Фотореле Советский патент 1988 года по МПК H01H47/24 

; ISD

j:

ИзоГф Г ениг относится к электро- .чптпматике к может быть использовано в различных устройствах для регистрации изменения световог о потока при наличии стационарной стохастической световой помехи.

Целью изобретения является повышение точности при воздействии стационарной стохастической световой поме- хи путем поссгановления среднего значения выходного сигнала фотореле.

На фиг. 1 изображена функционадь- ная схема фотореле с раскрытием электрических схем его блоков; на фиг. 2- 5 - эпюры сигналов, поясняющие работу фотореле.

Фотореле содержит (фиг. 1) трансформаторный автогенератор 1, работающий в ждущем режиме, двухобмоточное выходное реле 2, блок 3 электрической развязки, суммирующий на два входа ограничитель 4, зона ограничения которого равна порогу срабатывания реле 2 и коэффициент передачи динейного участка статической характеристики которого равен единице (ограничитель) инвертирующий ограничитель 5, зона ограничения которого в два раза больше (шире) зоны ограничения суммирующего ограничителя 4 и коэффициент передачи линейного участка статической характеристики которого равен 2 (инвертирующий ограничитель), суммирующий интегратор 6, инвертирующее нелинейное звено 7 с зоной нечувствительности, величина которой равна накопленному заряду интегратора 6 при интегрировании синусоидального полезного сигнала без помехи (нелинейное

40

звено), полупроводниковый триод 8,переменный резистор 9, автотрансформатор 10.1 и 10.2, стабилитрон 11, фотодиод 12, конденсатор 13.1, диод 13. цепи временной .задержки на срабатыва--.с ние реле 2, переключающие контакты 14 ,реле 2.

50

На фиг. 1 показано, что в коллекторную цепь триода 8 включена первая обмотка выходного реле 2 и через развязывающий блок 3 - ограничитель 4, инвертирующий ограничитель 5 и интегратор 6. Выход интегратора 6 подключен к входу нелинейного блока 7, к входу ограничителя 4 и к второй обмот ке выходного реле 2.

Фотореле работает следующим образом.

Q

0

с

0

Если суммарный световой поток (фиг. 4), состоящий из полезных световых импульсов (фиг. 2) и стохастической стационарной световой помехи (фиг. 3), не превьппает в интервале 0-t, уровня срабатывания (запуска гелератора 1) фотореле, то реле 2 не срабатывает, так как суммарный входной сигнал интегратора 6 равен нулю. Проинтегрированньй нулевой сигнал тоже равен нулю. Уровень срабатывания фотореле выбран с учетом среднего значения А стационарной стохастической помехи и полезного сигнала Л и равен /- .,-t-Aj.

В момент f-г фотореле срабатывает. Переключающие контакты 14 формируют передний фронт выходного сигнала фотореле (фиг. 5). В интервале t,-t происходит интегрирование разностного сигнала между выходным сигналом ограничителя 4 и его входным сигналом с одной стороны и выходным сигналом интегрирующего ограничителя 5 с другой стороны. Выходной сигнал интегратора 6 поступает на выходы блоков 4 и 7 и на вторую обмотку реле 2. Под действием этого сигнала реле 2 срабатывает.

В момент t реле 2 прототипа отключается. Это могло бы привести к существенному сокращению длительности формируемых выходных импульсов фотореле и к уменьшению их среднего значения до величины А, при которой .

Для устранения этого недостатка в предлагаемом фотореле задний фронт формируемых выходных импульсов задерживается на интервал времени . пропорциональный величине ограниченной части суммарного сигнала, что позволяет восстановить среднее значение сформированных импульсов и повысить тем самым точность регистрации изменения полезного светового потока. В интервале времени разностный сигнал на входе интегратора 6 меняет свой знак на обратный в сравнении с знаком этого разностного сигнала в интервале . Ранее накопленный заряд на интеграторе 6 уменьшается до нулевого значения. Выходное реле 2 в момент tj отключается. Контакты 14 этого реле 2 формируют задний фронт выходных импульсов фотореле. Аналогично в интервале времени t 4-4Временная селекция коротких импульсных помех, например, в интервале

I осущестнляется за счет элементов 13.1 н 13.2, которые обеспечивают временную задержку на срабатывание реле 2 (на фиг. 2-5 эта временная задержка не показана).

Для исключения нежелательного явления перекомпенсации эффекта насыщения фотореле, когда накладываемая полуволна световой помехи совпадает с видеоимпульсом полезного светового потока и задержка заднего фронта выходного импульса фотореле не требуется, часть накопленного заряда инте- гратора 6 передается через нелинейный блок 7, который выполняет в этом случае функдию жесткой отрицательной обратной связи интегратора 6. Заряд на интеграторе 6 уменьшается и чрез- мерной задержки заднего фронта формируемых выходных импульсов фотореле не происходит.

При использовании предлагаемого

А 4-А S фотореле повьппается на-100%

точность регистрации изменения светового потока в условиях воздействия стационарной стохастической световой помехи за счет восстановления среднего значения сформированных выходных импульсов фотореле, где Aj- среднее значение выходного сигнала фотореле с коррекцией и без коррекции соответственно.

Формула изобретения

Фотореле, содержащее трансформатоный автогенератор на транзисторе, в эьшттерную цепь которого включен стабилитрон, зашунтированный фотодиодом и переменный резистор, подключенный параллельно автотрансформатору, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы фотореле при воздействии стационарной стохастической световой помехи путем восстановления среднего значения выходного сигнала фотореле, в него введены развязывающий блок, суммирующий ограничитель, инвертирующий ограничитель, суммирующий интегратор, инвертор с зоной нечувствительности и двухобмоточное выходное реле, первая обмотка которого включена в кол- лекторную цепь транзистора трансформаторного автогенератора и соединена с входом развязывающего блока, а вторая обмотка подключена к первому входу суммирующего ограничителя, к выходу суммирующего интегратора и через инвертор к первому входу суммирующего интегратора, второй вход которого связан с выходом развязывающего блока, с входом инвертирующего ограничителя и с вторым входом суммирующего, ограничителя, выход которого подключен к третьему входу суммирующего интегратора, четвертый вход которого соединен с выходом инвертирующего ограничителя .

Фиг.5

Изобретение относится к области электроавтоматики и может быть использовано в различных устройствах для регистрации изменения светового потока при наличии стационарной стохастической световой помехи. Целью изобретения является повышение точности работы фотореле. При воздействии стационарной стохастической световой помехи будет восстановлено среднее значение выходного сигнала фотореле. Для исключения нежелательного явления перекомпенсации часть накопленного заряда интегратора 6 передается через нелинейный блок 7, который выполняет в этом случае функцию жесткой отрицательной обратной связи интегратора 6. Заряд на интеграторе 6 уменьшается, и чрезмерной задержки заднего фронта выходных импульсов фотореле не происходит. 5 ил. с сл

Составитель А.Каретников Редактор Е.Копча Техред М.Ходанич Корректор О.Кравцова

Заказ 4693/54

Тираж 746

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное