УСТРОЙСТВО ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ ЕМКОСТНОГО ТИПЛ Советский патент 1968 года по МПК G08B13/26 

Известны устройства охранной сигнализации емкостного типа, основным элементом измерительной схемы которых является дифференциальный трансформатор с емкостными антеннами, включенными в противоположные плечи первичной обмотки.

Предложенное устройство отличается от известного тем, что в нем для повышения надел ности работы вторичная обмотка дифференциального трансформатора подключена к фазовому детектору, соединенному с импульсным мостовым преобразователем, подключенному к емкостному преобразователю, установленному в цепи обратной связи генератора выходного блока, в цепь нагрузки которого включено сигнальное реле.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 - график изменения напряжения и его фазы на выходе дифференциального трансформатора в зависимости от величины емкостного разбаланса; на фиг. 3 - выходная характеристика измерительной цепи; на фиг. 4 - диаграмма рабочих напряжений каскада преобразователя-селектора по длительности; на фиг. 5 - кр,ивая зависимости емкости кремниевого опорного диода от приложенного запирающего напряжения.

Измерительная цепь, основным элементом которой является дифференциальный трансформатор /J запитывается задающим генератором 2. Напряжение генератора подводится к средней точке первичной обмотки сравнения дифференциального трансформатора, в плечи которой включены блокировочные антенны 3 и 4.

Изменения емкости антенн приводят к перераспределению токов, протекающих в обмотке сравнения, а следовательно, к возникновению разностного магнитного потока в магнитопроводе и возбуждению э. д. с. во вторичной обмотке. При этом фаза э. д. с. (фиг. 2) соответствует изменению емкости определенной антенны. Вторичная обмотка дифференциального трансформатора нагружена на фазовый балансный детектор 5. Опорное напряжение нодается от задающего генератора к средней точке вторичной обмотки.

Таким образом, измерительная цепь по существу представляет собой дифференциальный фазочувствительный синхронный преобразователь изменений емкости блокировочных антены в разнополярные .постоянные напряжения, полярность которых будет зависеть от того, а какой из антенн произошло это изменение. Непосредственное детектирование сигналов, возникающих во вторичной обмотке дифференциального трансформатора, синхронно с частотой задающего генератора и в значительной

мере обеспечивает подавление промышленных и радиопомех. В то же время, как следует из принципа построения данной измерительной цепи, колебания напряжения и частоты задающего генератора :не ларушают работоснособности устройства.

Как следует из графика, данного на фиг. 3, выходная характеристика измерительной цепи линейна в достаточно большом диапазоне изменений емкости антенн, то есть ее производная постоянна в том же диапазоне. Поэтому, применявдифференцирование сигналов

(фиг. 4) постоянного напряжения для их временного различия, можно допустить наличие разбаланса измерительной цепи. Это ие приведет к ее полной нотере в результате насыш;ен,ия усилительных каскадов.

Таким образом, при.менение дифференцирования исключает необходимость балансировки измерительной цепи при постоянстве ее чувствительности.

В качестве дифференцирующего каскада, кроме того преобразующего разнонолярные постоянные .напряжения с выхода .из.мерительной цепи в однополярные, используется импульсный мостовой преобразователь 6. Дифференцирование выходного напряжения необходимо для того, чтобы «паразитные медленные изменения емкости антенн, вызванные неоднородным воздействием на них окружающей среды, были отфильтрованы. С выхода преобразователь 6 полезный сигнал постоянного напряжения подается на дифференцирующую цепочку, нагрузкой которой является диод 7. Обратное сопротивление диода 7 под действием запирающего напряжения, приложенного к диоду, может достигать десятков мегом, что в совокупности с дифференцирующей емкостью обесценивает большую постоянную времени. Кроме того, диод 7 играет роль управляемой емкости, включенной в цепь положительной обратной связи генератора 8, который, в свою очередь, используется в качестве выходного блока.

Принцип работы выходного блока заключается в следующем. Генератор 8 нагружен на выпрямитель, нагрузкой которого является электромагнитное реле, и срывает колебания каждый раз, когда на диоде 7 появляется напряжение с выхода преобразователя-селектора. Это объясняется уменьшением собственной емкости диода 7 (фиг. 5) под действием запирающего напряжения, а следовательно, и уменьшением величины положительной обратной связи. Срыв колебаний генератора нриводит к обесточиванию реле 9 и размыканию его контактов, находящихся в цепи сигнального устройства.

Высокая стабильность работы обеспечиваегся .применением автоматической инерционной подстройки онтимальной величины обратной связи, необходимой для устойчивой рабогы генератора вблизи точка срыва колебаний.

Р1нерционная автоподстройка необходимой величины обратной связи осуществляется следующим образохМ.

С выпрямителя 10, ца который нагружен генератор, через интегрирующую цепочку снимается напряжение смешения на диод 11, который включен нараллельно с диодом 7 в цепь обратной связи, но в противоположной ему полярности (для температурной стабилизацин режима работы диодов). Величина полол ительной обратной связи поддерживается все время оптимальной как при увеличенин налряжения на выходе генератора, так и при его уменьшении, В цервом случае напряжение

автосмещения, у1меньшая емкость диода 8, уменьшает величину обратной связи, а следовательно, и напряжение на выходе генератора. Во втором случае уменьшение автосмещения увеличивает величину связи и нанряжение

на выходе генератора. Благодаря тому, что контакты реле 9 в режиме генерации замкнуты, осуществляется контроль работоспособности узлов схемы и напряжения источников питания.

Питание устройства может производиться ov сети переменного тока или резервного источника. В режиме питания от сети резервный источник с помощью диода 1-2 отключается от схемы устройства. Диод 12 включен последовательно в цень источников постоянного тока (выпрямитель сети и резервная батарея постоянного тока), включенных в цараллель по отношению друг к другу. При этом напряжение, снимаемое с выпрямителя сети, равно или

превышает напряжение резервного .источника. В режиме питания от выпрямителя сети включение диода в полярности, приведенной на схеме (фиг. 1), соответствует его запиранию. Для того, чтобы напряжение резервного источника не превышало по величине нанряжение от выпрямителя, резервный источник шунтируется стабилитроном. Включение устройства осуществляется тумблером 13. При нрекращении питания от сети переменного тока

диод 12 открывается и устройство автоматически переходит на резервный источник.

Предмет изобретения

Устройство охранной сигнализации емкостного тина, содержащее задающий генератор, дифференциальный трансформатор, в противоположные плечи первичной обмотки которого включены емкостные антенны, и выходной блок, отличающееся тем, что, с целью повышения надел ности работы устройства, вторичная обмотка дифференциального трансформатора подключена к фазовому детектору, соединенному € импульсным мостовым преобразователем, подключенному к емкостному нреобразователю, установленному в цепи обратной связи генератора выходного блока, в цепь згагрузки которого включено сигнальное реле. c.3.,.1..-Ф f-,. i n X14 .Sa -- сг: .-yB. 1 1 1„.1 - I 1 a/g./

//7x7

О и,

д

г

/ё

J

иф.д. фиг.5