SU879760A1 - Способ сравнени электрических сигналов и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ СРАВНЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

1

Изобретение относитс  к приборам дл  измерени  электрических сигналов и может быть использовано дл  контрол  электрических величин,  вл ющихс  функцией сопротивлени , температуры, объема и других контролируемых пара- . метров.

Известны способы сравнени  электрических-сигналов ,основанные на формировании разности двух измер емых величин , при достижении которой порогового значени  получают выходной сигнал. Например, при сравнении амплитудных значений посто нных сигналов контролируют уменьшение разности измер емых величин и при достижении ею порогового значени  формируют воздействие на исполнительный орган 1.

Однако такой способ не позвол ет выполнить с помощью измерительнь1Х устройств самоконтроль исправности элементов их электрических схем, которые существенно необходимы при контроле параметров, имеющих важное значение с точки зрени  безопасности обслуживающего персонала.

Наиболее близок к. предлагаемому способ сравнени  электрических сигналов и устройство дл  его осуществлени , которые позвол ют осуществить

функции самоконтрол  исправности. При этом способе, основанном на формировании разности между посто нным и эталонным сигналами, при достижении которой порогового значени  получают выходной сигнал, воздействуиций на исполнительный орган, эталонный сигнал выбирают пропорциональныммгновенным значени м выпр мленного пере10 менного сигнала, а посто нный сигналв диапазоне изменени  амплитуды вышеупом нутых мгновенных значений, а их разность формируют в виде сигнала пр моугольной формы, при отсутствии которого получают выходной сигнал 2,

15 Недостатком такого способа сравнени  электрических сигналов и устройства дл  его осуществлени   вл етс  сложность технической реализации и

20 низка  помехозащищенность.

Цель изобретени  - упрсацение и повышение помехоустойчивости способа и устройства дл  его осуществлени .

Поставленна  цель достигаетс  тем,

25 что при сравнении электрических сигналов . способом,основанным на формировании разности между посто нным и эталонным сигналами, при достижении которой порогового значени  формируют 30 выходной сигнал, воздействующий на исполнительный орган, в качестве посто нного сигнала выбирают сигнал, пропорциональный амплитудному значению одной полуволньд напр жени  источ ника переменных периодических сигналов , а в качестве эталонного - сигна пропорциональный напр жению другой полуволны упом нутого источника. При этом в качестве эталонного можно использовать сигнал, пропорциональный мгновенным значени м (когда необ ходимо выполнение функций самоконтро л ) и амплитудным значени м (когда этой необходимости нет) вышеупом нутой полуволны напр жени  указанного источника. В устройстве, содержащем источник питани  и транзисторный ключ, вход которого, зашунтированный диодом, соединен с посто нным и эталонным источниками, св занными с контролиру емым элементом линией св зи, а к выходу присоединен исполнительный орган , в качестве источников питани , посто нного и эталонного, использова источник переменных периодических си налов, который через выпр митель под ключен к выходу транзисторного ключа и через балластный резистор и две це состо щие кажда  из последовательно включенных резистора и диода, включе ных между собой встречно, подключен ко входу транзисторного ключа; при этом точка соединени  резистора и ди да одной из цепей подключенак шине нулевого потенциала через конденсато точка соединени  резистора и диода другой цепи подключена к шине Нулево го потенциала через стабилитрон или чеоез конденсатор, а лини  св зи сое динена с концевым диодом и контролируемым сопротивлением и подключена к источнику переменного напр жени  пос ле балластного резистора. На фиг.1 приведена диаграмма временных характеристик токов, полученных при насто щем способе сравнени  электрических сигналов; на фиг.2 вариант исполнени  устройства дл  осуществлени  указанного способа сра нени  электрических сигналов. При данном способе формируют разность токОв Ij;- и I ,1 в виде сигналов пр моугольной формы и контролируют их наличие: Ivi - ток, пропорциональный амплитудному значению одной полуволны напр жени  источника переменных периодических сигналов; ток, пропорциональный напр жению другой полуволны упом нутого источника. При этом на фиг.1 приведен вариант формировани  эталонного сигнала, пропорционального мгновенным значени  м указанной полуволны напр жени  ис точника переменных периодических сиг налов . .ICP - пороговое значение тока при достижении которого сигналы пр моугольной формы отсутствуют. Устройство дл  осуществлени  описанного способа (фиг.2) содержит транзисторный ключ 1, вход которого зашунтирован диодом 2 и соединен с посто нным и эталонным источниками, а к выходу через конденсатор 3 присоединены исполнительный орган (реле) 4, зашунтированный полупроводниковым прибором , (диодом) 5, и источник питани . В качестве источников питани , посто нного и эталонного, использован источник б переменных периодических сигналов, который через выпр митель на диоде 7 и конденсаторе 8 подключен к выходу ключа 1. Указанный источник б через балластный резистор 9 и две измерительные цепи, состо ща  кажда  из последовательно включенных резистора 10, диода 11 и резистора 12, диода 13 подключен ко входу ключа 1. При этом диоды 11 и 13 включены встречно. Ко входу ключа 1 через резистор 10 подключен конденсатор 14, а через резистор 12 - стабилитрон 15. Лини  св зи 16-17 св зывает последовательно соединенные концевой диод 18 и резистор 19 с источником б и вышеуказанными измерительными цеп ми, подключенными ко входу ключа 1. Если значение тока 1, пропорционального контролируемому сигналу, находитс  в диапазоне изменений амплитуды мгновенных значений сигнала 1 j., то ключ 1 периодически открываетс  и закрываетс  сигналами пр моугольной формы, образованными при формировании разности токов in и I ЗУ (соответственно t(j, t - длительность открытого и закрытого состо ний ключа 1, фиг.1). Вследствие этого ключ 1, работа  как кo 4мyтaтop, подключает через диод 5 конденсатор 3 то к зар женному через диод 7 конденсатору 8, то к исполнительному органу 4 через нагрузочный резистор 20. При этом конденсатор 3 при открытом состо нии ключа 1 зар жаетс  через диод 5 до напр жени  на конденсаторе 8, а при закрытом состо нии разр жаетс  через исполнительный орган (реле) 4 и резистор 20. В результате через обмотку реле 4 протекает разр дный ток конденсатора 3. Величина этого тока достаточна дл  срабатывани  реле 4 и удержани  его  кор  в прит нутом состо нии. При достижении током 1 порогового значени  ICP в результате изменени  контролируемого сопротивлени ,  вл ющегос  функцией измер емого параметра (резистор 10 или 19), ключ 1 переходит в открытое состо ние. Ток в исполнительном органе 4 падает до нул , в результате  корь реле 4 отпадает, сигнализиру  о достижении контролируемым сигналом порогового значени .

Осуществление данного способа сравнени  электрических сигналов позвол ет обеспечить реализугацим его устройствам стабильную работу в широком диапазоне изменени  температуры окружающей среды. Это обеспечиваетс  за счет того, что напр жение источника 6 значительно превышает порог отпирани  диода 2 и транзисторного ключа 1, и при достаточно высоком коэффициенте усилени  ключа этот порог не вли ет на работу устройства сравнени  и определ етс  лишь отношением между резисторами 10 и 12. Поэтому изменени  коэффициента усилени . Св занные с различными температурными режимами работы, практически не сказываютс  на уставку срабатывани , при которой транзисторный ключ открыт.

Кроме того, указанное техническое решение позвол ет обеспечить функции самоконтрол  исправности элементов. Действительно, при выходе из стро  любого элемента устройства (пробой или обрыв ключа 1, диодов 2, 5, 7, 1Д, 13, конденсаторов 3, 8, стабилитрона 15, источника 6) ток через исполнительный огран падает до нул , в то врем  как дл  нормального функционировани  устройства об зательно .наличие через исполнительный орган 4 импульсов разр да конденсатора 3, которые могут быть лишь при исправных элементах устройства

При контрол  параметров, не требующих обеспечени  функций самоконтрол  исправности элементов, дл  его упрощени  в качестве зталонного сигнала выбирают сигнал, пропорциональный амплитудным значени м полуволны напр жени  источника б, котора  прохдит через диод 13. Дл  этого в устройстве вместо стабилитрона 15, который срезает верхушки полуволны напр жени  источника 6, образу  импульсы трапецеидальной формы, что обеспечивает релейность срабатывани  устройства , следует подключить конденсатор 21 (на фиг.2 показан пунктиром), а исполнительный орган 4 подключить вместо нагрузочного резистора 20. При этом в устройстве происходит сранение двух посто нных сигналов, пропорциональных амплитудным значени м соответствующих полуволн напр жени  источника6.

Наличие концевого диода 18 позвол ет контролировать параметры, определ емые сопротивлением резистора 19 Это сопротивление при изменении свое величины мен ет величину напр жени  на линии св зи 16 - 17 в провод щий диодом 11 полупериод напр жени  источника 6, которое определ етс  отношением между сопротивлени ми балластного резистора 9 и резистора 19. Вследствие этого измен етс  величина тока In. При повышении сопротивлени  резистора 19 до определенной величины амплитудное значение тока 1, достигает порогового значени , что приводит к срабатьтанию исполнительного органа 4. При этом :возникновение на линии св зи 16-17 сигнала помехи, вызванного наводками от си ловых кабелей, не оказьшает вли ни  на точность работы устройства. Это обусловлено тем, что напр жение вызванное ЭДС, наводимых в линии .св зи , прикладьшаетс  к двум измерительным цеп м, точность работы которых не зависит от величины приложенного напр жени , а определ етс  лишь соотношением сопротивлений резисторов 10 и 12.

5 в случае, когда линией св зи служат контрольные жилы, расположенные в одном кабеле с силовыми жилами, при повреждении кабел  в контрольных жилах возможно по вление рабочего напр жени . Это напр жение способно вызэать повреждение элементов устройства сравнени . Дл  защиты элементов уст- ройства от повреждени  между линией св зи 16-17 и измерительными цеп ми

5 следует подключить резистор,.к которому параллельно указанным измерительным цеп м присоединены два встречно включенных стабилитрона (на фиг.2 не показаны).

Таким образом, данное изобретение

0 позвол ет упростить и повысить помехоустойчивость работы устройств сравнени  электрических сигнешов, а следовательно, повысить их эксплуатационную надежность.

5

Claims (7)

1. Способ сравнени  электрических 0 сигналов, основанный на формировании разности между посто нным и эталонным сигналами, при достижении которой порогового значени  формируют выходной сигнал,, воздействующий на исполс нительный орган, отличалощийс   тем, что, с целью упрощени  и повышени  помехоустойчивости, в качестве посто нного сигнала выбирают сигнал, пропорцинальный амплитудному

значению одной полуволны напр жени  источника переменных периодических сигналов, а к качестве эталонного сигнал , пропорциональный напр жению другой полуволны упом нутого источника .

2.Способ по п.1 отличающийс  тем, что в качестве эталонного сигнала выбирают сигнал, пропорциональный мгновенным значени м указанной полуволны напр жени  источника переменных периодических сигналов.

3.Способ ПОП.1, отличаюий с   тем, что в качестве эталонного сигнала выбирают сигнал,

пропорциональный амплитудным значениЯМ вЕлшеупом нутой полуволны, напр жени  указанного источника.

4. Устройство по ПП.1 и 2, содерж щее источник питани  и транзисторный ключ, вход которого, зашунтированный диодом, соединен с посто нным и эталонным источниками, св занными с кон ролируемым элементом линией св зи, а к выходу присоединен,исполнительный орган, о тличающе ее   тем, что в качестве источников питани , посто нного и эталонного, использова источник переменных периодических сигналов, который через выпр митель подключен к выходу транзисторного ключа и через балластный резистор и две цепи, состо щие кажда  из последовательно включенных резистора и диода, включенных между собой встреч но, подключен ко входу транзисторнбт го ключа, при этом точка соединени  резистора и диода одной из цепей подключена к шине нулевого потенциала через конденсатор.

5.Устройство по пп. 1, 2, 4, от личающеес   тем, что :точка соединени  резистора и диода другой цепи подключена к шине нулевого потенциала через стабилитрон.

6.Устройство по ПП.1, 2, 4, 5, отличающеес   тем, что лини  св зи соединена с концевым диодом и контролируемым сопротивлением и подключена к источнику переменного напр жени  после балластного резистора .

7.Устройство по пп. 1, 3, 4, б, отличающеес  тем, что точка соединени  резистора и диода другой цепи подключена к шине нулевого потенциала через конденсатор. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 4.16621; кл. G 01 R 19/10, 08.01.70. 2.За вка № 2610523/18-21, кл. Н 03 К 5/20, 17.03.78 (прототип).