КОНТРОЛИРУЮЩЕЕ ДВУХПОЗИЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО к СТРЕЛОЧНОМУ ПРИБОРУ Советский патент 1970 года по МПК G01D13/26 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в многопозиционных показывающих стрелочных приборах.

Известные двухпозинионные устройства содержат металлический флажок, связанный со стрелкой ноказьтвающего прибора, генераторы электромагпитных колебаний, усилитель н исполнительное устройство, показываюгцее наличие или отсутствие (уменьшение) энергии источника.

«Запоминание движения стрелки выражается в том. что исполнительное устройство, показавпгее срыв (или уменьшение) энергии источника, не возвращается в исходное состояние, если стрелка не меняет направления движения. При этом «запоминание осуществляется либо использованием двух Атилительпо-исполнительпых каналов, работаюпи1х па Обн1ее исполнительное устройство, либо использованием схемы коммутации, содержащей контакты электромеханического реле, в определенные моменты отключающие один из приемников (или источников энергии).

Однако такие схемы двухпозиционных устройств обладают недостатков. В случае двухканальпой схемы устройство слишком громоздко, выделяет много тепла, надежность его ноНИжепа из-за бодьщого количества элементов. В случае использования контактов

электромеханического реле схема отличается низким быстродействием, снижением надежности и усложнен1ием конструкции.

Цель предлагаемого изобретения заключается в создатпп двухпозипионпого контролирующего хстройства с новыщенными быстродействием II надежностью. м 1П 1мальными габаритами, прощением схемы. Эта цель достигается тем, что устройство

снабжено схемой автоматического запирания, выполнепной на нелинейных элементах, например на двух полупроводниковых диодах, которые выводами электродов разной полярности соединены с однилг из выводов конденсатора,

включенного параллельно входу усилителя, а дpyги rи выводами подключены каждый соответственно к точкам соединешгя базовых обАготок генератора с переходиы.ми кондеисаторами.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства: на фиг. 2 - cxe.ta запирания и генераторов, являющихся одновременно источниками энергии и приемниками. Устройство, нриведенное на фиг. 1, содержит стрелку } щитового показывающего прибора (например, икpoaмпepмeтpa) с металлическим флажком 2; два генератора электромагпитных колебаний 3 и 4 с катушками индуктивности 5 и 6 соответственно, выполниках, схему автоматического запирания 7 генераторов, выпрямитель 8, усилитель 9, исполнительное устройство 10.

Генераторы являются, с стороны, источниками электромагнитной энергии, с другой стороны, Нремниками, в том смысле, что ам1плитуда электрических Колебаний тенерагоров зависит от положения ф|лажка относительно катушек индуктивности.

Стрелка с флаж:ком может двигаться слева направо и наоборот, нроходя при этом поочередно катушки индуктивности, которые расположены так, что при движении стрелки слева направо флажок сначала проходит катушку 5, а затем - катушку 6 (например, но зазорам в сердечниках).

Иснолиительное устройство 10 имеет два устойчивых состояния; одно - при паличии сигнала на его входе, другое - при его oiсутствии.

Схема работает следуюшИм образом.

Если стрелка с флажко.м находится в удалении от катушек, то в момент включепня схемы генераторы должны генерировать электрические колебания. Однако генератор 4 настроен так, что имеет значительно лучшие условия возбуждеиия по сравнению с генератором 3. Следовательно, в .момент включения он будет генерировать в первую очередь. Через схему занирания 7 с генератора 4 на генератор 3 будет поступать запираюш,ий сигпал, и генератор 3 пе сможет генерировать.

Через выпрямитель отрицательный (по знаку) сигнал поступает на вход усилителя постоянного тока и открывает его. С выхода усилителя сигнал поступает па исполнительное устройство, и оно принимает свое иервое устойчивое состояние.

При движении стрелки слева направо флажок входит сначала в катушку 5, а затем в катушку 6. При этом добротности контуров, образованных катушками, снижаются пастолько, что колебапия генератора 4 срываются, а в генераторе 3 не могут возникнуть, хотя запираюш,ий сигнал со схемы запирания перестает поступать. Отрицательный сигнал на входе усилителя исчезает, оп запирается, и исполнительное устройство принимает второе устойчивое состояние.

При дальнейшем движении стрелки слева направо флажок выходит из катушки 5, и генератор 3 начинает генерировать электро.магнитные колебания.

Через схему запирания запираюший сигнал поступает на генератор 4, и оп не может загенерировать при выходе флажка из катушки 6. Исполнительное устройство остается во втором устойчивом состоянии. При движении в обратном наиравлении все процессы повторяются в обратном порядке.

Конструктивно катушки генератора должпы быть размещены в строго указапной носледовательности, расстояние .между ними, из соображений уменьшения длины флажка, должно быть как можно меньше. Для уменьшения

расстояния с точки зреиия электромагнитных паводок генераторы необходимо настраивать па разные частоты.

Приведенная па фиг. 2 схема содержит два генератора на транзисторах 11 и 12. Генераторы выполнены по индуктивно-емкостной с.хеме с трансфор.маторной связью между коллекторны.ми и и базовыми контурами. Коллекторные контуры генераторов состоят из обмоток 13 и 14 катушек индуктивности и конденсаторов /5 и 16; базовые контуры - из обмоток 17 и 18 катушек индуктивности и выходиых емкостей транзисторов. Сопротивле шя смешения 19 и 20 и эмиттерные сопротивления 21 и 22 определяют положение рабочей точки и условия самовозбуждепия генераторов. Разделительные конденсаторы 23 и 24 исключают нонадание постоянного напря кеиия смешепия па -базовые обмотки 17 и 18.

Схе.ча, выполпенная на диодах 25, 26 и конденсаторе 27, является схемой авто.матического запирания 7 генераторов. Полупроводниковые диоды 25 и 26 являются одновременно выпрямителями 8 переменных сигналов, спи.маемых с базовьгч обмоток, и создают требуемую полярность сигналов, управляюпдих работой усилителя Я который, в свою очередь, управляет исполнительным устройство.м 10. Конденсатор является емкостным фильтром выпрямителей. Обмотки катушек каждого из генераторов выполиеиы на тороидальных ферритовых сердечниках с зазорами, по которым проходит флажок в результате движения стрелки.

Схема автоматического запирания генераторов работает следуюши.м образом.

Когда генератор 3 генерирует, переменный сигнал с его базовой обмотки 18 иоступает

иа диод 26, .выпрямляется и запирает конденсатор 27. Диод 25 открывается, так как к его аноду прикладывается минус постоянного напряжения с конденсатора 27, и через базовую обмотку 17 генератора 3 идет постоянный ток,

что приводит к насышению контура и отсутствию генерации. Одновременно с конденсатора 27 постоянное напряжение прикладывается ко входу усилителя 9 постоянного тока. При этом исполпительное устройство принимает

свое первое устойчивое состояние.

Когда флажок находится в зазоре только сердечника катушки 6, колебания генератора 4 срываются, постоянный ток через обмотку 17 генератора 3 прекращается, и генератор

3 начинает генерировать. Переменный сигнал с его базовой обмотки 17 поступает на диод 25, выпрямляется и запирает конденсатор 27. Диод 26 открывается, так :как « его катоду прикладывается плюс постоянного папряжеПИЯ с конденсатора 27, и через базовую обмотку 18 генератора 4 идет иостоянпый ток, что приводит к иасышепию контура и отсутствию генерации. Следовательно, при выходе флажка КЗ зазора сердечника катушки 6 гепеПредмет изобретения Контролирующее двухпозиционное устройетво к стрелочному прибору, содержащее металлический флажок, связанный со стрелкой, генераторы электромагнитных колебаний, усилитель и исполнительное устройство, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, надежности и уменьшения габаритов, оно снабжено схемой автоматического запирания, вынолненной на нелинейных улементах, например, на двух полупроводниковых диодах, которые выводами электродов разной полярности соединены с одним из выводов конденсатора, включенного параллельно входу усилителя, а другими выводами подключены каждый соответственно к точкам соединения базовых обмоток генераторов с переход нь ми конденсаторами.