Реле времени Советский патент 1988 года по МПК H01H47/18 

Изобретение относится к п 1мет-- рическим релейным устройствам автоматики и предназначено для автоматического получения заданной величины задержки времени включения или выключения медицинской и бытовой электроаппаратуры, а также для автоматиза- I ции производственных процессов.

В современной медицинской практиИё некоторые лечебные процедуры (например, введение лекарственных средств и препаратов в вены, аорты и лимфатические коллекторы) требуют автоматизации, для которой могут быть использованы реле времени, обладающие длительностью выдержки, измеряемой часами Кроме того, применение современных сильнодействующих лекарственных средств диктует необходимость предъявления жестких требований к точностным характеристикам таких реле (ошибка - не более 1-2 мин) что в сочетании с многочасовой программой введения «обеспечивает широкую автоматизацию медицинских манипуляций интенсивной терапий и реанимации.

Целью изобретения является расширение области применения реле времени путем увеличения абсолютной, величины и диапазона регулирования времени выдержки при обеспечении необходимой точности.

Сущность изобретения зaкJttoчaeтcя в формировании трех пилообразньпс напряжений; одного основного и двух Дополнительных - большего и меньшего, отличакяцихся от основного соответственно в большую и меньшую сторону на одну и ту же часть амплитуды и периода, которые используются для образования временных интервалов. Кроме того, следует оОнаружить связь между текущими значениями величин двух пилообразных напряжений (большего и меньшего) в-номент достижения третьим (ос}швным) пилообразным напряжением максимума ,(или нуля) и порядкрвым номером (считая от момента запуска) периода третьего пилообразного напряжения. Это позволяет идентифицировать временной интервал

Время конкретной вьщержки реализуется путем последовательного выполнения уставок эадатчика временного интервала поразрядно, а именно; времени вьидержки, соответствующей уставке старшего разряда, которое отсчитывается от момента пуска реле до момента совпадения достижения максимума основным пилообразным напряжением и заданного для старшего разряда уровня обоими дополнительными пилообразными напряжениями; времени выдержки, соответствующей уставке среднего разряда, которое отсчитывается от момента окончания предыдущего этапа работы

реле до совпадения моментов достижения основным пилообразным напряжением максимума, а меньишм дополнительным пилообразным напряжением - заданного для среднего разряда уровня; времени

выдержки, соответствующей уставке младшего разряда, которое отсчитывается от момента окончания предьщущего этапа работы реле до момента достижения основным пилообразным напряжением заданного для младшего рёэряда , уровня.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит: первый генератор 1 пилообразного напряжения, интегратор 2, разрядный ключ 3, компара- - тор 4, сумматор 5, второй генератор 6 пилообразного напряжения, третий генератор 7 пилообразного напряжения,

источник 8 опорного напряжения, ком-

паратор 9, элемент И 10, пере- ключаемый элемент 11 с памятью, элемент Ш1И 12, усилитель 13, исполнительный элемент 1А, компаратор 15,

элемент И 1Ь, переключаемый зле- мент 17 с памятью, импульсный компаратор 18, элемент И 19, переключаемый элемент 20 с памятью, задатчик 21 уставок временного интервала, компараторы 22 и 23, нуль-орган 24, элементы ИЛИ 25 и 26, блок 27 управления .

Первые входы генератора t пилообразного напряжения, состоящего из интеграт.ора 2, к клеммам сброса которого подключен разрядньй ключ 3, компаратора 4, выход которого соединен с управляющим входом ключа 3 и сумматор 5, включенного между выходом интегратора 2 и первым входом компаратора 4 (первым, вторым и третьим входами генератора 1 являются соответственно второй вход компаратора 4, зход интегратора 2 и. второй вход сумматора 5, а выход интегратора 2 является выходом генератора 1), а также генераторов 6 и 7, соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами источника 8 опорного напряжеНИЛ, четвертьш выход которого связан с BTopbiM входом каждого из трех генераторов 1, о и 7. пилообразного на- пряжения. Выход генератора 1 пилообразного напряжения связан с последовательно соединенны ш компаратором 9, элементом И 10, переключаемым элементом It с памятью, элементом ШМ 12 усилителем 13 и исполнительным эле- ;ментом 14. Выход генератора 6 пилообразного напряжения связан с последовательно соединенными компаратором 15, элементом И 16, переключаемым элементом 17 с памятью, прямой выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 12, Выход генератора 7 пилообразного напряжения связан с последовательно соединенными импульсным компаратором 18, элементом И 19, переключаемы элементом 20 с памятью, прямой выход которого соединен с третьим входом элемента ИЛИ 12. Первый выход задатчика 21 уставок временного интервала соединен с вторым входом компаратора 9, второй выход эадатчика 21 соединен с вторым входом компаратора 15, а третий выход задатчика 21 соединен с вторым взсодом импульсного компаратора 18, вторь1М входом компаратора 22, первый вход которого соединен с выходом генератора 6 пилообразного напряжения, а выход с четвертым входом элемента И 19. Выход генератора 1 пилообразного напряжения соединен также с первым входом компаратора 23, второй вход которого связан с выходом источника 8 опорного напряжения и входом нуль-органа 24, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ 25, выход которого, в свою очередь, соединен ч: третьими входами элементов И 16 и 19, Выходы элементов И 10, 16 и 19 соединены с первым, вторым и третьим входами элемента ШИ 26 соответственно, выход которого соединен с третьим входом каждого из генераторов 1, 6 и пилообразного напряжения. Второй выход исполнительного элемента 14 соединен с отключающим входом блока 27 управления, первый выход которого связан с входом источника 8 опорного напрякения, а второй выход - с вторым входом каждого из трех переключаемых элементов 11, 17 и 20,

Интегратор 2 выполнен в виде опе- ращюнного усилителя, охваченного емкостной обратной связью через интегрирующий конденсатор, обкладки которого подсоединены к клеммам сброса интегратора.

Генераторы 1, 6 и 7 пилообразного напряжения вырабатывают на выходе последовательность пилообразных импульсов, амплитуда и период которых соот

ветственно

и, и Т.

равны:

и, и

и„ и -Т,

- 2 э и т.

При этом должно соблюдаться следующее соотношение между этими параметрами;

15

А

(1)

А

(2)

где А - число единиц в одном разряде уставки временного интервала или основание системы счисления временного интервала. Переключаемый элемент 11 с памятью и аналогичные ему элементы 17 и 20 представляют собой триггерное устройство с раздельными потенциальными входами, одно из состояний которого является преобладающим. Он может быть выполнен, например, на двух электромагнитных реле, одно из которых имеет цепь самоблокирования, а размыкающий контакт второго реле включен в цепь самоблокирования первого реле. Другим примером выполнения элемента 11 является устройство, содержащее триггер Шмидта, источник напряжения смещения и два ключа, причем один из ключей шунтирует источник напряжения смещения, а другой - управляющий вход первого ключа. Принцип работы устройства заключается в следующем. Напряжение смещения поддерживает триггер Шмидта во включенном состоянии, при этом егр выходное напряжение равно О, Входной импульсный сигнал имеет знак, противоположный полярности напряжения смещения, вследствие чего триггер Шмидта . отключается и на его выходе появляется сигнал 1. Это напряжение замыкает, ключ, шунтирующий источник напряжения смещения. В результате после окончания действия входного импульса триггер Шмидта остается в выключенном состоянии. Для изменения состояния триггера необходимо подать импульсный сигнал на второй вход устройства, который связан с управляю

о

щим входом второго КЛЮЧИ. Пторой клю замыкается и шунтирует цепь ynjianjip- ння первым ключом. В результате пя- пряжение смещения впопь приклпдыпает ся к пходу триггера Шмидта и яозьра- щает его в исходное состояние.

Элемент 11 может быть пыг олр1еп также на любом трип ере с дпумл равнозначными устойчивыми состояниями, но при этом должны быть приняты меры для установки тригг ера в устойчивое начальное состояние.

Импульсньш компаратрр 18 вырабатывает единичньи импульс в момент равенства между собой напряжений на ег входах. Один из возможных варианто)з исполнения - KOslnapaTop с потенциальным выходом соединенный через емкостную -связь с одновибратором.

Задатчик 21 уставок- временного интервала представляет собой прецизионный декадн1л 1 делитель напряжения (если Л-10) с тремя декадами коммута

5

0

При подаче комаи;х(-1 Пуск импу.ч-ос- с 11ял с второго П,хог,а Г-локз Л управления прикладыпгтется к вторым входам всех трех переключаемых элементов 1, 17 и 20, вследстиие чего на их прямых выходах. пг)япляется сигнал 1. Этот сигнал через элемент ИЛИ 12 и усилитель 13 вкл очает испол-. нительный элемент 1, с второго выхода которого поступлет сигнал, разре- ша1ои(ий яключение цеп.и самоблокирования блока 27 управления (например, замыкается контакт реле исполнительного элемента 14, включенный в цепь самоблокировки блока 27 управле1шя), С первого выхода блока 27 поступает напряжение питания на источник 8 онор- Hoi o напряжения, включал его в работу. Опорные напряжения с первого-четвер- тогс выходов источника 8 .идут на первые )1 вторые входы генераторов 1 , 6 и 7, в результате чего генераторы 1, 6 и 7 начинают однов-ремсино вырабя

Изобретение относится к парамет- рнцеским релейным устройствам айтома- тики и может быть использовано для автоматического получения заданной величины задержки времени включения или выключения медицинской и бытовой электроаппаратуры, а также для автоматизации производственных процессов. Цепь изобретения - расширение области применения - достигается путем увеличения абсолютной величины и диапазона регулирования времени вьщержки реле времени при обеспечении заданной тoчнoctи. Изобретение предусматривает обнаружение связи между текупщми значениями величин двух пилообразных напряжений в моменты достижения основным пилообразным напряжением максимума или нуля и порядковым номером периода основного пилообразного напряжения. Это позволяет идентифицировать временной интервал. Устройство содержит генераторы 1, 6 и 7 пилообразного напряжения, интегратор 2, разрядный ключ 3, компараторы 4, 9, 15 и 23, сумматор 5, источник 8 опорного напряжения, элементы И 10, 16, 19, переключающие элементы 11, 17 и 20 с памятью, элементы ИЛИ 12, 25 и 26, усилитель 13, исполнительный элемент 14, импульсный компаратор 18 задат- чик 21 уставок временного интервала, нуль-орган 24 и блок 27 управления. Устройство позволяет одним импульсом устанавливать в исходное состояние все входящие в него элементы. 1 табл. 1 ил с (/)

торов, образующими наборное поле трех 25 тывать линейи(; возрастак

десятичных разрядов младшего, среднего и старшего, например единиц, десяток и -сотен.

Нуль-орган 2А представляет собой компаратор, первый вход которого соединен с источником опорного напряжения низкого уровняJ также входящего в состав нуль-органа, а второй вход компаратора япляетсл входом нуль-органа. До тех пор по. сл входн п; напряжение нуль-органа 24 ниже установленного опорного напряжения низкого уровня, на его выходе имеется сигнал. В момент достижения входным сигналом установленного уровня выходной сигнал 1 уль-органа 2k меняется на О,

Блок 27 управ. может быть БЫ- полнен, например, в виде- устройства, состоящего из пусковой кнопки с двумя зa fЫIcaю цими контактами, источника постоянного напряжения, реле с цепью самоблокирования, в состав которой сходит замыкающиГ контакт исполнительного элемента 14. При этом .источник постоянного напряже 1ия связан с выходом блока 27 через замыкающий контакт реле, а с вторым вь ходом - через замыкающий контакт пусковой кнопки Поэтому после пуска блока 27 на его первом Г5ыходе напряжение присутствует постоинио, а на втором - только когда пускопая кнопка нажата.

Принцип работы реле времени заключается п cjiejiyiniiieM,

30

40

ние, Это ) ие через на втором входе которого ранен нулю, поступает па тора 4, где сравнивается напряжением, постуnpionuiM выхода источника вход кo пIapaтopa А, До те выходное )яжение интег меньше опорног о, ма ра 4 сигнал равен О, И стижения выходньп- напряже гратора 2 величины oroiiHO ния компаратор 4 срабят1.-1в выходе пояпляетсл сигнал рый, поступая на уггравляю рядного ключа 3, замыкает ствие че1 о иг-.тегратор 2 (сбрасывается). После э ходе интегратора 2 наггряж лится равным нулю компа ключаетси, Разрядны ключ ется, и на выходе ин гег ра начинает формиро атьс:я ли растающее напряхг.зииг:. Так осуществляется генерация но . о напря ;;ея(. 5 частота которого, п ри прочих p.-iiii зйпискт от величины опор :1;йкия., прикладмваемсгго к ду компаратора 4,

На riepBi- 8 входы 1члж;1от торов 1, 6 и 7 подается о 1 ряже1 ие, по вели ги: :, .-тл других. рИ л;-;б .:;-;с

15

50

нее лакряже0

0

ние, Это ) ие через сумматор 5, на втором входе которого пока сигнал ранен нулю, поступает па вход компаратора 4, где сравнивается с опорным напряжением, постуnpionuiM с соответст- выхода источника 8 на второГ; вход кo пIapaтopa А, До тех гтор пока выходное )яжение интегратора 2 меньше опорног о, ма компаратора 4 сигнал равен О, И момент до- стижения выходньп- напряжением интегратора 2 величины oroiiHOfj напряжения компаратор 4 срабят1.-1вает, л его выходе пояпляетсл сигнал 1, который, поступая на уггравляющий вход разрядного ключа 3, замыкает его, вследствие че1 о иг-.тегратор 2 обнуляется . (сбрасывается). После этого на выходе интегратора 2 наггряже)ие станс- лится равным нулю компаратор 4 от- ключаетси, Разрядны ключ 3 размыкается, и на выходе ин гег ратора 2 аи.овь начинает формиро атьс:я линейро возрастающее напряхг.зииг:. Таким образом осуществляется генерация пилообраз™ но . о напря ;;ея(. 5 частота .и амппмтуда которого, п ри прочих p.-iiiiibix условиях, зйпискт от величины опорного напря- :1;йкия., прикладмваемсгго к второму входу компаратора 4,

На riepBi- 8 входы 1члж;1от о из генера- торов 1, 6 и 7 подается опорное па- 1 ряже1 ие, по вели ги: :, .-тличное от других. рИ л;-;б .:;-;с y.r:, де5

0

сятичной системе счисления величин уставок временного интервала к первому входу генератора 1 -- основного пилообразного - напряженип приклады- - вается опорное напряжение, по величине равное деряти условным единицам (например, 1В), на первом входе генератора 6 меньшего пилообразного напряжения опорное напряжение равно де-JQ соответствуют десяткам единиц временвяти условным единицам (например, Of9 В)5 и на первом входе генератора 7 пилообразного напряжения опорное напряжение равно одиннадцати условным единицам (например, 1,1.В). Б этом случае генераторы 1, 6 и 7 вырабатывают пилообразные колебания, которые пропорциональны по амплитуде и длительности периода соответствующим опорным напряжениям. Например, если основное пилообразное напряжение (ОПН) следующие параметры: и 10 В; мин, то меньшее пилообразное напряжение (МИН) 11,9 В; мин, а большее пилообразное напряжение (БОН) 3 1 В; Т М мин. При одновременном синхронном запуске начала первого периода всех трех пилообразных напряжений совпадают, а начала следующих-периодов утке не совпадают друг с другом, причем если за точки отсчета брать моменты достижения максимума основным пилообразным напряжением (или моменты сброса ОПН), то текущее значение других двух пилообразных напряжений в эти моменты несет информацию о порядковом номере данного периода ОПН, Зная порядковый номер и длительность периода, легко . определить длитель ность интервала времени, прошедшего с начала запуска реле времени,

В таблице приведены текущие значения МПН (Uj) и БПН (Uj) в моменты окончания периодов ОПН. В первой строке таблицы приведены единицы порядковых комаров периодов ОПН, в первом столбце - десятки порядковых номеров периодов ОПН, Например, по таблице определим, что в момент окончания 53 периода ОПН , .

Из таблицы видно, что в начале каждого очередного десятка порядкового номера периода ОПН текущее значение как UjJ так и из равно по величине номеру соответствующего десятка. Так, в период № 10 в период № 30 и т.д. (см. столбец 3 таблицы), Кромг того, каждой единице поного интервала, а десятки порядковых номеров периодов - сотням единиц временного интервала.

На основании вышесказанного можно с предложить следукщий алгоритм выработки заданного интервала временив

Вначале отрабатывается и11тервал времени, соответствуюпщй целому числу 2Q сотен единиц временного, интервала, который отсчитывается от момента пуска реле и продолжается до момента совпадения максимума ОПН и равенства Uj и и , уровню, соответствующему тре- 25 буемому целому числу сотен единиц, после чего генераторы 1, 6 и 7 пилообразного, напряжения запускаются синхронно вновь от начального нулевого положения и отрабатывается интервал 30 времени, cootsетствующий целому числу десятков единиц временного интервала, который отсчитывается от момента повторного пуска генераторов 1, 6 и 7 до моментй совпадения максимума ОПН и равенства U уровню, соответст- вунщему требуемому целому числу десятков единиц временного интервала, после чего генераторы 1,6 и 7 запускаются в третий раз и происходит отработка интервала времени, соответствующего единицам единиц временного интерваша,- который отсчитьшается от момента последнего пуска генераторов 1,6 и 7 до момента совпадения текущего значения напряжения ОПН с уровнем напряжения, соответствующим требуемо-г му числу единиц временного интервала. Таким образом, интервал выдержки предлагаемого реле времени определяете по следующей формуле:

/А (AZ п + Am -ь k), (3) где А определяется выражением (1)

11пи (2); п - уставка старшего разряда за-

датчика уставокj m - уставка среднего разряда- задатчика уставок;

k - уставка младшего разряда за- датчика уставок.

35

40

45

50

55

7062

рядкового номера очередного периода ОПН соответствует текущее значение IL. Так, в период К 1 U 1; в период (С b и 6 и т.д. (см. строку 2 таблицы).. Следует отметить, что поскольку период ОПН равен 1.0 единицам временного интервала (например 10 мин), то еди- ниць порядковых номеров периодов ОПН

ного интервала, а десятки порядковых номеров периодов - сотням единиц временного интервала.

На основании вышесказанного можно предложить следукщий алгоритм выработки заданного интервала временив

Вначале отрабатывается и11тервал времени, соответствуюпщй целому числу сотен единиц временного, интервала, который отсчитывается от момента пуска реле и продолжается до момента совпадения максимума ОПН и равенства Uj и и , уровню, соответствующему тре- буемому целому числу сотен единиц, после чего генераторы 1, 6 и 7 пилообразного, напряжения запускаются синхронно вновь от начального нулевого положения и отрабатывается интервал времени, cootsетствующий целому числу десятков единиц временного интервала, который отсчитывается от момента повторного пуска генераторов 1, 6 и 7 до моментй совпадения максимума ОПН и равенства U уровню, соответст- вунщему требуемому целому числу десятков единиц временного интервала, после чего генераторы 1,6 и 7 запускаются в третий раз и происходит отработка интервала времени, соответствующего единицам единиц временного интерваша,- который отсчитьшается от момента последнего пуска генераторов 1,6 и 7 до момента совпадения текущего значения напряжения ОПН с уровнем напряжения, соответствующим требуемо-г му числу единиц временного интервала. Таким образом, интервал выдержки предлагаемого реле времени определяете по следующей формуле:

/А (AZ п + Am -ь k), (3) где А определяется выражением (1)

11пи (2); п - уставка старшего разряда за-

датчика уставокj m - уставка среднего разряда- задатчика уставок;

k - уставка младшего разряда за- датчика уставок.

FlycTis, например, требуется вырабо- стигнет максимума (или минимума).

тать выдержку времени в 543 единицы временного интервала (единица временного интервала определим при как десятая чаеть длительности периода ОПН) . Пусть амплитуда ОПН В, тогда с первого выхода задатчика 21 уставок временного интервала снимается напряжение 3 В, которое поступает на второй вход компаратора 9, с второго вькода задатчика 21 - 4 Bj поступающее на йторой вход компаратора 15, а с третьего выхода задатчика 21 - 5 В, прикладываемое к вторым входам компараторов 18 и 22.

Напряжение с выхода генератора 1 поступает на вход нуль-органа 24 и на первый вход компаратора 23, на второй вход которого подается напряжение, равное U| (10 В) j с пятого выхода источника 8 опорного напряжения« На выходе нуль-органа 24 вырабатывается сигнал когда ОПН равно ну10

формируется сигнал 1 на выходе к паратора 22, |то произойдет через периодов ОПН после синхронного зап ка генераторов (см. табл, 1). До э го момента элементы И 16 и 10 буду заблокированы сигналом О, посту- паюищм с инверсного выхода переклю чаемого элемента 20, поэтому состо ние компараторов 9 и 15 не влияет работу устройства. Импульсы с выхо компараторов 19 и 22 и элемента ИЛ поступают на входы элемента И 19, втором входе которого уже существу сигнал 1 с прямого выхода перекл чаемого элемента 20. В результате этого на выходе элемента И 19 появ ется импульс, который переводит пе ключаемый элемент 20 во включенное состояние iipH этом блокируется эл мент И 19 сигналом О с прямого в хода переключаемого элемента 20, с довательно, отключается канал стар

15

20

а на выходе компаратора 23 сиг- 25 ° разряда, снимается блокировка с

лю,

нал 1 ныр абатывается в тот момент, когда ОПН равно максимуму. Таким образом, выходной сигнал компаратора 23 представляет собой импульс, начало которого совпадает с моментом достижения выходным напряжением гснерато- .ра 1 заданного с пятого выхода источника 8 макс.чмальнсго значения а окопчанне - с- адмеито пёрекода основным пнпообраэкык ийпрйжением or максимального значения к нулевому а вьЕкодной сигнал луль-оогака 2ч пред- стааллет собой импульс, начало которого совпадает с моментом перехода ОПН от максимального к нуле вому, а окскчание - чувстйительностью нуль-органа 7.4 или величиной гистерезиса его характеристики. Эти даа импульса суммируются по длительности на пыходе элемента ШИ 25 Суммарньй нмпульс как- бы стробирует момент перехода ОПИ от максимального к нулевому значению,. Выходные импульсы элемента ИЛИ 23 поступают на третьи входы элементов И 16 и 9, Oднoвpe seннo на первый вход импульсного компаратора 18 поступает сигнал с выхода ге нератора 7 пилообразного напряжения а.на первый вход компаратора.22 - с выхода генератора 6,

В момент времени; когда выходные напряжения генераторов 6 и 7 достиг- одновременно уровня 5 В, а ка- йряжеине на выходе генератора 1 до30

40

45

50

55

элементов И 10 и 16,- поскольку на и версном выходе переключаемого эп&м& та 20 устанавливается сигнал 1, а сигнал с выхода элемента И 19 посту пает также через элемент ИЛИ 26 на третий вход из генераторов 15 б и 7 и устанавливает их в ис ходное состояние (Сбрасывает), Пр цесс сброса генераторов 1,6 и 7; на примере генератора 1, происходит ел дуюищм образом: импульс с третьего входа генератора прикладывается к в рому входу сумматора 5, где складыв ется с выходным напряжением интегра тора 2, Амплитуда выходного импульс эламента ИЛИ 26 с помощью г- асштабир вакия .iia входе сумматора 5 выбирает ся такой величиныр чтобы, пройдя че рез. cyMbtarop 5,, он был заведомо бол ше любого из опорных напряжений на первом, втором и третьем вьиодах ис точника 8 опорного напряжения, Вспе с:увие этого lipH ;оступленни выходного импульса элемента Ш1И 26 напряжение ,иа первом вкоде компарато тора 4 появляетс сигнал .котор замыкает ргзрядньв ключ 3,- что прив дит if сбросу интегратора 2,, В результате сброса напряжение на вых де интегратора 2 стамовится равным (y. след.овательно, после окончанк действия импульса сброса на вьтходе компаратора 4 вновь - сстанавливает ся сигнал О и работа генератора п

стигнет максимума (или минимума).

формируется сигнал 1 на выходе компаратора 22, |то произойдет через 50 периодов ОПН после синхронного запуска генераторов (см. табл, 1). До этого момента элементы И 16 и 10 будут заблокированы сигналом О, посту- паюищм с инверсного выхода переключаемого элемента 20, поэтому состояние компараторов 9 и 15 не влияет на работу устройства. Импульсы с выхода компараторов 19 и 22 и элемента ИЛИ 25 поступают на входы элемента И 19, на втором входе которого уже существует сигнал 1 с прямого выхода переключаемого элемента 20. В результате этого на выходе элемента И 19 появляется импульс, который переводит пере ключаемый элемент 20 во включенное состояние iipH этом блокируется элемент И 19 сигналом О с прямого выхода переключаемого элемента 20, следовательно, отключается канал старше5

0

0

0

5

0

5

элементов И 10 и 16,- поскольку на ин;; версном выходе переключаемого эп&м&к- та 20 устанавливается сигнал 1, а сигнал с выхода элемента И 19 поступает также через элемент ИЛИ 26 на третий вход из генераторов 15 б и 7 и устанавливает их в исходное состояние (Сбрасывает), Процесс сброса генераторов 1,6 и 7; на примере генератора 1, происходит дуюищм образом: импульс с третьего входа генератора прикладывается к второму входу сумматора 5, где складывается с выходным напряжением интегратора 2, Амплитуда выходного импульса эламента ИЛИ 26 с помощью г- асштабиро- вакия .iia входе сумматора 5 выбирается такой величиныр чтобы, пройдя через. cyMbtarop 5,, он был заведомо больше любого из опорных напряжений на первом, втором и третьем вьиодах источника 8 опорного напряжения, Вспед с:увие этого lipH ;оступленни выходного, импульса элемента Ш1И 26 напряжение ,иа первом вкоде компарато- - тора 4 появляетс сигнал .который замыкает ргзрядньв ключ 3,- что приво дит if сбросу интегратора 2,, В результате сброса напряжение на выходе интегратора 2 стамовится равным (y. след.овательно, после окончанкл действия импульса сброса на вьтходе компаратора 4 вновь - сстанавливает- ся сигнал О и работа генератора пилообраэиого напряжения 1 возобновляется. Одновременно возобновляется работа оста.ььных двух генераторов 6 и 7. Начинается формирование интервала времени заданного уставкой среднего разряда (40 единиц). Напомним, что к этому моменту заблокированными являются элементы И 10 и 19, поэтому выходные сигналы компараторов 9, 18 и 22 не влияют на работу прибора. Элемент И 16 вырабатывает на выходе импульс в момент, когда совпадут моменты достижения вькодным иа- аряжением генератора 1 мaкcи yмa (или нуля) и достижения выходным напряжением генератора 6 уровня 4 В (при этом в первом случае появляется сигнал 1 на вЬгходе элемента 25, а во втором случае - сигнал 1 на выходе компаратора 15). Таким образом, в этот момент на всех входах элемента И 16 имеется сигнал 1, вследствие этого на его выходе также появляется сигнал 1. Этот сигнал возвращает переключаемый элемент 18 в ис- ходное состояние и через элемент ИЛИ 26, переключаемый элемент 18 в исходное состояние и через элемент Ш1Й 26, осуществив сброс интеграторов в составе генераторов t 6 и 7, производит их новый синхронный запуск.-При этом элемент И 16 блокируется сигналом О с прямого выхода переключаемого элемента 17, следовательно, ка10

15

мент, когда выходные напряжения соот ветствующих генераторов превысят их зону нечувствительности. При этом нуль-орган 24 будет вырабатывать сигнал до тех пор, пока выходное напряжение генератора I меньше его порога срабатывания5 следовательно, возврат соответствующего переключаемого элемента в искодное состояние осуществится при отсутствии значащей единицы уставки соответствующего раз ряда. .. Необходимо лишь, чтобы порог - срабатывания нуль-органа 24 был заведомо выше зоны кечувствительности компаратороБ 15, 18 и 22.

Точность выдержки времени при любых временных интервалах обеспечивается за счет того, что суммарная временная задержка складывается из трех временных интервалов, формируемых тремя генераторами пилообразного напряжения, к точности каждого из которых не предъявляются, жесткие требо- 25 вания.

Высокая точность выдержки времени в предлагаемом реле обеспечивается тем, что заданный временной интервал формируется не за счет формирования соответствующего по длительности лн- нейно возрастающего напряжения, что выдвигало бы невыполнимо жесткие требования к линейности выходного напряжения при больших интервалах времени, а путем использования фазовых

20

30

нал среднего разряда также откл очает- соотношений трех пилообразньгх напряся. Далее производится фopм фoвaниe жений, периоды которых в десятки раз временного интервала, заданного младшим разрядом (3 единицы). Для эТого

меньше достижимого интервала задержки, что в соответствующее число раз уменьшает жесткость требований к ли- нейности линейно возрастающего напря жения .

на входах компаратора 9 осуществляется сравнение задающего напряжения ЗВ с выходным напряжением генератора 1. Б момент их равенства компаратор 9 вь рабатывает сигнал 1 который, проходя через элемент И 10, возвра- . щает переключаемый элемент 11 Ъ исходное состояние. При этом на выходе э- 1емента ИЛИ 12 пропадает сигнал 1, вследствие чего отключается исполнительный элемент 14, один из контактов которого выключает блок 27 управления. В результате этого снимается питание источника 8 опорного напряжения и .работа реле времени прекращается,

При отсутствии значащих единиц в уставках разрядов соответствующие компараторы сработают после запуска генераторов 1, 6 и 7 в мо

мент, когда выходные напряжения соответствующих генераторов превысят их зону нечувствительности. При этом нуль-орган 24 будет вырабатывать сигнал до тех пор, пока выходное напряжение генератора I меньше его порога срабатывания5 следовательно, возврат соответствующего переключаемого элемента в искодное состояние осуществится при отсутствии значащей единицы уставки соответствующего разряда. .. Необходимо лишь, чтобы порог - срабатывания нуль-органа 24 был заведомо выше зоны кечувствительности компаратороБ 15, 18 и 22.

Точность выдержки времени при любых временных интервалах обеспечивается за счет того, что суммарная временная задержка складывается из трех временных интервалов, формируемых тремя генераторами пилообразного на пряжения, к точности каждого из которых не предъявляются, жесткие требо- вания.

Высокая точность выдержки времени в предлагаемом реле обеспечивается тем, что заданный временной интервал формируется не за счет формирования соответствующего по длительности лн- нейно возрастающего напряжения, что выдвигало бы невыполнимо жесткие требования к линейности выходного напряжения при больших интервалах времени, а путем использования фазовых

жений, периоды которых в десятки раз

0

5

0

5

меньше достижимого интервала задержки, что в соответствующее число раз уменьшает жесткость требований к ли- . нейности линейно возрастающего напряжения .

Указанное техническое преимущество дос тигается тем, что в устройстве используются три генератора пилообразного напряжения с синхронньтм запуском. При этом длительность периодов выходного напряжения генераторов отличается друг от друга на небольшую величину. Вследствие этого в каждый новый период начала пилообразных колебаний на вьЬсоде генераторов будут все более и более не совпадать.

Кроме того, предложенное реле вре- feни удобно в эксплуатации,, так как, во-первых, позволяет использовать- превь чную десятичную систему счисления задаваемой дли.тельности временных интервалов,- во-вторых, позио.пяет одну

и ту же заданную уставку йрс..энного интервала повторять несколько раз только нажатием пусковой кнопки. Кроме того, в предлагаемом реле очень легко может быть смещен диапазон регулирования временного интервала в сторону уменьшения абсолютной величины путем увеличения сигнала на первы входах генераторов пилообразного напряжения (во сколько раз увеличится величина сигнала, во столько же раз уменьшится и выдержка времени), Благодаря этому реле времени может быть сделано практически универсальньгм. Следует также отметить преимущества предлагаемого реле времени при использовании- его в составе таймера - временного программирующего устройст .ва: оно имеет малое число задающих входных линий, которые необходимо коммутировать при работе таймера, характеризуется простотой процесса дешифрован 1я результата, возможностью одним импульсом установить в исходное состояние все элементы устройства и т.д. Формула изобретения

Репе времени, содержащее последовательно соединенные источник опорного напряжения и первый генератор пилообраэкого напряжения j cocтoяIД й КЗ компараторар второй вход которого является первьЕ-1 акодом генератора, интегратор, к клемт ам сброса которого подключег разрядный ключ, соединенный управляющим входом с выходом компаратора, а также задатчик уставок временного интервала и последовательно соединенные усилитель и исполнительный элемент, выход которого является вь ходом реле времени, отличающееся тем,, что, с целью увеличения абсолютной величины м диапазона регулирования зременк ы держки при обеспечении высокой точности j Введены второй и третий .генераторы пилообразного напряжения, Б каждый из трех генераторов введен сумматор, первый вход которого соединен с выходом интегратора, являющегося также выходом реле времениj второй вход является третьим входом генератора5 а выход соединен с вто- рьм входом компаратора, вход интегра тора является вторым входом генератора, при этом первые входы второго и третьего генераторов соединены соот0

0

ветственно с вторьгм и третьим выходами 1 сточника опорного напряжения, четвертый выход которого соединен с вторыми входами каждого из трех генераторов пилообразного напряжения, блок управления, четыре компаратора, импульсный компаратор, нуль-орган, три элемента И, три элемента ИЛИ и три переключаеьзмх элемента с памятью, при этом выход первого генератора пилообразного напряжения соединен с входом нуль-органа, с первым входом четвертого компаратора, вто5 Р вход которого соединен с пятым выходом источника опорного напряжения, и с последовательно соедикенньв-ш первым компаратором, первым элементом И, первым переключаемым элементом с памятью и с первым элементом ИЛИ, выход которого соединен с входом усилителя, выход второго генератора пилообразного напряжения сое,ци- нен с первым входом третьего компара5 тора, второй вход которого соединен с третьим выходом задатчика уставок временного интервала и с последовательно соединенными вторым компаратором, вторым элементом И, вторым, переключаемым элементом с памятью, прямой выход которого соединен с вторым входом первого элемента Ш1И а инверсный выход соединен с третьим входом первого элемента И, выход третьего генератора пилообразного напряжения соединен с последовательно соединенными импульсньгм компаратором, третьим элементом И, третьим переключаемым элементом с памятью, прямой вьгход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, а ии- версный Ёыход - с четвертьп ж входаг-м первого и BTopos o элементов Ир кроме того, прямые выходы первого, второго и третьего переключаемых элементов соединены с вторыми входаьда одкоммеи- ных элементов И соответственно;, первый, второй и третий вькоды зэ. датчика уставок времеяного и терва.ла соединены с вторыми входами соответст0

5

0

S

0

зенно первого, второго и импульсного компараторов5 выходы четвертого компаратора и нуль-органа соеднкены соот варственно с первь м и йторьи входами второго ИЛИ вы.ход которого соедкнан с третьими входаьг второго и третьего элементов И., выходы первого, второго к третье.го элементов И соединены с. oAi-iOHMaHHbSvoi входаИИ третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен о третьими входами всех трех генераторов пилообразного напряжения, второй выход исполнительного элемента соединен с отключающим

-2

и.

и,

и.

и.

и.

и

2

и.

з

2

з

Ui

з

Uj

из

о

о 1

1

2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 8 8

9/0 9

12345 10 9 876

23456 0/11 10 9 87 34 56 7

0/11 10 9 8 -5 6 7 8

0/1110 9 7 89/0

1 4 2 5 3 6

Г

4

7

5

8

6

9/0

7

1

8

1

6

2

7

3

8

4

9/0

5

t

6

2

7

1

8

2

9/0

3

1

4

2

5

3

0/11 10

9/0

1

1

2

2

3

3

4

4

1

0/11

2,

1

3

2

4 3 5 4

входом блока управления, nepabrfi выход которого соединен с входом источника опорного напряжения, а второй выход - с вторыми входами переключаемых элементов.

45 76

56 87 6 7

9 8 7 8

/1110 9 89/0

1

/0

1

0/11 10

6

5

7

6

8

7

9/0

8

1

9

9/0

1

1

2

2

3

3

4

4

1

7

4

8

5

9/0

6

1

7

2

8

Э

9

8

3

9/0

4

1

5

2

6

3

4

8

5

9

6

0/11 10

2,34

}

1О/П 10

345

45 б 7 32 10/1110 56789/0 4 3 21 0/11

9/0

2

1

3

2

4

3

5

4

6

5

7

6

8

7

9

8