Пороговый вольтметр Советский патент 1991 года по МПК G01R19/165 B60N3/14 

Изобретение относится к релейной контрольно-измерительной технике и средствам повышения комфортабельности пассажирских транспортных средств и предназначено для использования в качестве щиткового автомобильного устройства бортовой диагностики и прикуривателя.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

На фиг.1 показана конструкция порогового вольтметра-прикуривателя; на фиг.2 - принципиальная электрическая схема устройства.

Пороговый вольтметр состоит из корпуса 1, выполненного по форме и размерам гнезда прикуривателя на автомобилях ВАЗ, ГАЗ, АЗЛК, ЗАЗ, и толчкового включателя 2, подпружиненного в корпусе 1 пружиной 3.Корпус 1 содержит электрический нагреватель 4, например, спирально-ленточного типа, питающую 5 и общую 6 клем(Л

мы, через которые замыкаются электрические цепи порогового вольтметра, керамический изолятор 7, помещенный между питающей 5 и общей 6 клеммами корпуса 1, и вывод 8 электрического нагревателя 4, имеющий форму латунного стержня с шаровым наконечником и припаянный к нагревателю.

Толчковый включатель 2 содержит компаратор 9 с пороговыми цепями и цветроптическими индикаторами 10 и 11 красного и зеленого свечения.Первая 12 и вторая 13 пороговые цепи компаратора 9 соединены электронным ключом 14. Включатель 2 также содержит нормально разомкнутые контакты 15 и 16, которые выполнены из пружинящей бронзовой ленты и в замкнутом состоянии образуют цепь соответственно с выводом 8 и общей клеммой 6. Компаратор 9 имеет постоянную электрическую связь с питающей клеммой 5 через проводник 17 и с общей клеммой

СП

6 через проводник 18, контакт 15 и пружину 3, имеющую проводящее покрытие. Контакт 16 также имеет электрическую связь с компаратором 9 через проводник 19 на общий провод компаратора - проводник 20. Первая пороговая цепь 12 компаратора 9 состоит из стабилитрона 21, цветооптического индикатора 11 зеленого свечения и ре- зистора 22. Она включена между проводниками 17 и 20. Вторая пороговая цепь 13 компаратора 9 состоит из цветооптического индикатора 10 красного свечения, стабилитрона 23 и резисто- ра 24. Ключ 4 содержит управляющую цепь, состоящую из контакта резистора 25 и резистора 26, подключенного выходом к общей точке 27 индикатора 11 и резистора 22. Общая точка 28 индикатора 10 и стабилитрона 23 образует вход второй пороговой цепи 13.

Пороговый вольтметр работает следующим образом.

В исходном положении, когда устройство просто вставлено в гнездо прикуривателя на щитке приборов автомобиля, т.е. питающая клемма 5 соедидвигателе, это сигнал о таких неисправностях, как отказ генератора или реле-регулятора, обрыв или ослабление ремня привода генератора,короткое замыкание в цепи и др.

При пуске двигателя на весь период пуска имеет место красное свечение, так как при этом напряжение на клеммах сети падает до 10 В. Как только двигатель запущен и начала работать генераторная установка,напряжение на клеммах бортовой сети превышает 12,6 В, стабилитрон 21 пробивается, и его полный ток проходит через индикатор 11 зеленого свечения и резистор 22. Падение напряжения на последнем надежно запирает ключ 14, и красный светодиод 10 перестает светиться. На режиме напряжений 12,6-13,0 В зеленый индикатор 11 может практически не светиться вследствие очень малого тока стабилитрона 21. Это второй порог диагностической информации вольтметра,характеризующий недостаточный зарядный ток (баланс) генераторной установки. По мере повышения напряжения на зажимах сети сверч указанных минимальных

нена с положительной клеммой бортовой JQ значений яркость зеленого свечения

сети, а клемма 6 соединена с общим проводом сети, и при этом напряжение в бортовой сети меньше напряжения стабилизации первой ступени компаратора 9, оба стабилитрона 21 и 23 заперты. В этом случае ключ 14 открыт, так как существует его базовый ток от клеммы 5 через индикатор 10,резисторы 26 и 22 на клемму 6. Через индикатор 10 красного свечения протекает полный ток открытого ключа 14, тогда как через диод 11 тока нет. Если первая пороговая цепь 12 компаратора 9 настроена, например, на 12,6 В, что характерно для полностью заряженной аккумуляторной батареи, то свечение красного индикатора 10 означает, что напряжение бортовой сети ниже этой нормы. Любое включение достаточно мощного потребителя при работающем двигателе вызывает проблеск красного свечения, а при неработающем двигателе красное свечение появляется на время питания мощного потребителя, например стартерного электродвигателя. Это происходит вследствие значительного падения напряжения на зажимах сети. Если постоянное красное свечение возникает при работающем

5

0

5

возрастает, свидетельствуя о достаточном зарядном балансе. Этот третий порог вольтметра характеризует напряжение в сети от 13,2 до 15,2 В, т.е. нормальный режим. Если напряжение в сети превышает 15,2 В, то срабатывает вторая пороговая цепь 13 компаратора 9, и пробивается стабилитрон 23. Тогда наряду с зеленым свечением индикатора 11 при запертом ключе 14 светится и красный индикатор 10, цепь которого замыкается через стабилитрон 23 и резистор 24. Это четвертый порог диагностической информации вольтметра, который характеризует избыточный баланс, перезаряд батареи, выкипание электролита и перегрузку включенных потребителей, что означает нарушение правильной регулировки реле-регулятора.

В режиме прикуривателя толчковый включатель 2 перемещают вперед,пружина 3 сжимается, лепестки контакта 15 сходятся с шаровым наконечником вывода 8, тем самым фиксируя это положение, контакт 15 надвигается на общую клемму 6. В результате замыкаются параллельные цепи электрического нагревателя 4 и красного индика-

51

тора 10 на общую клемму 6 бортовой сети. При любом напряжении сети индикатор 10 красного свечения светится до тех пор, пока нагревательный элемент прикуривателя проводит ток. Это пятый информационный порог вольтметра-прикуривателя. Однако при достаточном прогревании нагревателя 4 и, соответственно, вывода 8 лепестки контакта слегка отгибаются от тепловой деформации, и пружина выталкивает включатель 2 в исходное положение. При этом энергия возвратного перемещения включателя 2 передается через соответствующий буртик корпусу 1, и последний отрывается своей клеммой 5 от положительного зажима бортовой сети, выдвинув все устройство от исходного положения в сторону водителя: прикуриватель готов к использованию, а цепь вольтметра разомкнута. устройство возврагга

o

5

0

ется водителем в гнездо в позицию

вольтметра.

Формула изобретения

Пороговый вольтметр, содержащий цилиндрический корпус с питающими и общими клеммами, вставляемый в гнездо прикуривателя на автомобильном щитке приборов, и по крайней мере две электрические пороговые цепи с цве- тооптическими индикаторами, о т л и- ч ающийся тем,что, с целью расширения функциональных возможностей, он снабжен переключающей цепью из электрического нагревателя и толчкового включателя, включенной параллельно пороговым цепям, электрический нагреватель установлен на корпусе, а толчковый включатель снабжен двумя совместно переключаемыми нормально открытыми контактами и электронным ключом, шунтирующим первую электрическую пороговую цепь.

8

/Я

Фиг. I