Формирователь характеристики двухпозиционного реле с гистерезисом Советский патент 1986 года по МПК G05B11/14 

Изобретелие отгзоснтся к промьш- лепиости средств связи и может быть использовано при построении корректирующих устройств в системах автоматического управления и регулирования .

Цель Изобретения - повышение точности формирования характеристики двухиозиционного реле с гистерезисом.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого формирователя; на фиг, 2 - характеристика: вход-выход.

Формирователь характеристики двух позиционного реле с гистерезисом содержит двухуровневый коьшаратор 1, логические элементы НЕ 2 и 3, элементы Я 4 и 5, элементы НЕ 6 и 7, элемеигы И 8 и 9 логические элементы IIJBi 10 и 11, аналоговые ключи 12 я 13, сумматор 14, сравниваюи1,ий элемент 15 и элемент НЕ I 6 .

Иа сигнальный вход двухуровнего комиаратора 1 подан входной сигнал и, , а на пороговые входы - два ошэрпых напрлл епия Е и Е . Первый выход двухуровпего компаратора 1 (и ) соедюши с первым входом логи- чес.кого элемента И 9 и через логи- ч:еский элемент НЕ 2 с первьи входом логического элемента И 4, а второй выход (и.;,) соединен с первьп-i входом jiorir-iecKof o элемента И 8 и через логический элемент НЕ 3 с первым входом лох ического элемента Н 5. Выход лох ического элемента И 4 подключен к первому входу логического элемента ШШ 10 и через логический элемепт НЕ б к второму входу логического элемента И 8, выход которого подан на второй вход логического элемента ILTIi 0. Выход логического элемента И 5 подан на первый вход логического элемента ИЛИ 11 и через логический элемент НЕ 7 на второй вход логического элемента Н 9, выход которого соединен с вторым входом логического эламента РШИ I1, Выходные сигналы логических элементов ИЛИ 10 и 11 яв- ллются управляющими для ключей 12 и ,13, через которые источники верхнего (и ) и нижнего (Иц) уровней ограничен :я подаются на вход сумматора 14.

I

Еыход сумматора 14, являющийся выходом устройства (, одновременно подключен к сигнальному входу .хвняваюш1зго элеме1гга 15,

5

0

5

0

5

0

5

Пороговый вход сравнивающего эле-, мента 15 соединен с источником опорного напряжения Е , а выход подан на второй вход логического элемента И 4 и через логический элемент НЕ 16 подключен к второму входу логического элемента ИЗ.

Двухуровневый компаратор 1 можно реализовать на операдионном усилителе .

Формирователь характеристики двух- позидионного реле с гистерезисом ра- ботает следующим образом.

Ширина петли гистерезиса задается опорными источниками Е и Е, , причем

Е,Е,,.

Пусть в момент начала отсчета (t-O) отоб1)ажающая точка имеет координаты (Ug , Up,j,|y ), равные U, (0)Е и U,,b,,Upb,x (0) и движение ее происходит слева направо. Опорное напряжение Е (Uy,+U,| )/2. Тогда на выходе U, двухуровнего- ком.- наратора 1 будет низкий логический потенциал, соответствующий логическому О, а на выходе U - высокий, соответствующий логической 1. На выходе сравнивающего элемента 15 будет логическая 1.

Такой комбинации выходов двухуровнего компаратора 1 и сравнивающего элемента 15 соответствуют открытый вентиль 4 и закрытые вентили 5, 8 и 9, логическая 1 и.а выходе элемента ИЛИ 10, логический О на выходе элемента РШИ 11, открытый ключ 12 и закрытый ключ 13. Через ключ 12 на вход сумматора 14 постунает напряжение Ug. Второе слагаемое равно нулю, поэтому Ug

Нри переходе координаты 1 через значение Е срабатывает двухуровневый компаратор I по выходу U, на котором появляется логический О. Это переключение не влияет на состояние вентилей и ключей, поэтому выходное напряжение (и ) не меняется.

При переходе Ug через значение Е

ВЫх

двухуровневый компаратор 1 логи- 0 ческой 1 по выходу U закрьгвает вентиль 4, а вентршь 9 открывает. Это приводит к закрытию ключа 12 и открытию ключа 13, при этом U скачком пр1нишает новое значение, 5 равное U,,. в результате чего сработает сравнивающий элемент 5, так как и, и на его выходе будет логический О, которьй закрывает вен 1247834

ь 9 и открывает вентиль 5. Ключ остается открытым и дальнейшее жение отображающей точки вправо исходит на уровне Ugj,,; и„ .

Предположим, что направление двиия изменилось на противоположное. одное напряжение будет неизменным значения Ug, Е, так как срабаание двухуровйего компаратора 1 значении U Е (на U, и Ц уста10

ится логический О), не повлияет состояние вентилей. При переходе рдинаты Ug, через значение Е сосние выхода и, из состояния логивхвт от то л це ни де но ме ме то до вх по ис не ур пе че вх ко пер эле эле чен та ком чет тий вер сое эле мен мен к в вых ИЛИ ляю клю с с эле под ног с в и ч вхо

. Вентиль 5

ческого о

гической

а .вентиль 8 откроется

но переключатся -ключи

переидет в состояние лозакроется, Соответствен- 12 и 13, изменив значение Ug;,, с Ц на Ug , которое будет держаться при продолжении движения отображающей точки влево.

Предлагаемый формирователь по сравнению с известными имеет большую точность воспроизведения двухпозици оиной релейной характеристики за счет использования логических сигналов. Кроме того, достигается более высокая помехозащищенность за счет исключения операции дифференцирования для выделения знака производной, что снижает чувствительность устройства к входным помехам. Предлагаемая схема имеет более широкие функциональные возможности, так как допускает смену полярности гистерезиса и регулировку уровней срабатывания путем регулиро-

1

i) U(,,, Е , без изменения схемы формирования напряжения уставок

UH.

вателя.

Формула изобретения

Формирователь характеристики двух- позиционного реле с гистерезисом, 45 содержащий .двухуровневый компаратор, сигнальный вход которого является

10

15

20

25

30

35

4Q

45

входом формирователя, а первый и второй пороговые входы соединены соответственно с первым и вторым источниками опорных напряжений, о т - л и ч а ю. щ и и с я тем, что, с целью повышения точности формирования характеристики реле, в него введены два ключа, третий источник опор ного напряжения, сравнивающий элемент, пять элементов НЕ, четыре элемента И, два элемента ИЛИ и сумматор, выход которого является выходом фор шровател я, а первый и второй входы через первый и второй ключи подключены соответственно к выходам источников верхнего и нижнего уровней ограничения, первый выход двухуровневого компаратора соединен с первым входом первого элемента И и через первый элемент НЕ с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и через второй элемент НЕ с первым входом третьего элемента И, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, второй выход двухуровневого компаратора соединен с вторьм входом четвертого элемента И и через третий элемент НЕ с первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и через четвертый элемент НЕ с вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выходы первого и второго эл.ементов ИЛИ соединены соответственно с управляющими входами первого и второго ключей, выход формирователя соединен с сигнальным входом сравнивающего элемента, пороговый вход которого подключен к третьему источнику опорного напряжения, а выход соединен с вторым входом второго элемента И и через пятый элемент НЕ с вторым входом четвертого элемента И.

.--

Изобретение относится к области электроники и может быть использовано в системах автоматического управления и регулирования. Целью изобретения является повьшение точности формирования характеристики двухпо- зиционного реле с гистерезисом,., улум- .шение помехоустойчивости и расширение функциональных возможностей. Указанная цель достигается за счет использования логических сигналов, исключения операции дифференцирования, смены полярности гистерезиса. Для этого используют логическую схему, два ключа, сумматор и сравнивающий элемент. 2 ил,; W с ю 4: 00 СО