Фотореле Советский патент 1991 года по МПК H01H47/24 

Изобретение относится к электроавтоматике и может быть использовано в фото- следящих автоматических системах для регистрации изменения светового потока при наличии стационарной стохастической световой помехи, параметры которой близки к параметрам регистрируемого светового потока.

Целью изобретения является повышение точности за счет компенсации стационарной стохастической световой помехи путем расширения диапазона виртуального изменения ее параметров.

На фиг.1 изображена функциональная схема предлагаемого фотореле: на фиг.2 - 6 - эпюры сигналов, поясняющие его работу.

Фотореле содержит трансформаторный автогенератор 1. работающий в ждущем режиме, двухобмоточное выходное реле 2 с обмотками 2.1 и 2.2 с замыкающим контактом 2.3, блок 3 электрической развязки, суммирующий на два входа ограничитель 4. зона ограничения которого равна порогу

срабатывания выходного реле 2 и коэффициент передачи линейного 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 двум единицам (инвертирующий ограничитель), суммирующий интегратор 6, инвертор 7 с зоной нечувствительности, величина которой АЗ равна накопленному заряду интегратора 6 при интегрировании помехи, параметры которой совпадают с параметрами полезного регистрируемого светового импульса (нелинейный блок), полупроводниковый триод 8, переменный резистор 9. автотрансформатор с обмотками 10.1 и 10.2, стабилитрон 11, фотодиод 12, конденсатор 13.1 и диод 13.2 цепи временной задержки на срабатывание реле 2 соответственно, дополнительное реле 14 с замыкающими консл

О

сл

CJ

о

ю

ю

тактами 14.1 и 14.2 и инвертирующий усилитель 15.

В статике в коллекторную цепь триода 8 трансформаторного автогенератора 1 включена первая обмотка 2.1 выходного реле 2 и через развязывающий блок 3 - ограничитель 4, инвертирующий ограничитель 5 и интегратор 6. Выход интегратора 6 подключен непосредственно к входам нелинейного блока 7, ограничителя 4, второй обмотки 2.2 реле 2 и через замыкающие контакты 14.1 и 14.2 - к входам реле 14 и инвертирующего усилителя 15. Другие входы интегратора 6 подключены к выходам ограничителя 4, инвертирующего ограничителя 5, нелинейного блока 7 и инвертирующего усилителя 15, а также к входу реле 14. Параллельно обмотке 2.1 реле 2 подключены диод 13.2 и конденсатор 13.1.

Фотореле работает следующим образом.

Если суммарный световой поток (фиг.5), состоящий из полезных световых импульсов (фиг.2) и стохастической стационарной световой помехи (фиг.З), не превышает в интервале 0 - Тч уровня срабатывания (запуска генератора 1) фотореле, то реле 2 не срабатывает, так как суммарный входной сигнал интегратора 6 равен нулю. Проинтегрированный (фиг.4) нулевой сигнал тоже равен нулю. Уровень срабатывания фотореле выбран с учетом среднего значения А2 стационарной стохастической помехи и полезного сигнала AI и равен А4 AI + АЗ.

В момент Т1 фотореле срабатывает. Замыкающие контакты 2.3 формируют передний фронт выходного сигнала фотореле i (фиг.6). В момент Т2 реле 2 отключается (на фиг.6 показано пунктирной линией). Это могло бы привести к существенному сокращению длительности формируемых контактами 2.3 выходных импульсов фотореле и к уменьшению их среднего значения до величины As, когда As AI. Для устранения этого нежелательного явления в интервале Тт - 2 интегрируют разностный сигнал между выходным сигналом ограничителя 4 и его входным сигналом, с одной стороны, и выходными сигналами инвертирующего ограничителя 5, с другой стороны.

Выходной сигнал интегратора 6 поступает на входы блоков 4-и 7 и на вторую обмотку 2.2 реле 2 для дополнительного поддержания его во включенном состоянии.

Проинтегрированный и накопленный в интервале Ti - Т2 сигнал на выходе интегратора 6 поддерживает во включенном состоянии реле 2 до момента Тз, задерживая на интервал времени Тз - Т2. пропорциональный величине ограниченной части суммарного сигнала, задний фронт выходного импульса фотореле, что позволяет восстановить среднее значение сформированных импульсов и повысить тем самым точность регистрации изменения полезного светового потока в условиях световых помех.

Так как в интервале времени Тг - Тз

разностный сигнал на выходе интегратора 6 меняет свой знак на обратный в сравнении со знаком этого разностного сигнала в интервале TI - Т2, ранее накопленный заряд на интеграторе 6 уменьшается до нулевого

значения. Выходное реле 2 в момент Тз формирует задний фронт выходного импульса фотореле.

Временная селекция коротких импульсов помехи, например, в интервале Т - Та

осуществляется за счет функционирования элементов 13.1 и 13.2 которые обеспечивают временную задержку на срабатывание реле2. На фиг.2 6 эта временная задержка не показана.

Недостаток прототипа состоит в том что при совпадении параметров помехи и полезного импульсного свегоного потока например, в интервале Т и - Т происходит нежелательная перекомпенсацич среднего

значения выходных импульсов когда имеет место А At, что снижает точность компенсации этой помехи На фиг.4 - 6 этот случай показан пунктирной линией. Для уменьшения чрезмерной задержки заднего фронта

выходных импульсов фотореле установлен нелинейный блок 7 в цепь обратной связи интегратора 6. который ограничивает чрезмерную величину накопленного заряда этого интегратора 6 до уровня АЗ В предлагаемом фотореле установлено реле 14. которое включается в момент TS достижения максимального значения накопленного заряда интегратора 6, самоблокируется с помощьюсвоих замыкающих контактов 14.1

и подключает контактами 14.2 инвертирующий усилитель 15 в цепь жесткой отрицательной обратной связи интегратора 6. Интегратор 6 обнуляется. Реле 14 возвращается в исходное состояние. Нежелательной задержки заднего фронта выходного импульса фотореле в момент Те не происходит. Имеет место Ai Ае.

При использовании предлагаемого

I Аб - А I + I Ae - As I фотореле на

х100% повышается точность компенсации стационарной стохастической световой помехи, параметры которой близки к параметрам полезного светового потока.

Формула изобретения Фотореле по авт.св. 1424070, отличающееся тем,что. с целью повышения точности за счет компенсации стационарной стохастической световой помехи путем расширения диапазона виртуального изменения ее параметров, в него введено дополнительное реле с двумя замыкающими контактами и инвертирующий усилитель, причем выход инвертирующего усилителя подключен к входу суммирующего интегра

тора, а выход суммирующего интегратора подключен к входу инвертирующего усилителя через один размыкающий контакт дополнительного реле, а один вывод обмотки дополнительного реле соединен с выходом нелинейного блока и через другой собственный замыкающий контакт - с выходом суммирующего интегратора, а другой вывод обмотки дополнительного реле соединен с отрицательным выводом источника питания.

Tw

A5 A6 A7

Фиг.6

9

7

40

Фиг.6

Изобретение относится к электроавтоматике и может быть использовано в фото- следящих автоматических системах для регистрации изменения светового импульсного потока при наличии стационарной световой помехи, параметры которой близки к параметрам регистрируемого светового- потока. Цепью изобретения является повышение точности за счет компенсации стационарной световой помехи путем расширения диапазона за счет изменения ее параметров 1л счет дополнительного под ключения реле и инвертирующего усилителя повышается точность компенсации стационарной световой помехи путем расширения диапазона ее виртуального изменения. 6 ил.