БЕСКОНТАКТНЫЙ РЕГУЛЯТОР С ШИРОТНО- ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ Советский патент 1974 года по МПК G05B11/28 

Изобретение относится к средствам автоматизации различных технологических процессов и, в частности, натурных усталостных испытаний, например, самолетных конструкций.

Известны регуляторы с широтно-импульсной модуляцией, содержащие потенциометрические датчик и задатчик, образующие мостовую схему сравнения, в диагональ которой включено полупроводниковое поляризованное трехпозиционное реле, вход которого соеди.неи с выходом мультивибратора, а выходы - со входами соответственно первого и второго усилителей, исполнительный механизм, входы которого подключены к выходам соответствующих усилителей мощности, и потенциометр.

Однако известные регуляторы недостаточно быстродейственны и точны.

Предлагаемый регулятор отличается от известных тем, что с целью повышения быстродействия и точности он содержит два триггера и два дополнительных усилителя. Один вход первого триггера подключен к выходу первого усилителя и через первый дополнительный усилитель - к первому выходу второго триггера. Другой вход первого триггера через потенциометр соединен с выходом второго усилителя, вход второго триггера подключен к выходу второго усилителя и через второй дополнительный усилитель - к первому выходу первого триггера, вторые выходы триггеров подключены к входам соответствующих усилителей мощности. На чертеже приведена принципиальная

электрическая схема предлагаемого регулятора.

Датчик I и задатчик 2 регулируемого параметра соединены по мостовой схеме, в измерительную диагональ которой включено нолупроводниковое трехпозиционное поляризованное реле 3 на транзисторах 4-7. Выходы исполняющего функцию модулятора входного сигнала мультивибратора 8 на транзисторах 9 и 10 связаны со входом поляризованного

реле при помощи RC-цепочек, выполненных, соответственно, на переменном резисторе 11 и конденсаторе 12 на переменном резисторе 13 и конденсаторе 14. Устройство содерлсит также усилители 15 и 16 сигналов поляризованного реле, триггеры 17 и 18, выполненные соответственно на транзисторах 19-22, конденсатор 23, .силители 24 и 25 обратной связи с триггера на триггер, усилители мощности 26 и 27, исполнительный механизм с обмотками

управления 28 и 29 и потенциометр 30 установки величины перерегулирования для обеспечения подхода к положению равновесия всегда с одной стороны. Триггеры управляют работой усилителей

мощности, нагрузкой которых являются обмотки исполнительного реверсивного механизма.

Триггер 17 заправляется по двум входам, а триггер 18 выполнен одпостабильным, так что при отсутствии сигнала на его входе (база транзистора 22) он всегда находится в исходном состоянии, при котором транзистор 21 открыт, а транзистор 22 закрыт. Когда обмотки исполнительного механизма запитаны, триггеры находятся в рабочем состоянии.

Регулятор работает следующим образом.

При подаче напряжения питания начинает работать мультивибратор 8. Разность потенциалов, создаваемая импульсами мультивибратора на входе поляризованного реле, не достаточна для срабатывания последнего, поэтому при отсутствии сигналов разбаланса входного моста поляризованное реле находится в «нейтральном положении, которому соответствует высокий отрицательный потепциал на коллекторах транзисторов 6 и 7. Этим нотепциалом оба усилителя 15 и 16 поддерживаются в открытом состоянии, н на триггеры не поступают управляющие сигналы.

В момент подачи напряжения питания ток через конденсатор 23 на короткий промежуток времени, определяемый длительностью заряда конденсатора, открывает усилитель 24, через переход эмиттер-коллектор которого база транзистора 19 содиняется с плюсовой шиной питания, чем и обеспечивается исходное состояние триггера.

При появлении сигнала рассогласования в диагонали входного моста этот сигнал складывается с импульсами мультивибратора, и в зависимости от полярности сигнала рассогласования на коллекторе соответствующего выходного транзистора 6 или 7 реле появится импульсный сигнал частоты, задаваемой мультивибратором, и длительности, определяемой величиной сигнала рассогласования. По мере увеличения сигнала рассогласования длительность импульсов на выходе реле растет, так как при увеличении постоянной составляющей импульсного сигнала на входе реле срабатывает раньше и отпускает позже, т. е. имеет место щиротно-импульсная модуляция. При определеппой величине сигнала рассогласования на соответствующем выходе реле будет низкий отрицательный потенциал, что обусловлено эффектом насыщения входного транзистора реле. Дальнейшее увеличение сигнала не приводит к изменепию уровня на выходе поляризованного реле.

При большом положительном сигнале на входе моста (потенциал на токосъемнике задатчика 2) на коллекторе транзистора 6 будет низкий отрицательный уровень. Усилитель 15 запирается, высоким отрицательным потенциалом выхода этого усилителя триггер на транзисторах 21 и 22 перебрасывается в рабочее положение, открывается усилитель мощности 27 и обмотка 28 исполнительного механизма запитывается.

При отработке исполнительным механизмом рассогласования между фактическим и заданным значениями регулируемого параметра но мере подхода к заданному положению уменьшается уровень сигнала разбаланса входного моста. На выходе поляризованного реле 3 появляется импульсный сигнал, исполнительный механизм переходит па режим работы с уменьшающимся по мере подхода к заданному положению шагом.

В случае появления отрицательного сигнала разбаланса входного моста (потенциал на токосъемнике датчика 1 ниже потенциала на токосъемнике задатчика 2) появляется сигнал

на коллекторе транзистора 7 выходного каскада поляризованного реле 3, при этом транзистор 16 закрывается, и высоким отрицательным потенциалом с его коллектора перебросится в рабочее состояние триггер 17. В

рабочем состоянии этого триггера через усилитель мощности 26 запитывается обмотка 29 исполнительного механизма. После переброса триггера в рабочее положение изменения сигнала на коллекторе транзистора 7 не могут

повлиять на состояние триггера, поэтому з процессе отработки отрицательного сигнала рассогласования входного моста исполнительный механизм с поминальной скоростью проходит положение равновесия. После перехода

через полол ение равновесия на измерительной диагонали входного моста появляется положительный сигнал разбаланса. Это значит, что появится сигнал на коллекторе транзистора 6, а следовательно и на выходе усилителя

15. При достижении сигналом на выходе усилителя 15 величины, определяемой положением движка потенциометра 30, триггер 17 перебрасывается в исходное состояйие. С этого мо мента подход к положению равновесия осу

ществляется со стороны положительных сигналов рассогласования входного моста.

Для исключения возможности одновременного пребывания под напряжением обеих обмоток исполнительного механизма применена

перекрестная обратная связь с триггера на триггер. При нахождении одного из триггеров в рабочем состоянии высокий отрицательный потенциал на его первом выходе отпирает соответствующий дополнительный усилитель (24 или 25), через переход эмиттер-коллектор которого база соответствующего транзистора (19 или 22) соединяется с плюсовой щиной питания, что не позволяет перебросить этот триггер в рабочее состояние даже при

наличии сигналов на его входе.

Предмет изобретения

Бесконтактный регулятор с широтно-импульсной модуляцией, содержащий потенциометрические датчик и задатчик, образующие мостовую схему сравнения, в диагональ которой включено полупроводниковое поляризованное трехнозициопное реле, вход которого соединен с выходом мультивибратора, а выходы - со входами соответственно первого

и второго усилителей, исполнительный механизм, входы которого подключены к выходам соответствующих усилителей мощности, и потенциометр, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности регулятора, он содержит два триггера и два дополнительных усилителя, один вход первого триггера подключен к выходу первого усилителя и через первый дополнительный усили J:

тель - к первому выходу второго триггера, другой вход первого триггера через потенциометр соединен с выходом второго усилителя, вход второго триггера подключен к выходу второго усилителя и через второй дополнительный усилитель - к первому выходу первого триггера, вторые выходы триггеров подключены к входам соответствующих усилителей мощности. 78 из