RU341U1

RU341U1 - Protection circuit of an electrical measuring device against overvoltage of input circuits

Info

Publication number: RU341U1
Application number: RU93039647/10U
Authority: RU
Inventors: В.М. Соляник; И.И. Копошилко; Б.С. Алешин
Original assignee: Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем
Priority date: 1993-08-03
Filing date: 1993-08-03
Publication date: 1995-04-16

Abstract

Схема защиты электроизмерительного прибора от перенапряжения входных цепей, содержащая блок защиты, включающий стабилитрон и резистор, входами подключенный к входам схемы, а выходами соединенный с выходами схемы, подключенными к входам блока эталонного токозадающего устройства электроизмерительного прибора, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным блоком защиты, входами подключенного к входам схемы параллельно первому блоку защиты, а выходами соединенного с другими входами схемы, подключенными к входам блока измерения электроизмерительного прибора, причем блоки защиты выполнены в виде последовательно соединенных стабилитрона и резистора, а стабилитроны использованы двуанодного типа.A protection circuit for an electrical measuring device against overvoltage of input circuits, comprising a protection unit including a zener diode and a resistor connected to the inputs of the circuit with outputs connected to the circuit outputs connected to the inputs of the reference current-setting unit of the electrical measuring device, characterized in that it is equipped with an additional protection unit , the inputs connected to the inputs of the circuit parallel to the first protection unit, and the outputs connected to other inputs of the circuit connected to the inputs of the electric meter three-measuring device, and the protection blocks are made in the form of series-connected zener diode and resistor, and the zener diodes are of the two-type type.

Description

Схема защиты электроизмерительного прибора от перенапряжения входных пепейProtection scheme of an electrical measuring device against overvoltage of input peps

Предлагаемая схема относится к области измерительной техники, в частности ,к измерению электрических величин и предназначена для защиты измерительных приборов от возможного воздействия перенапряжения на входе прибора.The proposed scheme relates to the field of measuring technology, in particular, to measuring electrical quantities and is intended to protect measuring devices from the possible effects of overvoltage at the input of the device.

Известна схема защиты от перегрузки для электрического измерительного прибора по заявке ФРГМ А1(11) 3917031 от 22.05.89г, МКИ G 01 R 1/36,содержащая отключающее реле с установочным устройством, вводимым в рабочее состояние нажатием руки.Исполнительный контур отключающего реле включает контактор с контактом покоя и рабочим контактором ,а также усилитель,выключатель и бистабильное реле.A known overload protection circuit for an electric measuring device according to the application of FRGM A1 (11) 3917031 from 05.22.89g, MKI G 01 R 1/36, containing a trip relay with an installation device, put into operation by pressing a hand. The executive circuit of the trip relay includes a contactor with a rest contact and a working contactor, as well as an amplifier, a switch and a bistable relay.

Схема недостаточно надежна из-за использования механического реле.The circuit is not reliable due to the use of a mechanical relay.

Наиболее близким аналогом-прототипом является устройство защиты входных пеней измерительных устройств от перенапряжений по а.с. N 739416 от 01.12.75г.,МКИ G 01 R 1/36.The closest analogue to the prototype is a device for protecting input fines of measuring devices from overvoltage according to A.S. N 739416 dated 01.12.75., MKI G 01 R 1/36.

Устройство содержит схему защиты,входом соединенную со входом прибора,а выходом со входом датчика,представляющего собой токозадающее устройство,включает в себя стабилитрон,диоды,предохранители и ограничительные резисторы,включенные последовательно в измерительные пени, предохранители и ограничительные резисторы, включенные в пени питания,причем электроизмерительная часть прибора своим входом соединена ео входом прибора.The device contains a protection circuit connected to the input of the device, and the output to the sensor input, which is a current-collecting device, includes a zener diode, diodes, fuses and limit resistors connected in series to the measuring penis, fuses and limit resistors included in the power penalty, moreover, the electrical measuring part of the device is connected by its input to the input of the device.

Недостатком прототипа является незащищенность измерительного устройства электроизмерительного прибора от перегрузок по напряжению.The disadvantage of the prototype is the insecurity of the measuring device of the electrical measuring device from overload voltage.

--2Гизмерительного прибора,снабжена дополнительным блоком защиты. При этом дополнительный блок защиты подключен ко входу предлагаемой схемы ,а выходом соединен со входом блока эталонного токозадающего устройства,снабжена дополнительным блоком защиты.При этом дополнительный блок защиты подключен ко входу схемы защиты параллельно первому блоку защиты ,а выходом соединен со входом блока измерения измерительного прибора,причем блок защиты выполнен в виде последовательного соединенных стабилитрона и резистора,а стабилитроны использованы двуанодного типа.--2 Measuring device, equipped with an additional protection unit. In this case, an additional protection unit is connected to the input of the proposed circuit, and the output is connected to the input of the unit of the reference current-setting device, equipped with an additional protection unit. In this case, an additional protection unit is connected to the input of the protection circuit parallel to the first protection unit, and the output is connected to the input of the measuring unit of the measuring device moreover, the protection unit is made in the form of a series-connected zener diode and a resistor, and the zener diodes are of the two-anode type.

Предлагаемая полезная модель обеспечивает защиту электроизмерительного прибора,работающего в режиме измерения сопротивления постоянному току, от возможного воздействия напряжения постоянного или переменного тока в щироких пределах.The proposed utility model protects an electrical measuring device operating in the mode of measuring direct current resistance against possible exposure to direct or alternating current voltage over wide limits.

Кроме того ,ее схемная реализация не вносит существенной погрещности в измеряемую величину вследствие того,что обладает высоким входным сопротивлением,значительно превышающим верхний предел измеряемой величины.К тому же современные измерительные приборы , созданные на основе микросхем аналого-цифрового преобразования , имеют высокое входное сопротивление,в несколько десятков раз превыщающее входное сопротивление предлагаемой схемы защиты.In addition, its circuit implementation does not introduce a significant error in the measured value due to the fact that it has a high input impedance significantly exceeding the upper limit of the measured quantity. In addition, modern measuring devices based on analog-to-digital conversion chips have a high input impedance, several tens of times the input impedance of the proposed protection circuit.

Блок- схема полезной модели представлена на чертеже .A block diagram of a utility model is shown in the drawing.

Предлагаемая схема содержит два идентичных блока 1 защиты (1-1, 1-2),предназначенных для защиты входных цепей от воздействия высокого напряжения соответственно блока 2 измерения измерительного прибора и блока 3 эталонного токозадающего устройства измерительного прибора.The proposed circuit contains two identical protection units 1 (1-1, 1-2) designed to protect the input circuits from high voltage, respectively, of the measuring unit 2 of the measuring device and the unit 3 of the reference current-setting device of the measuring device.

Первый и второй входы схемы подключены ко входам прибора , а первый и второй выходы схемы соединены соответственно с первым и вторым входами блока 2 измерения измерительного прибора.Третий и четвертый выходы схемы подключены соответствено к первому и второму выходам блока 3 эталонного токозадающего устройства измерительного прибора .The first and second inputs of the circuit are connected to the inputs of the device, and the first and second outputs of the circuit are connected respectively to the first and second inputs of the measuring unit 2 of the measuring device. The third and fourth outputs of the circuit are connected respectively to the first and second outputs of the unit 3 of the reference current-setting device of the measuring device.

Блок 1 схемы выполнен в виде последовательно соединенных двуанодного стабилитрона 4 и резисто{..1ервые и вторые входы блоков 1-1 и 1-2 схемы,включенных й ра%1ельно,соединены соот - . j;NBlock 1 of the circuit is made in the form of a series-connected two-anode zener diode 4 and resistively {.. 1 the first and second inputs of blocks 1-1 and 1-2 of the circuit included separately, connected respectively. j; N

-Х- 6-X- 6

Блок 2 измерения электроизмерительного прибора предназначен для преобразования измеренной аналоговой величины (падение напряжения на измеряемом сопротивлении)в цифровой код с выводом его на индикатор. Блок содержит аналого-цифровой преобразователь, выполненный на микросхеме КР572ПБ5 и соединенный с жидкокристаллическим индикатором ИЖКЦ21-4/(на чертеже не показан).Unit 2 for measuring an electrical measuring device is designed to convert the measured analog value (voltage drop across the measured resistance) into a digital code with its output to the indicator. The block contains an analog-to-digital converter made on the KR572PB5 microcircuit and connected to the IZHKTS21-4 / liquid crystal indicator (not shown in the drawing).

Блок 3 эталонного токозадающего устройства измерительного прибора предназначен для получения эталонного значения тока, протекающего последовательно через эталонное и измеряемое сопротивление ,и содержит источник 7,тока последовательно соединенный с эталонным резистором 6.Block 3 of the reference current-setting device of the measuring device is designed to obtain a reference value of the current flowing in series through the reference and measured resistance, and contains a source 7, a current connected in series with the reference resistor 6.

Значения резисторов 4-1 и 4-2 выбирают из условия протекания допустимого тока через стабилитроны 5-1 и 5-2,а также из величины возможного попадания высокого напряжения на входы схемы.The values of the resistors 4-1 and 4-2 are selected from the condition of the allowable current flowing through the zener diodes 5-1 and 5-2, as well as from the magnitude of the possible high voltage entering the circuit inputs.

Двуанодные стабилитроны 5 выбирают из условий допустимого напряжения , поступающего на вход блока 3 эталонного токозадающего устройства и блока 2 измерения ,и максимального значения сопротивления закрытого состояния.Two-anode zener diodes 5 are selected from the conditions of the permissible voltage supplied to the input of block 3 of the reference current-setting device and measurement block 2, and the maximum value of the resistance of the closed state.

Предлагаемая схема защиты работает следующим образом.От источника 7 постоянный ток,последовательно протекая через эталонное 6 и измеряемое сопротивление{на чертеже не показано), создает на соответствующих входах блоков 1-1 и 1-2 защиты падение напряжения пропорциональное измеряемому сопротивлению.Бозникшее напряжение на измеряемом сопротивлении с выхода блока 1-1 защиты поступает на входы блока 2 измерения,куда также по другим цепям (на чертеже не показано) подается напряжение возникшее на эталонном сопротивлении. Результат сравнения обоих напряжений выводится на индикатор,в качестве показателя измерения.The proposed protection scheme works as follows: from a source 7, direct current flowing through the reference 6 and the measured resistance (not shown in the drawing) sequentially creates a voltage drop at the corresponding inputs of the protection blocks 1-1 and 1-2, proportional to the measured resistance. the measured resistance from the output of the protection unit 1-1 is supplied to the inputs of the measurement unit 2, where also the voltage arising from the reference resistance is applied through other circuits (not shown in the drawing). The result of a comparison of both voltages is displayed on the indicator as a measurement indicator.

Если вместо измеряемого сопротивления на вход прибора по ошибке подают высокое напряжение,то, благодаря наличию двуанодного стабилитрона и резистора,напряжение на входе блока 2 измерения гасится сопротивлением 4-1,а на входе блока 3 эталонного токозадаюшего устройства гасится сопротивлением 4-2 , до величины падения напряжения на стабилитроне ,величина которого выбрана из расчета допустимых значений для этих блоков.If, instead of the measured resistance, a high voltage is mistakenly fed to the input of the device, then, due to the presence of a two-anode zener diode and a resistor, the voltage at the input of measurement unit 2 is suppressed by resistance 4-1, and at the input of unit 3 of the reference current-setting device, it is extinguished by resistance 4-2, up to voltage drop at the zener diode, the value of which is selected from the calculation of permissible values for these blocks.

у / /г vio XVS / Jj - ,y / g vio XVS / Jj -,

/О/ABOUT

- -

обладает высоким входным сопротивлением,благодаря последовательному включению резистора и двуанодного стабилитрона,находящегося в нормальных условиях в закрытом состоянии.Его входное сопротивление из-за закрытого состояния стабилитрона может на несколько порядков (десятичных)превышать верхний предел измеряемого сопротитиления,что не может существенно влиять на погрешность измерения.has a high input resistance due to the series connection of a resistor and a two-anode zener diode, which is in normal conditions in a closed state. Its input resistance due to the closed state of the zener diode can exceed the upper limit of the measured resistance by several orders of magnitude (decimal), which cannot significantly affect the error measurements.

Claims

A protection circuit for an electrical measuring device against overvoltage of input circuits, comprising a protection unit including a zener diode and a resistor connected to the inputs of the circuit with outputs connected to the circuit outputs connected to the inputs of the reference current-setting unit of the electrical measuring device, characterized in that it is equipped with an additional protection unit , the inputs connected to the inputs of the circuit parallel to the first protection unit, and the outputs connected to other inputs of the circuit connected to the inputs of the electric meter three-measuring device, and the protection blocks are made in the form of series-connected zener diode and resistor, and the zener diodes are of the two-type type.