SU1137406A1 - Устройство дл контрол напр жени - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее два входных зажцма противоположной пол рности, измерительный мост, в первое плечо которого включены стабилитрон и два термостабилизирующих диода, соединенные последовательно, а в каждое из трех других плеч включен резистор , один вывод питающей диагонали измерительного моста, образованный объединенными вьшодами анода стабилитрона первого плеча и резистора второго плеча, присоединен к отрицатель:ному входному зажиму, а другой ее вьшод, образованный объединенными вьгеодами резисторов третьего и четвертого плеч св зан с положительным входным зажимом, первый транзистор р-гьр-типа, переход база-эмиттер которого включен в измерительную диагональ моста, при зтом эмиттер транзистора соединен с анодом термостабил лизиручнцего диода первого плеча, а база св зана с объединенными выводами резисторов второго и четвертого плеч, делитель напр жени , выполненный в виде двух резисторов, соединенных последовательно, св занный одним крайним выводом с положительным входным зажимом, первый диод, катод которого подключен к выводу реаистора третьего плеча измерительного моста, первый конденсатор, шунтированный резистором, включенный параллельно переходу база-эмиттер транзистора -типа,цепочку соединенньк последовательно второго стабилитрона и резистора, одним вьшодом подключенного к отрицательному входному зажиму, а другим соединенного с анодом указанного стабилитрона, второй конденсатор, св занный одним выводом с положительным входным за ммом, исполнительный элемент, выполненный на транзисторе, к коллектор: которого подключен один вьшод обмотки выходного электромагнитного реле, второй и третий диоды, и резистор, отличающее с  тем, что, с целью снижени  потреблени  мощности, в исполнительном элементе использован транзистор р-Г|-р -типа, эмиттер которого подключен к положительному входному зажиму, а база соединена с выходом делител  напр жени , образованным объединенными вьшодами резисторов указанного делител , резистор вклюСО чен последовательно в цепь третьего плеча измерительного моста, при4 чем один вывод резистора подключен к аноду термостабилизирукицего диода первого плеча измерительного моста, другой его вьшод соединен с катодом первого диода, анод которого присоединен к коллектору транзистора исполнительного элемента, база первого транзистора р-о-р -типа соединена с анодом второго диода, его коллектор подключен к базе транзистора f) -тлиа, эмиттер которого присоединен к отрицательному входному зажиму , а коллектор св зан одновременно с катодом второго диода и с вторым

Description

крайним выводом делител  напр жени , анод третьего диода подключен к отрицательному входному зажиму, а его катод соединен одновременно с вторым выводом второго ковденсатора, вторым

выводом обмотки.выходного электромаг нитного реле и анодом второго стабилитрона , катод которого подключен к положительному входному зажиму.

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано в системах автоматического контрол  и управлени . Известно устройство дл  контрол  напр жени , содержащее входной делитель напр жени , один вывод которого подключен к входному зажиму устройства, а другой соединен с общей шиной, пороговый элемент, выполненный на транзисторе, база кото рого подключена к выходу входного делител  напр жени , эмиттер через ограничивакмций резистор подключен ко шине источника питани  и одновременно через стабилитрон и конденсатор , соединенные параллельно, св за с общей шиной, исполнительный элемент , вьшолненный на тиристоре, упр л ющий электрод которого св зан с коллектором транзистора, а катод соединен с общей шиной, выходное электромагнитное реле, один вывод о мотки которого присоединен к шине ,источника питани , а другой подключен к аноду тиристора, один вывод замыкающего контакта реле подключен к общей пшне, а к другому выводу контакта реле подключены две цепочк одна из которых образована резистор и сигнальной лампой, соединенными последовательно, а друга  -.последо вательно соединенными резистором и одом, при этом второй вывод сигналь ной лампы подключен к шине источника питани , а анод диода присоеди нен к эмиттеру транзистора, и переключатель на два положени , контакт которого включены последовательно в цепь шины источника питани  l J . Однако срабатывание известного уст ройства во всем возможном диапазоне скоростей снижени  контролируемого напр жени , в том числе и при обрыв шин контролируемого напр жени  обеспечиваетс  за счет питани  устройства от дополнительного источника, наличие которого существенно усложн ет устройство. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  контрол  напр жени , содержащее два входных зажима противоположной пол рности, конденсатор, включенный параллельно входньм зажимам , измерительный мост, в первое плечо которого включены стабилитрон и два термостабилизирующих диода, соединенныепоследовательно, а второе , третье и четвертое плечи измерительного моста образованы резисторами , анод стабилитрона первого . плеча и вывод резистора второго плеча , образующие один выбод питакнцей диагонали измерительного моста, подключены к отрицательному входному зажиму устройства, а вывод резистора третьего плеча присоединен к его положительному входному зажиму, первый диод, катод которого подключен к одному вьшоду измерительной диагонали моста, образованному объединен- ными выводами анода термостабилизирукщего диода первого плеча и резистора третьего плеча измерительного моста, второй диод, катод которого соединен с вторым выводом измерительной диагонали моста, образованным объединенными выводами .дэезисторов второго и четвертого плеч измерительного моста, .транзистор -h-p-типа, эмиттер которого подключен к аноду первого диода, параллельно переходу база-эмиттер включены, резистор и конденсатор, база транзистора через ограничивающий резистор соединена с анодом второго диода, а коллектор подключен к управл ющему электроду тиристора, катод которого св зан с отрицательным входным зажимом устройства, три транзистора п-р-п-типа, эмиттер первого из которых соединен с катодом стабилитрона первого плеча измерительного моета , база подключена к одним выводам двух резисторов делител  напр жени , другие выводы которьк раздельно при соедин.ены к входным зажимам устройства , а калллектор соединен с базой второго транзистора и- р-п -типа, эмиттер которого подключен к положительному входному зажиму устройства , в цепь, коллектора включен резистор , эмиттер третьего транзистора .n-p-vl-типа соединен с отрицательным входным зажимом устройства, параллел -но переходу эмиттер-база транзистора включен резистор, коллектор транзистора соединен с одним выводом обмотки выходного электромагнитного реле, база подключена к аноду второго стабилитрона , катод которого присоедине к аноду тиристора, вьтод резистора , включенного в цепь коллектора второго транзистора п- р- п -типа, .одновременно св зан с выводом резистора четвертого плеча измерителького моста, анодом тиристора, вторьм выводом обмотки выходного электромаг нитного реле и одними выводами трех резисторов, другие выводы которых со ответственно подключены к базе второго транзистора г -р-п-типа, аноду первого диода и катоду второго стабили-ррона 2 . Недостатком известного устройства  вл етс  повышенное потребление мощности от источника контролируемого напр жени , обусловленное посто нным протеканием тока по цепи обмотки выходного электромагнитного реле при нормальном значении контролируемого напр жени , что необходимо дл  надежной фиксации снижений конт ролируемого напр жени , происход щих с большой скоростью, а также св  Зй.нное с ограничением максимального значени  сопротивлени  резистора, включенного в цепь эмиттера гранзистора ь-л-р-Tjma, выбираемого по условию надежного отпирани  тиристора . Цель изобретени  - снижение потре лени  мощности от источника контролируемого напр жени . Поставленна  цель достигаетс  тем. что в устройстве дл  контрол  напр жени , содержащем два входных зажима противоположной пол рности, измерительньй мост, в первое плечо которого включены стабилитрон и два термостабилизирующих диода, соединенные последовательно, а в каждое из трех других плеч включен резистор , один вывод питающей диагонали измерительного иоста, образованный объединенными выводами анода стабилитрона первого плеча и резистора второго плеча присоединен к отрицательному входному зажиму, а другой ее вьтод, образованный объединенными выводами резисторов третьего и четвертого плеч св зан с положительным входным зажимом, первьй транзистор р- П- р -типа, переход база-эмиттер которого включен в измерительную диагональ моста, при этом эмиттер транзистора соединен с анодом термостабилизирующего диода первого плеча , а база св зана с объединенными выводами резисторов второго и четвер-того плеч, делитель напр жени , выполненный в виде двух резисторов, соединенных последовательно, св занный одним крайним выводом с положительным входным зажимом, первый дирд , катод которого подключен к вывоцу резистора третьего плеча измеригельного моста, первый конденсатор, шунтированный резистором, включенный параллельно переходу база-эмитгер транзистора п-р-п-типа, цепочку соединенных последовательно второго стабилитрона и резистора, одним выводом подключенного к отрицательному входному зажиму, а другим соединенного с анодом указанного стабилитрона , второй конденсатор, св занный одним выводом с положительным входным зажимом, испопнительньй элемент, бшюлненный на транзисторе, к коллектору которого подключен один вывод обмотки выходногб электромагнитного реле, второй и третий диоды, и резистор, в исполнительном элементе использован транзистор -типа, эмиттер которого подключен к положительному входному зажиму, а база соединена с выходом делител  напр жени , образованным объединенными выводами резисторов указанного деител , резистор включен последовательно в-цепь третьего плеча измерительного моста, причем один вывод резистора подключен к аноду термостабилизирующего диода первого плеча ,измерительного моста, другой его вывод соединен с катодом первого диода , анод которого присоединен к коллектору транзистора исполнительного элемента, база первого транзистора р-п-р -типа соединена с анодом второго диода, его коллектор подключен к базе транзистора п-р- п -тип эмиттер которого присоединен к отрицательному входному зажиму, а коллектор &в зан одновременно,с катодом второго диода и с вторым крайним выводом делител  напр жени , анод третьего диода подключен к отрицател ному зажиму, а его катод соединен одновременно с вторым выводом второго конденсатора, вторым выводом обмотки выходного электромагнитного реле и анодом второго стабилитрона, катод которого подключен к положительному входному зажиму.

На чертеже изображена электрическа  схема устройства.

Устройство содержит измерительный мост, плечи которого образованы: первое - стабилитроном 1 и термостабилизирунщими диодами 2 и 3, соединенными последовательно, второе - резистором 4, третье - резисторами 5 и 6, соединенными последовательно , четвертое - резистором 7.

Питающа  диагональ измерительного моста подключена к двум разнопол рным входным зажимам устройства, причем анод стабилитрона 1 св зан с отрицательным входным зажимом. Один вывод -измерительной диагонали моста, образованный объединенными вьгоодами анода термостабилизирующего диода 3 и резистора 5 подключен к эмиттеру транзистора 8n-jJ- У-типа, его база соединена с вторым вьтодом измерительно диагонали моста, а к коллектору подключены база транзистора 9 и- р-г) -типа , один вьгаод резистора 10 и один вывод конденсатора 11.

Эмиттер транзистора 9 и вторыевыводы резистора 10 и конденсатора 11 подсоединены к отрицательному входному зажиму устройства. Устройство также содержит диоды 12-14, причем анод диода 12 подключен к базе транзистора 8, его катод соединен с Коллектором транзистора 9, катод диода 13 соединен с объединенными выводами резисторов 5 и 6 третьего

плеча измерительного моста, а анод диода 14 подключен к отрицательному входному зажиму устройства .

К коллектору транзистора 9 подключен резистор 15, последоватепьно соединенный с резистором 16, образующим с резистором 15 делитель напр жени , к выходу которого подсоединена база транзистора 17р-г). р -типа исполнительного элемента. Второй вывод резистора 16 и эмиттер транзисг тора 17 исполнительного элемента присоединены к положительному входному зажиму устройства. Коллектор транзистора 17 подключен одновременно к аноду диода 13 и одному выводу обмотки 18 выходного электромагнитного реле.Второй вывод обмотки 18 выходного электромагнитного реле соединен одновременно с катодом диода 14, выводом резистора 19, второй вывод которого подключен к отрицательному входному зажиму устройства , анодом стабилитрона 20 и выводом конденсатора 21. Катод стабилитрона 20 и второй вьшод конденсатора 21 подключены к положительному входному зажиму устройства. Контакты (не показаны) выходного электромагнитного реле образуют исполнительную цепь устройства, используемую дл  фиксации снижени  напр жени  контролируемого источника.

Устройство работает следующим образом .

Устройство.подключают к выводам источника контролируемого напр жени  в соответствии с пол рностью его входных зажимов. Параметры элементов измерительного моста устройства выбирают таким образом, /Робы при подключении к контролируемому источнику, напр жение которого превышает значение порога срабатывани  устройства , переход база - эмиттер транзистора 8 был смещен в запирающем направлении , что обеспечивает закрытое состо ние этого транзистора и транзисторов 9 и 17. При этом конденсатор 2 через ограничивающий резистор 19 зар жаетс  до уровн  напр жени , .определ емого напр жением стабилизации стабилитрона 20. Величину этого напр жени  дл  исключени  задержки срабатывани  устройства, завис щей от скорости снижени  контролируемого напр жени , выбирают не превьппанщей 7 значени  порога срабатывани  устрой ства. Диоды 12 и 13 исключают вли ние цепи делител  напр жени , выпол ненного на резисторах 15 и , и це пи обмотки 18 выходного электромагнитного реле на работу измерительно го моста устройства. В дежурном режиме, после оконча .ни  процесса зар да конденсатора 21 когда контролируемое напр жение име ет нормальное значение, потребление мощности устройством длительно определ етс  только токами, протека щими через стабилитроны 1 и 20, и током, протекакидим через последовательно включенные резисторы 4 и 7 второго и четвертого плеч измерител ного моста, так как все транзисторы устройства, включа  транзистор 17 (Исполнительного элемента, закрыты. При этом максимальна  величина сопротивлени  ограничивающего резисто ра 19 и суммы сопротивлений резисто ров 5 и 6 определ етс  только минимальным током стабилизации стабилитронов 1 и 20. При снижении контролируемого напр жени  до значени  порога срабаты вани  устройства, напр жение на переходе база-эмиттер транзистора 8 измен ет направление и по величине становитс  достаточным дл  начала открьгоани  транзистора 8. Открывание транзистора 8 приводит к повышению потенциала базы транзистора 9 с задержкой, определ емой посто нной времени зар да конденсатора 11. По мере роста потенциала н базе, транзистор 9 начинает открыватьс , что приводит к замыканию це пи положительной обратной св зи через диод 12. В результате этого во никает регенеративный процесс, привод щий к быстрому открыванию транзисторов 8 и 9. При этом к переходу база-эмиттер.транзистора 17 исполнительного элемента через делитель напр жени , вьтолненньй на резисторах 15 и 16, прикладываетс  отпирающее напр жение. Транзистор 17 откр ваетс  и переходит в режим насьвцени 068 за счет тока, протекакмцего через диод 13, резистор 5, промежуток эмиттерколлектор транзистора 8 л переход база-эмиттер транзистора 9.Конденсатор 21 разр жаетс  через открытьй транзистор 17 и обмотку 18 выходного реле, что вызывает его импульсг . ное срабатывание. При больших скорост х снижени  контролируемого напр жени , в том числе и при обрыве . шин контрсшируемого источника, конденсатор 21 через диод 14 обеспечивает питание всего устройства и срабатывание выходного электромагнитного реле, которое указывает на снижение напр жени  контролируемого источника. Дл  обеспечени  закрытого состо ни  транзисторов 8,9 и 17 при восстановлении напр жени  контролируемого источника до уровн , превышающего порог срабатывани  устройства, достаточно, например, кратковременно , на врем  разр да конденсатора 11 через резистор 10, отключить устрсйство от источника контролируемого напр жени . Таким образом, в предлагаемом устройстве дл  контрол  напр жени ,пи гание которого непосредственно осуществл етс  от шин контролируемого источника, за счет обеспечени  закрытого состо ни  всех транзисторов, минимальных значений токов в цеп х стабилизации, а также уменьшени  числа активных элементов устройства существенно снижено потребление мощности. При этом полностью сохран етс  работоспособность устройства во всем диапазоне скоростей снижени  контролируемого напр жени , в том числе и при обрыве шин контролируемого источника. Кроме того, предлагаемое устройство отличаетс  и большей простотой. В свою очередь, снижение потреблени  мощности устройством позвол ет уменьшить энергоемкость , а следовательно, улучшить массогабаритные характеристики контролируемого источника, что особенно существенно в автономных устройствах с повышенным ресурсом.

:t П(

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее два входных зажима противоположной полярности, измерительный мост, в первое плечо которого включены стабилитрон и два термостабилизирующих диода, соединенные последовательно, а в каждое из трех других плеч включен резистор, один вывод питающей диагонали измерительного моста, образованный объединенными выводами анода стабилитрона' первого плеча и резистора второго плеча, присоединен к отрицательному входному зажиму, а другой ее вывод, образованный объединенными выводами резисторов третьего и четвертого плеч связан с положительным входным зажимом, первый транзистор ' рчър типа, переход база-эмиттер которого включен в измерительную диагональ моста, при этом эмиттер транзистора соединен с анодом термостабил лизирующего диода первого плеча, а база связана с объединенными выводами резисторов второго и четвертого плеч, делитель напряжения, выполненный в виде двух резисторов, соединенных последовательно, связанный одним крайним выводом с положительным входным зажимом, первый диод, катод которого подключен к выводу резистора третьего плеча измерительно го моста, первый конденсатор, шунтированный резистором, включенный параллельно переходу база-эмиттер транзистора h-p-n -типа,цепочку соединенных последовательно второго стабили трона и резистора, одним выводом подключенного к отрицательному входному зажиму, а другим соединенного с анодом указанного стабилитрона, второй конденсатор, связанный одним выводом с положительным входным зажимом, исполнительный элемент, выполненный на транзисторе, к коллектора которого . подключен один вывод обмотки выходного электромагнитного реле, второй и третий диоды, и резистор, о т л и- § чающееся тем, что, с целью снижения потребления мощности, в исполнительном элементе использован транзистор р-п-р -типа, эмиттер которого подключен к положительному вход ному зажиму, а база соединена с выходом делителя напряжения, образованным объединенными выводами резисторов указанного делителя, резистор включен последовательно в цепь третьего плеча измерительного моста, причем один вывод резистора подключен к аноду термостабилизирующего диода первого плеча измерительного моста, ^другой его вывод соединен с катодом первого диода, анод которого присоединен к коллектору транзистора исSU,·, 1137406 полнительного элемента, база первого транзистора р-п-р -типа соединена с анодом второго диода, его коллектор подключен к базе транзистора

   П-р-Ц -типа, эмиттер которого присоединен к отрицательному входному зажиму, а коллектор связан одновременно с катодом второго диода и с вторым

   1 137406 крайним выводом делителя напряжения, анод третьего диода подключен к отрицательному входному зажиму, а его катод соединен одновременно с вторым выводом второго конденсатора, вторым выводом обмотки.выходного электромагнитного реле и анодом второго стабилитрона , катод которого подключен к положительному входному зажиму.