Реле времени Советский патент 1981 года по МПК H01H47/18 

(54) РЕЛЕ ВРЕМЕНИ

1

Изобретение относится к области автоматики.

Известно элек.тронное реле времени, содержащее компаратор, а также операционный усилитель постоянного тока и конденсатор, работающие в режимр интегратора )Недостатком такого реле времени является зависимость настройки выдержек времени и чувствительности устройства от параметров задающего сигнала.

Известно .реле времени, содержащее дифференциальный операционный усилитель с прямым и инвертирующим входами и конденсатором в цепи отрицательной обратной связи, регулятор выдержек времени с тремя вывдами, двухвходовые шунтирующий и контролирующий ключевые элементы, источник опорного напряжения, импульсный источник входного сигнала и резисторы 2}.

Недостатками данного реле вр,емени являются невысокая точность воспроизведения малых вьщержек времени (0,1 с), обусловленная наличием ключевых элементов в цепи отрица- , тельной обратной связи усилителя, зависимость диапазона выдержек времени от падения напряжения на ключевых элементах и от того, что усилитель переходит в режим интегрироoвания разностного сигнала из состояния насыщения, зависимость точности воспроизведения заданного временного интервала от параметров запускающего импульса.

5

Цецью, изобретения является расширение диапазона выдержек времени и повьшение точности.

Это достигается тем, что в реле времени, содержащем дифференциальный операционный усилитель с прямым и инвертирующим входами и конденсатором в цепи отрицательной обратной связи, регулятор выдержек времени С тремя выводами, двухвходовые шунтирующий и контролирующий ключевые элементы, источник опорного напряжения, импульсный источник входного сигнала и резисторы, введены двухвходовый компаратор, другой регулятор вьщержек времени с тремя выводами и двухвходовы входной ключевой элемент, один из входов компаратора подключен к выходу дифференциального Ъперационного усилителя, другой вход компаратора подключал к выводу, соединенному с регулируемым . элементом одного регулятора вьщержек времени, который другим выводом соединен с выходом контролирующего ключевого элемента, а третьим выводом соединен с общей шиной источника опорного напряжения, выход KOMnapaTO подключен к управляющему входу контролирующего ключевого элемента, -другой вход которого соединен с другой шиной источника опорного напряже ния, инвертирующий вход дифференциального операционного усилителя через резистор подключен к вывбду, соединенному с регулируемым элементом другого регулятора выдержек времени, которьй другим выводом с динен с выходом входного ключевого элемента, а третьим выводом подключен к общей шине источника опорного напряжения, управляющий вход вход ного ключевого элемента соединен с импульсным источником входного сигна ла, шунтирующий ключевой элемент сое динен одним из своих входов с выходом дифференциального операционного усилителя, а выходом подключен к инвертирующему входу дифференциального операционного усилителя, управляющий вход шунтирующего ключевого элемента соединён с выходами входного и контролирующего ключевых элементов а прямой вход дифференциального опер ционного усилителя соединен с общей шиной источника опорного напряжения На чертеже представлена блок-схем реле времени. Реле времени состоит из дифференциального операционного усилителя 1 постоянного тока с прямым и инвертирующим входами, в цепи отрицательной обратной связи которого включен конденсатор 2; шунтирукщего ключевого элемента 3, входного ключевого элемента 4; контролирующего ключевого элемента 5, входной цепи операционного усилителя, содержащей регулятор 04 6 выдержек времени с тремя выводами и резистор 7, входной цепи компаратора, содержащей регулятор 8 вьщержек времени с тремя выводами; двухвходового компаратора 9 { шины 10 источника опорного напряжения и общей шины I. Один из входов входного ключевого элемента 4 подключен к шине. 1, источника опорного напряжения, а его выход соединен с управляющим входом шунтирующего ключевого элемента 3и с другим из выводов регулятора 6 вьщержек времени, третий вывод которого подсоединен к общей шине 11 источника опорного напряжения, а вывод, соединенный с регулируемым элементом, через резистор 7 соединен с инвертирующим входом дифференциального операционного усилителя. Выход этого усилителя подключен к одному из входов компаратора 9 и другим входом - к шунтирующему ключевому .элементу 3. Другой вход компаратора 9 соединен с выводом, соединенным с регулируемым элементом регулятора 8 выдержек времени, другой вывод которого соединен с выходами ключевых элементов 4и 5, а третий - с общей шиной 11. Вывод компаратора подключен к управляющему входу контролирующего ключевого элемента 5, вход которого подключен k шине 10. В исходном состоянии на выходе компаратора 9 поддерживается нулевой потенциал. Ключевые элементы 4, 5 разомкнуты, а ключевой элемент 3 замкнут. Запуск реле времени производится импульсным «игналом, подаваемым на управляющий вход входного ключевого элемента 4, который, срабатывая подключает шину 10 опорного напряжения к управляющему входу шунтирующего ключевого элемента 3, к регулятору 6 выдержек времени и регулятору 8 вьдержек времени. Шунтирукщий ключевой элемент 3, срабатывая, размыкает свои контакты, и на операционном усилителе 1 начинается процесс интегрировагшя. На выходе компаратора 9 поддерживается потенциал, знак которого определяется разностью потенциалов на одном и другом входах компаратора 9, а величина - уровнем ограничения компаратора 9. Сигнал с выхода компаратора 9 подается на. управляющий вход контролирующего ключевого элемента 5, который замыкает свои нормально разомкнутые контакт и подсоединяет.шину 10 опорного напряжения к выходу входного ключе вого элемента 4. Когда потенциал с выхода операционного усилителя 1 достигает величины, большей величины потенциала с выхода, соединенного с регулируемым элементом регулятора 8 выдержек времени, на выходе компаратора 9 разность потенциалов меняет знак. , При этом контролирующий ключевой элемент 5 возвращается в исходное положение, после чего происходит возврат в исходное положение шунтирующего ключевого элемента 3, Реле времени возвращается в исходное положение. Выдержка времени задается величинами выходных напряжений регулятору 6 вьщержек времени и регуля выдержек времени, а также изменением постоянной времени интегрирования, которая определяется величиной резистора 7 и емкостью конденсатора 2. . Реле времени, в котором расширен диапазон выдержек времени, повышена точность воспроизведения малых временных интервалов и устранена зави мость выдержек времени от запускающего, импульса. Позволяет решить бо лее широкий круг задач в системах автоматического управления и регули рования. . Формула изобретения Реле времени, содержащее диффере циальный операционный усилитель с п мым и инвертирующим входами и конде са-тором в цепи отрицательной обратной связи, регулятор выдержек време ни с тремя выводами, двухвходо.вые шунтирующий и контролирующий ключевые элементы, источник опорного на- пряжения, импульсный источник входн го сигнала и резисторы, о т л и чающееся тем, что, с целью расширения диапазона выдержек време и повышения точности, введены двухвходовой компаратор, другой регулятор вьщержек времени с тремя вьшодами и лвухвходовый входной ключевой элемент, один из входов компаратора подключай к выходу дифференциального операционного усилителя, даугой вход (Компаратора подключен к выводу, соединенному с регулируемым элементом одного регулятора вьщержек .времени, который другим выводом соединен с выходом контролиру1дщего ключевого элемента, а третьим выводом соединен с общей шиной источника опорного напряжения, выход компаратора подключен к управляющему входу контролирующего слючевого элемента, другой вход КОТОРОГО соединен с другой шиной источника опорного напряжения, инверт-ирукяций вход дифференщ ального операционного усилителя через резистор подк/вочен к выводу, соединенному с регулируемым элементом другого регулятора выдержек времени, который другим выводом соединен с выходом входного ключевого элемента, а третьим выводом подключен к общей шине источника опорного напряжения, управляющий вход входного ключевого элемента соединен с импульсным источником входного сигнала, шунтирующий ключевой элемент соединен одним из своих входов с выходом дифференциального операционного усилителя, а выходом подключен к инвертирующему входу дифференциального операционного усилителя, управляющий вход шунтирующего ключевого элемента соединен с выходами входного и контролирующего ключевых элементов, а прямой вход дифференциального операционного усилителя соединен с общей шиной источника опорного напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Синельников А.Х. Электрическое реле времени. - М., Энергия, 1974,с. 36, рис. 13. , 2.Авторское свидетельство СССР № 539343, кл. Н 01 Н 47/18, 1974 (прототип). .

Ы ZU

r-c±H