Псевдосенсорный переключатель Советский патент 1987 года по МПК H03K17/00 

131 1 f

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах ввода и вывода информации .

Целью изобретения является расширение области применения,, за счет снижения потребляемой энергии от генератора и повьш)ения стабильности работы устройства и быстроде 1ствия при введении второго элемента передачи усилий и третьег о кольцевого магнитопровода.

На чертеже показана функциональная схема устройства.

Псевдосенсорный переключатель содержит первый 1 и второй 2 элементы передачи усилий первый 3 и второ

4кольцевые магнитопроводы :; обмотками 5 и б возбуждения; измерительнь:ми обмотками 7 и 8 контурными конденсаторами 9 и 10 соответственно, третий кольцевой магнитопрово

11с обмоткой 12 возбуждения и контурным конденсатором КЗ, гене- ратор 14, первый резистор 15, нелинейный элемент 16, второй резистор 17, корпус 18 устройства и перву 19 и вторую 20 пружины.

Обмотки 5 и 6 возбуждения включе-- ны последовательно-согласно через первый разделительный резисгор 5 и подключены к генератору 4, Обмотка

12возбуждения третьего Mai tiHToiipOBo да 1 1 включена паратихельно обмсггке

5возбуждения первого магнр5топрово,ца 3 через контурны конденсатор 13, Контурнь й конденсатор 10 подключен параллельно обмотке 8 второго магг и- топровэда 4, Контурный конденсатор 9 подключен параллельно второму резистору 17 и через неливе}1ный элемент 16 соединен параллельно с обмоткой

5 возбуждения. Измерительная обмотка 7 первого магнитопровода 3 и обмотка 6 второго магнитонровода 4 вклю- чены носледрвательно-встречгк).

Псевдосенсорный переключатель работает следующим образом.

В исходном положении, т.е. при включенном генератора 14, нагрузке 21 и прижатом к третьему ма1 нитопро- воду 1 I втором элементе 2 пере/, усилий через оба резонансных ко гггур; переключателя протекает переменный ток возбуждения от генератора 14 частотой f. Первый резонансный контур переключателя образован индуктивностью обмотки 5 возбуждения и

5

0

5

0

5

5

1122

lU ipa. LnejibHo подключенной к ней емкостью, образованной барьерной ем- к С1Стью обратн:о смешенного р-п-пере- хода диода нетп нейвого элемннта 16, а также реак-гившлм сопротивлением г;Г)следовательно соединенных конденсатора 13 и С бмотки 12 возбуждения ма -нитопровода 1 1 . Второй резонансный контур образован индуктивностью обмотки 6 возб гждепия второго магнитопровода 14 и емкостью конденсатора 10. Оба контура переключателя в исходном положении находятся в невозбужденном состоянии., Первый контур не возбуждается, так как его резонансная частота f при нажатии на элемент 2 передачи усилий будет меньше частоты Г; генератора 14. Уменыление частоты f связано с уменьшением мат-нитной проницаемости; магнитопровода 11 и индуктивности обмотки 12. При этом увеличивается 1:1еа1 :тивное соп эотивление емкостного характера дели последовательно соединенных конденсатора 13 и обмотки 12 1зозбуждения. Резул15татом этого является небольшое напряжение на nepisoM контуре и смещение р п-пере- хода диода нелинейного элемента 16. При небольших смещениях диода не- Jгинeйнo X) элемента 16 увеличивается его бар1 ерная емкость, что еще боль- :iie расстраивает первый контур в сто- ргпгу низших частот относительно f reiiepaTopa. Поэтому пер- контур остается в невозбужденном сост оянии и после снятия усилия с элемента 2 передачи. Второй резонансный контур пе)зеключателя находится н невозбужденном состоянии постоянно, так как его резонансная частота i: 2 меньше частоты f и .не меняется при работе переключателя. В результате этого в исходном рабочем положении выходн-ое напряж ение на нагрузке равно нулю. Таким образом, исходное положение переключателя после смятия -/СИЛИН нажатия с элемента 2

Г1ере)юд аереклю-чателя в положение Вк1 юче;1о достигается нажатием на элемент 1 передачи усилий. При этом усилие нажатия 11ере;1ается на первый магнито тровод 3. По;. дер1ствием сжи- маииис. й с илы, за счет магнитоупругого MiiibfKTa. умер1ьи1ается магнитная про- irifuaeMoc ть первого магнитопровода 3.

Это вызывает уменьшение индуктивности 5 возбуждения нервого магннтопро- вода 3, -что приводит к увеличению резонансной частоты f первого контура в сторону приближения к f.Вызванное этим увеличение напряжения на контуре и напряжения смещения на резисторах 15, 17 перемещает рабочую точку на вольт-кулоновой характеристике р - п-перехода диода нелинейного элемента 16 в область его меныпих значений. Это приводит к еще большему уменьшению резонансной частоты f контура , и первьш контур скачкообразно переходит в возбужденное состояние и остается в таком положении и после снятия усилия с элемента 1 передачи усилий. При этом на выходе псевдосенсорного переключателя, т.е. на нагрузке 21, скачкообразно появляется напряжение.

Перевод переключателя в положение Выключено достигается нажатием на элемент 2 передачи усилий. При этом усилие нажатия передается на третий магнитопровод 11. Под действием сжимающей силы магнитная проницаемость третьего магнитопровода 11 уменьшается, что приводит к уменьшению индуктивности обмотки 12 и увеличению реактивного сопротивления емкостного характера цепи последовательно соединенных конденсатора 13 и обмотки 12 возбуждения. Это приводит к уменьшению резонансной частоты f первого контура переключателя, которая становится меньше частоты f генератора 14. Расстойка контура относительно частоты f вызывает уменьшение напряжения на контуре,

запирающего диод нелинейного элемента 16. Уменьшение смещения диода нелинейного элемента 16 увеличивает его барьерную емкость и еще больше расстраивает первый контур. Поэтому после снятия усилия нажатия с элемента 2 передачи усилий контур продолжает оставаться в невозбужденном состоянии, что соответствует положению Выключено переключателя . В результате этого в положении Выключено переключателя выходное напряже- ние его на нагрузке равно нулю.

Первая 19 и вторая 20 пружины предназначены для защиты магнитопро- водов 3 и 11 от разрушений при больших усилиях нажатия на элементы 1 и 2 передачи усилий.

110124

Введение в конструкцию переключателя дополнительного нелинейного реактивного элемента, например полупроводникового диода, и последова- , тельно с ним второго резистора позволяет уменьшить потребляемую от генератора мощность. Происходит это вследствие малого напряжения смещения на нелинейном участке барьерной

10 емкости р-п перехода диода и малого тангенса угла потерь в магнитопро- водах при небольших напряженностях магнитного поля, при которых работает переключатель. Наличие стабильной

J5 барьерной емкости р-п-перехода обеспечивает высокую стабильность переключателя .

Таким образом, введение второго .

20 элемента передачи усилий, третьего магнитопровода с обмоткой возбуждения и контурным конденсатором позволяет разнести идентичные цепи управления переключателя включением и

25 выключением, что стабилизирует параметры работы устройства за счет равенства индуктивно-емкостных сопро- . тивлений цепей включения и выключения переключателя, а также уменьшает

30 требования к выходным параметрам генератора, что позволяет повысить быстродействие переключателя и уменьшить потребляемую от генератора энергию.

Формула изобретения

1. Псевдосенсорный переключатель по авт.св. № 1157683, отличающийся тем, что, с целью расши 0 рения области применения за счет повьшзецния стабильности работы и быстродействия, снижения потребляемой энергии, в него введены второй элемент передачи усилий, третий кольце вой магнитопровод с обмоткой возбуж- -дения и контурным конденсатором, второй резистор, нелинейный элемент и вторая пружина, причем обмотка возбуждения третьего кольцевого магнитопровода подключена через свой контурный конденсатор параллельно обмотке возбуждения первого кольцевого магнитопровода, нелинейный элемент включен между первым резистором и контурным конденсатором первого кольцевого магнитопровода, причем первый вывод нелинейного элемента подключен к первому резистору, а вто50

5

5 13110126

рой подключен к контурному конденса-устройства через вторую пружитору, второй резистор подключен па-ну.

раллельно контурному кондеьгсатору2. Переключатель по п,1, о т л ипервого кольцевого магнитопровода,, чающийся тем, что нелинейный

второй элемент передачи усилий под- злемент выполнен в виде полупроводвижно соединен, с цилиндрической по-никового диода, анод которого под верхностью третьего кольцевого маг-ютючен к первому выводу нелинейного

нитойровода, противоположная частьэлемента, а катод подключен к второкоторой соединена с корпусомму выводу нелинейного элемента.

Изобретение относится к имлульс- ной технике, является дополнительным изобретением к авт.св. № 1157683 и может быть использовано в устройствах ввода и вывода информации. Цель изобретения - расширение области применения - достигается за счет уменьшения потребляемой энергии от генератора, повышения стабильности работы и быстродействия путем введения второго элемента 2 передачи усилий и третьего кольцевого магнито- провода 11 с обмоткой 12 возбуждения и контурным конденсатором 13. Переключатель та кже содержит первьй элемент 1 передачи усилий, кольцевые магнитопроводы 3 и 4 с обмотками 5 и 6 возбуждения, контурными конденсаторами 9 и 10, измерительными обмотками 7 и 8 соответственно, г енера- тор 14, резисторы 15.и 17, нелинейный элемент 16, корпус 1В устройства, пружины 19 и 20. 1 ил. ( (Л 2 77 21 J