Устройство для дистанционного контроля положения двухпозиционного объекта Советский патент 1979 года по МПК G08B13/12 G08C19/16 

1

Изобретение относится к области автоматической сигнализации и может быть использовано для тревожной сигнализации о положении контролируемого объекта.

Известны устройства для дистанциоиного контроля положения двухпозиционного объекта, содержащее сигнальный провод, расположенный на охраняемом объекте, сигнализатор и переключатель, выполненный на транзисторах и диоде 1.

Работа устройства основана на том, что при разрыве линии связи сигнализатор включается. Если сигнальная линия связи не нарушена, то сигнализатор находится в выключенном состоянии.

Данное устройство имеет простую схему и малое нотребление энергии в дежурном режиме. Однако непосредственная связь транзисторов переключателя с линией связи существенно снижает надежность работы данного устройства, что особенно сказывается на длинных линиях, где возможны электрические наводки, возникающие от электромагнитных (ЛЭП, электрофицированные железные дороги, грозы) и электростатических полей, которые могут привести к ненадежной работе устройства или выходу из строя электронных элементов за счет пробоя. При большом количестве контролирующих устройств и непосредственной связи их с линиями, опасные и мешающие влияния, возникающие в одной из линий связи, могут оказывать влияние не только на собственное контролирующее устройство, но и на другие устройства по общим цепям питания, что увеличивает вероятность их ненадежной работы.

Кроме того, область применения данного устройства существенно ограничена, так как

сопротивление шлейфа контролируе.мой линии связи не может превышать величины 5-10 см.

Наиболее техническим решением к данном} изобретению является устройство для дистанционного контроля положения двухпозиционного объекта, содержащее датчик, контакты которого соединены через провода линии связи с информационными входами устройства, иервый

транзистор, коллектор которого соединен с положительной клеммой источника питания, второй транзистор, ко.плектор которого через нервый резистор подключен к положительной клемме источника питания,

эмиттер - к отрицательной клемме источника питания, коллектор второго транзистора соединен с выходом устройства, и трансформатор, один вывод нервнчной обмотки которого подключен к первому информационному в.ходу устройства 2.

Функциональные возможности известного устройства ограничены, так как оно работает лишь при сравнительно коротких линиях связи, имеющих определенные значения волновых и омических сопротивлений,

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены конденсаторы, резисторы, диод и стабилитрон, второй вывод первичной обмотки трансформатора через диод соединен с вторым информационным входом устройсгва, первый конденсатор подключен параллельно к ииформационным входам устройства, управляющий вход, устройства подключен к базе первого транзистора, эмиттер которого через параллельно соединенные вторичную обмотку трансформатора и стабилитрон соединен с общей точкой соединения первых выводов второго и. третьего резисторов и первой обкладки второго конденсатора, вторая обкладка которого и второй вывод второго резистора иодключены к отрицательной клемме источника питания, второй вывод третьего резистора соединен с базой второго транзистора.

На чертеже дана схема предлагаемого уетройства.

Устройство содержит первый транзистор 1, управляющий вход 2, трансформатор 3, второй резистор 4, третий резистор 5, первый резистор 6, второй транзистор 7, диод 8, стабилитрон 9, первый конденсатор 10, второй конденсатор И, линию связи 12, датчик 13, выход устройства 14 и клеммы источника питания 16 и 16.

Устройство работает следующим образом.

При постуиленни иа вход 2 импульсов Знравлення с длительностью, значительно меньщей длительности пауз между пмпульсами, траизистор 1 открывается, при этом 1Ю цепи: клемма питания 15 - открытый первый транзистор 1 - вторичная обмотка трансформатора 3 - второй резистор 4 - клемма питания 16 протекает ток, и на резисторе 4 появляется имиульс иапряжения.

Амплитуда этого импульса определяется соотнощением соиротивлений резистора 4 и эквивалентного еопротивления вторичной обмотки трансформатора, которое зависит от соиротивления нагрузки первичной обмотки.

В свою очередь, сопротивление нагрузки первичной обмотке трансформатора зависит от положения датчика и длины линии связи. На короткой линии связи первичная обмотка трансформатора при разомкнутом контакте переключателя находится в режиме холостого хода, а нри замкнутом - в режиме короткого замыкания, при этом устройство контроля иадежно выявляет положение переключателя и при отсутствии разделительного диода.

При соответствующей длительности нмнульса управления и паузы ) эквивалентное сопротивление вторичной обмотки трансформатора при разомкнутом контакте достигает значительной величины, а нанряжение, снимаемое с резиетора 4, не достигает порогового уровня отпирания транзистора 7. Причем на выходе устройства 14 импульсы отсутствуют, что характеризует одно из состояний контролируе.мого объекта.

При замкнутом контакте иереключателя эквивалентное сопротивление вторичной обмотки трансформатора незначительно. В этом случае напряжение, снимаемое с резистора 4 в моменты действия управляющих импульсов, достаточно для открывания транзистора 7, на выходе последнего формируются импульсы, что характеризует другое состояние контролируемого объекта. При значительном удалении контролируемого объекта выходная обмотка трансформатора устройства нагружена на волновое сопротивление линии связи, и изменение положения датчика ирактически не влияет на эквивалентное сопротивление первичной обмотки.

Для исключения влняиия волнового соиротивлення один из выводов первичной обмотки трансформатора соединен с линией связи через диод. При разомкнутом контакте датчика емкоеть линии связи в моменты появления управляющих имнульсои подзаряжается и нри определенном пх количестве иапряженне в линии связи достигает амплптудного значепии индуцированного во вторичную обмотку напряжения, так как диод 8, с одной стороны, линии связи и разомкнутый контакт 13, с другой стороны, препятствуют ее разряду. Иапряженне в линии евязн запирает диод 8, при этом сопротпБлеппе в первичной обмотке, а следовательно, эквивалентное сопротивление во вторичной об.мотке трансформатора возрастает, и импульсы напряжения i;a резисторе 4 не достигают иорогового уровня отпирания транзистора 7. В случае замыкания контакта переключателя емкость линии связи во время действия управляющих импульсов подзаряжается, а во вре.мя пауз разряжается через контакт датчика.

Таким образом, в моменты появления уиравляющих нмпульсов емкость линии связи оказывает малое сопротивление импульсам, индуцироваииым иервичную обмотку трансформатора, при этом эквивалентное сопротивление нагрузки в первичной обмотке, а следовательно, и во вторичной обмотке трансформатора мало, и имиульсы иапряження на резисторе 4 достигают норогового уровня отпирания транзистора 7.

Следовательно, при длинной линии связи для выявления положения контакта нереключателя используется режим заряда линии связи импульсными посылками постоянного тока при разомкнутом контакте и режим разряда линии связи через переключатель при замкнутом контакте.

При воздействии электромагнитных полей (ЛЭП, грозовые разряды, железные дороги) в проводах линии связи индуцируется напряжение помех, величина которых может достигать до нескольких сотен вольт, что превышает напряжение пробивной прочности транзисторов. Данная помеха, действуя на электронный элемент устройства и источник питания, может вывести их из строя.

Применение aiiHciinoro трансформатора позволяет повысить напряжение электрической прочности всего устройства за счет внесения дополнительной электрической прочности между обмотками трансформатора. Подключение стабилитрона параллельно первичной обмотке трансформатора дает возможность ограничивать амплитуду опасных напряжений, возникающих в линии связи, до допустимых значений. При увеличении напряжения на первичной обмотке трансформатора выше допустимого он срабатывает и тем самым ограничивает напряжение помехи.

Конденсатор 10 увеличивает помехоустойчивость работы устройства при случайных помехах, возникаюииьх в линии связи.

Для заряда конденсатора и закрывания диода необходима помеха значительной амплитуды и длительности.

Предлагаемое устройство дистанционного контроля положения двухпозиционного объекта работает на сопротивление шлейфа линии связи от нуля до нескольких килоом, что для проводных линий связи соответствует расстоянию до двухпозиционного датчика О-30 км, при этом нет принципиальных трудностей контроля более удаленных объектов.

Формула изобретения

Устройство для дистанционного контроля положения двухпозиционного объекта, содержащее датчик, контакты которого соединены через провода липпп связи с информационными в.ходами устройства, первый транзистор, коллектор которого соединен с положптельной клеммой источника

питания, второй транзистор, коллектор которого через первый резистор подключен к положптельной клемме источника питания, эмиттер - к отрицательной клемме источника питанпя, коллектор второго транз 1стора соединен с выходом устройства и трансформатор, один вывод первично обмоткп которого пoдKvTючeн к первому информационному входу устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения

функциональных возмол ностей устройства, в него введены конденсаторы, резисторы, диод и стабилитрон, второй вывод нерв 4ной обмотки трансформатора через диод соединен со вторым информационным входом устройства, первый :онденсатор параллельно к нформа ; О1 нь м входам устройства, управля ощий вход устройства к базе первого транз стора, которого через параллсль 0

соединенные вторичну 0 обмотку трансформатора и стабпл трон соединен общей точкой соединения первых выводов второго и третьего резисторов и первый обкладк второго конде11сатора, вторая обкладка которого и второй вывод второго резистора подкл 0чены к отрицательной клемме сточника питания, второй вывод третьего резистора соединен с базой второго транзистора.

Источники информации,

принятые во вниман 1е при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 442500, кл. G 08В 13/12, 11.04.73.

2.Авторское свидетельство СССР № 349096, И 03 К 5/18, 1969.

15

0 -t- пит

13

inr

-(J,

пит