Этим передается управление на компаратор 6. With a stationary vertical position of the electric iron, a high potential (a single signal) arrives from the output of the converter 4 to the input 3 of the comparator 5, opens the diode 5.1 and gets to the inverting input of the comparator 5.3 itself. At its output, a low potential is formed regardless of the voltage values at the inputs 1 and 2. This transfers control to the comparator 6.

При снижении напряжения на первом входе компаратора 5, соединенном с выходом времязадающего устройства 2, до величины опорного напряжения на его втором входе, поступающего с источника опорных напряжений 1, компаратор 5 формирует на выходе высокий уровень, являющийся сигналом того, что электроутюг находится в горизонтальном неподвижном положении заданное время интегрирования. When the voltage at the first input of the comparator 5 connected to the output of the timing device 2 decreases to the value of the reference voltage at its second input coming from the reference voltage source 1, the comparator 5 generates a high level at the output, which is a signal that the electric iron is in a stationary horizontal position position specified integration time.

Компаратор 6 предназначен для формирования сигнала предельного нахождения электроутюга в неподвижном вертикальном состоянии. The comparator 6 is designed to generate a signal of the limiting location of the electric iron in a stationary vertical state.

Компаратор 6 срабатывает при дальнейшем снижении выходного напряжения интегратора времязадающего устройства 2. The comparator 6 is triggered by a further decrease in the output voltage of the integrator of the timing device 2.

Схема компаратора 6 аналогична схеме компаратора 5 с исключением диода 5.1. The comparator circuit 6 is similar to the comparator circuit 5 with the exception of the 5.1 diode.

Выходы компараторов 5, 6 соединены со входами элементов ИЛИ 7, который предназначен для передачи сигнала включения компаратора 5 или 6 на вход генератора стробирующих сигналов 8 и вход устройства отключения нагревательного элемента 11 и соединен с их входами. The outputs of the comparators 5, 6 are connected to the inputs of the OR elements 7, which is designed to transmit the enable signal of the comparator 5 or 6 to the input of the gate signal generator 8 and the input of the shutdown device of the heating element 11 and connected to their inputs.

Генератор 8 предназначен для формирования стробирующих импульсов запуска и управления генератором звуковой частоты 9 и соединен с его входом. The generator 8 is designed to generate gate strobe pulses for starting and controlling the sound frequency generator 9 and is connected to its input.

Генератор стробирующих сигналов 8 может быть выполнен по схеме фиг. 8 и представляет собой генератор прямоугольных импульсов, при единичном уровне сигнала на выходе разрешающий работу генератора звуковой частоты 9. Таким образом выходной сигнал генератора 9 представляет собой пачки импульсов звуковой частоты. The gate signal generator 8 may be made according to the scheme of FIG. 8 and is a rectangular pulse generator, with a single signal level at the output, allowing the operation of the sound frequency generator 9. Thus, the output signal of the generator 9 is a burst of sound frequency pulses.

Выход генератора 9 соединен со звуковым сигнализатором 10, в качестве которого может быть использован пьезоэлектрический генератор звука. The output of the generator 9 is connected to a sound detector 10, which can be used as a piezoelectric sound generator.

Устройство отключения нагревательного элемента 11 предназначено для
выключения нагревательного элемента при неподвижном горизонтальном или вертикальном положении электроутюга при поступлении единичного сигнала на вход 1 устройства 11;
включения нагревательного элемента при поступлении нулевого сигнала на вход 1 устройства 11, т.е. при движении электроутюга.The shutdown device of the heating element 11 is intended for
turning off the heating element with a stationary horizontal or vertical position of the electric iron upon receipt of a single signal at input 1 of device 11;
turning on the heating element when a zero signal is input to input 1 of device 11, i.e. when moving an electric iron.

Второй и третий входы устройства отключения 11 соединены с нагревательным элементом 12 и источником питания 13. The second and third inputs of the shutdown device 11 are connected to the heating element 12 and the power source 13.

Устройство отключения нагревательного элемента 11 может быть выполнено, например, по схеме фиг. 9 и содержит нуль-орган 11.1, логический элемент 11.9, состоящий из инвертора 11.2 и элемента ИЛИ 11.3, двух транзисторов разной проводимости 11.4, 11.5, дифференцирующей цепи, состоящей из конденсатора 11,6 и резистора 11.7, симистор 11.8 в качестве исполнительного элемента. The shutdown device of the heating element 11 can be performed, for example, according to the circuit of FIG. 9 and contains a zero-organ 11.1, a logic element 11.9, consisting of an inverter 11.2 and an OR element 11.3, two transistors of different conductivity 11.4, 11.5, a differentiating circuit consisting of a capacitor 11.6 and a resistor 11.7, a triac 11.8 as an actuator.

Логический элемент 11.9 имеет следующую диаграмму истинности: Вх.2 Вх.1 0 1 0 0 0 1 1 0
Из диаграммы следует, что при нулевом сигнале на входе 1 выходной сигнал логического элемента (выход элемента 11.3) синфазен с сигналом на входе 2 и этим обеспечивается его работа от нуль-органа 11.1 от импульсов, поступающих на вход 2. При единичном сигнале на входе 1, т.е. при неподвижном электроутюге на выходе логического элемента устанавливается нулевой сигнал независимо от сигналов на входе 2, который поступает на базы транзисторов 11.4, 11.5. Транзистор 11.4 включается, конденсатор 11.6 заряжается за время переходного процесса и отключает управляющий электрод симистора 11.8.Logic Element 11.9 has the following truth diagram: In.2 In1.1 0 1 0 0 0 1 1 0
It follows from the diagram that with a zero signal at input 1, the output signal of the logic element (output of element 11.3) is in phase with the signal at input 2 and this ensures its operation from the zero-organ 11.1 from pulses arriving at input 2. With a single signal at input 1 , i.e. when the electric iron is stationary, a zero signal is set at the output of the logic element, regardless of the signals at input 2, which goes to the base of transistors 11.4, 11.5. The transistor 11.4 is turned on, the capacitor 11.6 is charged during the transient process and turns off the control electrode of the triac 11.8.

При нулевом сигнале на входе 1, т.е. при движущемся электроутюге, импульсы, поступающие с выхода нуль-органа 11.1, положительным фронтом включают транзистор 11.4, а отрицательным фронтом транзистор 11.5. Конденсатор 11.6 дифференцирует фронты выходных импульсов транзисторов и формирует на управляющем электроде симистора 11.8 короткие импульсы включения симистора. With a zero signal at input 1, i.e. with a moving electric iron, the pulses coming from the output of the zero-organ 11.1 include a transistor 11.4 with a positive front, and a transistor 11.5 with a negative front. The capacitor 11.6 differentiates the fronts of the output pulses of the transistors and generates short switching pulses of the triac on the control electrode of the triac 11.8.

Симистор 11.8, катодом соединенный с первым выводом нагревательного элемента 12, второй вывод которого соединен с первым полюсом источника питания 13, а анодом со вторым полюсом источника 13, предназначен для включения напряжения источника питания 13 к нагревательному элементу 12 при движении электроутюга и для выключения нагревательного элемента 12 после допустимого времени неподвижного состояния. Triac 11.8, a cathode connected to the first terminal of the heating element 12, the second terminal of which is connected to the first pole of the power source 13, and the anode with the second pole of the source 13, is designed to turn on the voltage of the power source 13 to the heating element 12 when the electric iron is moving and to turn off the heating element 12 after the permissible stationary state time.

Симистор 11.8 включается импульсом на управляющем электроде в моменты перехода сетевого напряжения питания через нуль и нарастающим напряжением полуволны сетевого напряжения по аноду симистора при каждом полупериоде сетевого напряжения. Включенный симистор представляет собой малое сопротивление току, и нагревательный элемент 12 оказывается подключен к источнику питания и нагревается. Triac 11.8 is turned on by a pulse on the control electrode at the moments when the mains supply voltage passes through zero and the increasing voltage of the half-wave of the mains voltage along the anistor of the triac for each half-period of the mains voltage. The included triac is a small resistance to current, and the heating element 12 is connected to a power source and heats up.

Выключенный симистор представляет собой большое сопротивление и не пропускает ток, нагревательный элемент 12 таким образом отключается от источника питания. The off triac is a large resistance and does not pass current, the heating element 12 is thus disconnected from the power source.

Нуль-орган 11.1 входами подключен к источнику питания 13, выходом ко второму входу ключевого элемента 11.9 и предназначен для формирования прямоугольных импульсов с крутыми фронтами в моменты перехода переменного напряжения источника питания через нулевой потенциал. По фронтам этих импульсов формируются короткие импульсы включения симистора 11.8. The null-organ 11.1 inputs connected to the power source 13, the output to the second input of the key element 11.9 and is intended for the formation of rectangular pulses with steep edges at the moments of transition of the alternating voltage of the power source through the zero potential. On the fronts of these pulses, short switching pulses of triac 11.8 are formed.

Устройство сигнализации неподвижного состояния электроутюга работает следующим образом. The alarm device stationary state of the electric iron operates as follows.

При включении напряжения питания при вертикальном положении электроутюга датчик 3 на выходе преобразователя 4 формирует высокий потенциал, который по фронту устанавливает времязадающее устройство 2 в начальное состояние, и интегратор начинает интегрировать постоянное напряжение уставки, поступающее на вход 2 с источника опорных напряжений 1. When the supply voltage is turned on in the vertical position of the electric iron, the sensor 3 at the output of the converter 4 generates a high potential, which sets the time-setting device 2 to the initial state along the front, and the integrator begins to integrate the constant voltage of the setpoint applied to input 2 from the reference voltage source 1.

На выходах компараторов 5 и 6 нулевые потенциалы. Звуковой сигнализатор не формирует сигнал, а нулевой потенциал на первом входе устройства 11 обеспечивает его работу в режиме включения нагревательного элемента 12. The outputs of the comparators 5 and 6 have zero potentials. The sound signaling device does not generate a signal, and the zero potential at the first input of the device 11 ensures its operation in the on mode of the heating element 12.

При движении электроутюга перепады напряжения на выходе датчика 3 с высокого потенциала на низкий и наоборот (см. фиг. 2, график б) сбрасывают интегратор времязадающего устройства 2 в начальное состояние (см. фиг. 2, график в), и его выходное напряжение во время движения остается больше напряжения уставки, поступающего на вход компаратора 5 с выхода 2 блока 1. Компаратор 5, а также компаратор 6 не срабатывают, и на входах элемента ИЛИ 7 не формируются сигналы (см. фиг. 2, график е). When the electric iron moves, the voltage drops at the output of the sensor 3 from high potential to low and vice versa (see Fig. 2, schedule b) reset the integrator of the timing device 2 to its initial state (see Fig. 2, schedule c), and its output voltage the travel time remains greater than the setpoint voltage applied to the input of the comparator 5 from the output 2 of unit 1. The comparator 5 and the comparator 6 do not work, and no signals are generated at the inputs of the OR element 7 (see Fig. 2, graph e).

При неподвижном горизонтальном положении электроутюга времязадающее устройство 2, интегрируя напряжение с выхода 1 источника опорных напряжений, через 30 с сформирует на своем выходе постоянное напряжение, которое сравняется с напряжением уставки на выходе 2 источника 1 (см. фиг. 2, график в). With a stationary horizontal position of the electric iron, the timing device 2, integrating the voltage from the output 1 of the reference voltage source, after 30 s will generate a constant voltage at its output, which is equal to the set voltage at the output 2 of the source 1 (see Fig. 2, graph c).

Компаратор 5 сработает, и его высокий выходной потенциал (см. фиг. 2, график г) через элемент ИЛИ 7 (см. фиг. 2, график е) запустит генератор стробирующих сигналов 8, который формирует периодические импульсы низкой частоты (см. фиг. 2, график ж). В течение единичного потенциала этих импульсов запускается генератор звуковой частоты 9 (см. фиг. 2, график з) и запустит звуковой сигнализатор 10, который формирует прерывистые звуковые сигналы (см. фиг. 2, график з). The comparator 5 will work, and its high output potential (see Fig. 2, graph g) through the OR element 7 (see Fig. 2, graph e) will start the gate generator 8, which generates periodic pulses of low frequency (see Fig. 2, schedule g). During the unit potential of these pulses, the sound frequency generator 9 starts (see Fig. 2, graph h) and starts the audible alarm 10, which generates intermittent sound signals (see Fig. 2, graph h).

Одновременно сигнал с выхода элемента ИЛИ 7 (см. фиг. 2, график е) поступает на первый вход устройства отключения нагревательного элемента 11, которое своим исполнительным элементом (симистором 11.8) отключит нагревательный элемент 12 от источника питания 13. At the same time, the signal from the output of the OR element 7 (see Fig. 2, graph e) is fed to the first input of the heating element disconnecting device 11, which, by its actuating element (triac 11.8), will disconnect the heating element 12 from the power supply 13.

При неподвижном вертикальном положении электроутюга времязадающее устройство 2, интегрируя напряжение с выхода источника опорных напряжений 1 через 5 мин сформирует на своем выходе постоянное напряжение, которое сравняется с опорным напряжением на выходе 2 блока 1. Компаратор 6 сработает (компаратор 5 блокирован по входу 3), и его выходной потенциал через элемент ИЛИ 7 (см. фиг. 2, график е) запустит генераторы 8, 9 и звуковой сигнализатор 10 на формирование прерывистых звуковых сигналов. When the electric iron is in an upright position, the timing device 2, integrating the voltage from the output of the reference voltage source 1 after 5 minutes, will generate a constant voltage at its output, which will be equal to the reference voltage at the output 2 of block 1. Comparator 6 will work (comparator 5 is blocked by input 3), and its output potential through the OR element 7 (see Fig. 2, graph e) will start the generators 8, 9 and the buzzer 10 to generate intermittent sound signals.

Одновременно сигнал с выхода элемента ИЛИ 7 поступает на вход 1 устройства отключения нагревательного элемента 11, который разрывает цепь питания нагревательного элемента 12 от источника питания 13 и отключает нагревательный элемент аналогично горизонтальному неподвижному положению электроутюга. At the same time, the signal from the output of the element OR 7 is fed to the input 1 of the device to turn off the heating element 11, which breaks the power circuit of the heating element 12 from the power source 13 and turns off the heating element similarly to the horizontal stationary position of the electric iron.

Claims

1. DEVICE FOR SIGNALING THE STATUS OF THE ELECTRIC IRON, comprising a motion and position sensor connected via a sensor signal converter to a timing device, first and second comparators, a heating element shutdown device connected in series with the heating element and a power source, characterized in that a source is introduced into it reference voltages, OR element, serially connected strobe signal generator, sound frequency generator and sound signaling device, output a motion and position sensor through a sensor signal converter is connected to the third input of the first comparator, the first inputs of the first and second comparators are connected to the output of the timing device, their second inputs are connected to the second and third outputs of the reference voltage source, the first output of which is connected to the second input of the timing device, the outputs of both comparators through the OR element are connected to the inputs of the gate signal generator and the heating element shutdown device.

2. The device according to claim 1, characterized in that the motion and position sensor comprises a housing with a lid forming an internal closed cavity having a concave segmented bottom in the housing with a hole at a lower point in which the light emitter of the sensor signal transducer is installed with the emitting surface toward the closed side cavity, at the bottom of which a translucent gasket is installed, on which a light-tight ball is freely located, having a diameter larger than the diameter of the hole in the housing, a hole is made in the lid, coaxially e with an opening in the housing in which the photodetector of the sensor signal converter is installed.