UA136820U - Електронний пристрій для захисту термоперетворювачів від електричних перевантажень - Google Patents

Abstract

Електронний пристрій для захисту термоперетворювачів від електричних перевантажень, що складається з електронної схеми, до якої входить електромагнітне реле або транзистор, що відключає нагрівник термоперетворювача від джерела струму або шунтує його. Містить гальванічну розв'язку по електричному колу нагрівника, що забезпечує зміну швидкості наростання вихідного імпульсу термопари термоперетворювача при попаданні на його вхід імпульсу перевантаження; диференціюючий елемент, на котрий подається термоЕРС термопари і який формує її імпульс із амплітудою, пропорційною швидкості наростання термоЕРС; імпульсний підсилювач, на вхід якого подається імпульс від диференціюючого елемента; тригер, що приймає підсилений імпульсним підсилювачем сигнал і переключається при термоЕРС, більшій за її номінальне значення; транзисторний ключ, в електричне коло якого включена обмотка герконового реле, що знеструмлюється сигналом тригера, та своїми контактами відключає коло нагрівника термоперетворювача від джерела вхідної напруги.

Description

Корисна модель належить до вимірювальної техніки і може використовуватись при виготовленні захищених від випадкових перевантажень приладів для високоточних вимірювань постійного і змінного струму та напруги.

Найпростіший із відомих пристроїв захисту термоелектричного перетворювача (ТП) описаний в (|, являє собою легкоплавкий запобіжник, виготовлений із мікропроводу. Такий запобіжник включається послідовно із нагрівником ТП. При підвищенні сигналу на нагрівнику

ТП, вищому за його номінальне значення, такий запобіжник перегорає і тим самим захищає електричне коло нагрівника. Однак значні технологічні труднощі в створенні таких запобіжників на малі (менші за 20 мА) струми і мала їх надійність заставляють вести пошук інших пристроїв для захисту ТП від перевантажень.

Відомі (2, 3) пристрої захисту ТП, які містять певні комбінації діодів, включених паралельно до нагрівника ТП і струмообмежувальний резистор, через який подається напруга на нагрівник

ТП. При збільшенні напруги на нагрівнику вище за номінальну, діоди відкриваються і шунтують нагрівник. Подібні пристрої захисту порівняно надійно захищають ТП від перевантажень, відрізняються простотою і дешевизною конструкції, але вносять велику додаткову похибку (до 1 95) у вимірювання і значно зменшують чутливість ТП через шунтуючу дію діодів і резисторів, включених у вимірювальне коло.

Також відомий |4) пристрій захисту ТП за допомогою транзисторів. У такому пристрої замість шунтуючих діодів конструкція містить транзистори, які дозволяють розширити динамічний діапазон і збільшити чутливість пристрою захисту. Але цьому пристрою властиві ті ж недоліки, що і вищезазначеним, через що він також не знайшов широкого застосування.

Найближчим до суті заявленого в корисній моделі є пристрій, описаний у (5), вибраний в як аналог. Такий електронний пристрій містить електронну схему, що управляє або електромагнітним реле, яке відключає нагрівник ТП від джерела струму, або транзистором, що шунтує нагрівник ТП.

Такий електронний пристрій захисту дозволяє надійно захистити ТП від електричних перевантажень, але через те, що він підключається до входу ТП, його схемою вносяться достатньо великі похибки, через що використання цих електронних пристроїв захисту для прецезійних метрологічних ТП є недоцільним.

Зо Задачею запропонованої корисної моделі є створення пристрою захисту ТП від електричних перевантажень, позбавленого вищезазначених недоліків, властивих аналогам.

Задача вирішується тим, що електронний пристрій для захисту ТП від електричних перевантажень включає в себе: гальванічну розв'язку по електричному колу нагрівника, яка забезпечує зміну швидкості наростання вихідного імпульсу термопари термоперетворювача при попаданні на його вхід імпульсу перевантаження; диференціюючий елемент, на який подається термоЕРС термопари і котрий формує її імпульс із амплітудою, пропорційною швидкості наростання термоЕРсС; імпульсний підсилювач, на вхід якого подається імпульс від диференціюючого елемента; тригер, що приймає підсилений імпульсним підсилювачем сигнал і переключається при термоЕРС, більшій за її номінальне значення; транзисторний ключ, в електричне коло якого включена обмотка герконового реле, що знеструмлюється сигналом тригера, та своїми контактами відключає коло нагрівника термоперетворювача від джерела вхідної напруги.

Відповідність критерію "новизна" запропонованому способу захисту ТП від електричних перевантажень забезпечує та обставина, що заявлена сукупність ознак не міститься ні в одному із об'єктів існуючого рівня техніки.

У корисній моделі запропоновано нове рішення у створенні електронного пристрою для захисту термоперетворювачів від перевантажень, яке полягає в тому, що такий пристрій містить: електричну розв'язку по електричному колу нагрівника, яка забезпечує зміну швидкості наростання вихідного імпульсу термопари ТП, при подачі на його вхід імпульсу перевантаження; деференціюючий елемент, на який подається термоЕРС термопари і який формує її імпульс з амплітудою, пропорційною швидкості наростання термоЕРС; імпульсний підсилювач, на вхід якого подається імпульс від диференціюючого елемента; тригер, що приймає підсилений імпульсним підсилювачем сигнал і переключається при термоєгрРСс, більшій за її номінальне значення; транзисторний ключ, в електричне коло якого включена обмотка герконового реле, що знеструмлюється сигналом тригера, та своїми контактами відключає коло нагрівника ТП від джерела вхідної напруги.

Промислове використання запропонованої корисної моделі не вимагає спеціальних технологій та матеріалів, його реалізація можлива на підприємствах термоелектричного приладобудування.

Заявлений пристрій працює наступним чином. При подачі вхідної напруги на нагрівник ТП термопара генерує термоЕРС, пропорційну за величиною до величини цієї напруги. ТремогЕРС термопари подається на диференціюючий елемент, що формує імпульс із амплітудою, пропорційною швидкості наростання термоЕРС термопари. Цей імпульс подається на вхід імпульсного підсилювача. Підсилений сигнал з виходу імпульсного підсилювача, амплітуда якого регулюється величиною зворотного зв'язку операційного підсилювача, подається на тригер і, якщо амплітуда імпульсу буде достатньою для перемикання тригера (тобто швидкість наростання термоЕРС буде більшою за її номінальне значення), тригер перемикається і закриває транзисторний ключ, в електричне коло колектора якого включена обмотка герконового реле. Реле знеструмлюється і своїми контактами відключає електричне коло нагрівника ТП від джерела вхідної напруги, чим захищає вихід останнього із ладу.

Дослідження запропонованого пристрою показали, що він практично не вносить додаткової похибки у вимірювальне коло ТП. Рівень додаткової похибки, що має місце при застосуванні заявленого пристрою, не перевищує 0,0002 95.

Важливим параметром пристрою захисту ТП, виготовленого за запропонованою корисною моделлю, є час його швидкодії. На рисунку подана експериментально встановлена залежність часу швидкодії (гр) пристрою захисту ТП від відношення напруги перевантаження (Он) до номінальної напруги ТП (Ш). Із рисунка видно, що при збільшенні навантаження час швидкодії зменшується і при 10- кратному перевантаженні складає менше за 1 мс, що відповідає виділенню енергії меншої за 1 мДж, на нагрівнику, явно недостатньої для руйнування термопари та виведення ТП з ладу.

Джерела інформації: 1. Бадинтер Е.Я. О номинальном токе слаботочньїх предохранителей. В сб.: "Микропровод и приборьі сопротивления", Вьп. б, Кишинев, "Картя молдовеняска". 1969 г. 2. Володин В.А. Использованиє полупроводниковьїх диодов для защить! от перегрузок по току". - Вопросьі радиозлектроники, сер, вьпп. 5, 1962 г. 3. Зельдич Ю.В. Защита злектроизмерительньїх приборов от перегрузок. /Измерительная техника, 1964 г., Мо 9. 4. Панчишин В.И. Авторское свидетельство Мо 144927. Бюллетень изобретений, 1962 г., Мо

Коо) 4. 5. Котельников Н.М. Автомат для защитьї термопреобразователей. //Измерительная техника, 1971 г., Мо 5.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

   Електронний пристрій для захисту термоперетворювачів від електричних перевантажень, що складається з електронної схеми, до якої входить електромагнітне реле або транзистор, що відключає нагрівник термоперетворювача від джерела струму або шунтує його, який відрізняється тим, що містить гальванічну розв'язку по електричному колу нагрівника, що забезпечує зміну швидкості наростання вихідного імпульсу термопари термоперетворювача при попаданні на його вхід імпульсу перевантаження; диференціюючий елемент, на котрий подається термоЕРС термопари і який формує її імпульс із амплітудою, пропорційною швидкості наростання термоЕРС; імпульсний підсилювач, на вхід якого подається імпульс від диференціюючого елемента; тригер, що приймає підсилений імпульсним підсилювачем сигнал і переключається при термоЕРС, більшій за її номінальне значення; транзисторний ключ, в електричне коло якого включена обмотка герконового реле, що знеструмлюється сигналом тригера, та своїми контактами відключає коло нагрівника термоперетворювача від джерела вхідної напруги.

   г. ся їх 02 4 ж6 8 0 о,