Устройство программно-временное микроэлектронное

Устройство предназначено для коммутации электрической цепи через определенное (заданное) время в продукции гражданского, промышленного и специального назначения в экстремальных условиях: напряжения постоянного тока отрицательной полярности амплитудой не более 100 В, приложенного к контактам цепи питания, вибраций в диапазоне частот от 10 Гц до 300 Гц с ускорением 50 м/с ², ударов многократного действия с ускорением 80 м/с2 при длительности импульса 5÷10 мс, температуры окружающего воздуха (85±2)°C, циклического изменения температуры окружающего воздуха от -60°C до +70°C, одиночных ударов ускорением 2100 м/с², морского (соляного) тумана. Технические результат, на получение которого направлена полезная модель, заключается в повышении надежности устройств, обеспечивающих коммутацию электрических цепей в широких интервалах выдержек времени при воздействии экстремальных условий.

Устройство предназначено для коммутации электрической цепи через определенное (заданное) время в продукции гражданского, промышленного и специального назначения в экстремальных условиях: напряжения постоянного тока отрицательной полярности амплитудой не более 100 В, приложенного к контактам цепи питания, вибраций в диапазоне частот от 10 Гц до 300 Гц с ускорением 50 м/с ², ударов многократного действия с ускорением 80 м/с ² при длительности импульса 5÷10 мс, температуры окружающего воздуха (85±2)°C, циклического изменения температуры окружающего воздуха от -60°C до +70°C, одиночных ударов ускорением 2100 м/с², морского (соляного) тумана.

Известно реле времени электромашинное ЭМРВ-27Б (http://ay.by/elektromashinnoe-rele-vremeni-emrv-27b-2-10-sek-5021107699.html, дата обращения на сайт 26 сентября 2014 г.), содержащее электронный блок (электродвигатель типа ДП1-26-ЦР с центробежным регулятором скорости вращения), редуктор, электромагнитную муфту, кулачок с упором и возвратной пружиной, переключатель с переключающим контактом для коммутирования цепи выходного сигнала и размыкающим контактом в цепи входного сигнала, обойму (колесо) с зубцами и трибка, корпус, крышку с циферблатом, подвижную ручку переключателя временных интервалов, колодку внешних подключений. Корпус выполнен металлическим и защищает от пыли, влаги, вибраций, высоких давлений и прочих воздействий при эксплуатации устройства в экстремальных условиях. Данное устройство принято как наиболее близкий аналог.

Недостатком наиболее близкого аналога является недостаточная надежность при работе в экстремальных условиях, связанная с использованием электромеханических средств для создания выдержек времени. Например, при температуре -60°C механические устройства могут замерзнуть, что приведет к большому количеству отказов.

При создании заявляемой полезной модели ставилась задача повышения надежности работы устройства для коммутации электрической цепи или для подачи напряжения на нагрузку через определенное (заданное) время в продукции гражданского, промышленного и специального назначения при его работе в экстремальных условиях при снижении его массы.

Технические результат, на получение которого направлена полезная модель, заключается в повышении надежности устройств, обеспечивающих коммутацию электрических цепей в широких интервалах выдержек времени при воздействии экстремальных условий.

Технический результат достигается тем, что заявляемая полезная модель содержит корпус, крышку с циферблатом, подвижную ручку переключателя временных интервалов, выполненные из поликарбоната, а также электронный блок, колодку внешних подключений. Причем электронный блок представляет собой по меньше мере одну печатную плату генератора и по меньшей мере одну печатную плату узла выбора выдержки времени, содержащую делитель частоты, счетчик импульсов, переключатель временных интервалов, выходное устройство, причем обе платы электрически и механически соединены между собой, с колодкой внешних подключений и с переключателем временных интервалов, представляющем собой подвижные контактные пары, причем выход генератора соединен через делитель частоты со счетчиком импульсов, выходы которого подключены к входам узла выбора выдержки времени с присоединенным переключателем временных интервалов, выходы же узла выбора выдержки времени подключены к входам выходного устройства, соединенного с колодкой внешних подключений. Корпус, крышка с циферблатом, подвижная крышка переключателя временных интервалов заявляемой полезной модели выполнены из поликарбоната.

Заявляемая полезная модель поясняется фигурами.

Фиг. 1. Вид спереди.

Фиг. 2. Вид слева.

Фиг. 3. Структурная схема.

Конструкция устройства поясняется фиг. 1 и фиг. 2. Структурная схема устройства представлена на фиг. 3.

Устройство содержит электронный блок, представляющий собой две печатные платы: плату 1 генератора и плату 2 узла выбора выдержки времени, переключатель временных интервалов, колодку внешних подключений.

На печатной плате 1 генератора размещен генератор 15, а на плате 2 узла 18 выбора выдержки времени дополнительно размещены делитель 16 частоты, счетчик 17 импульсов, выходное устройство 20. Обе платы электрически и механически соединены между собой и переключателем 19 временных интервалов, представляющим собой подвижные контактные пары 4. Также электронный блок электрически и механически соединен с колодкой 21 внешних подключений.

В зависимости от исполнения выходного устройства 20 заявляемая полезная модель может быть реализована как устройство с контактным выходом и как устройство с бесконтактным выходом. В первом случае (устройство с контактным выходом) выходное устройство представляет собой реле, а во втором - ключевой каскад.

Электронный блок, переключатель 19 временных интервалов и колодка 21 внешних подключений размещены в корпусе 3 из поликарбоната. Причем крышка 9 с циферблатом, подвижная ручка 8 переключателя 19 временных интервалов также выполнены из поликарбоната. Крышка 9 с циферблатом крепится к корпусу 3 с помощью винта 11.

На тыльной стороне корпуса 3 расположена колодка 21 внешних подключений, на которой указано номинальное напряжение питания и его полярность, а также номера контактов. Схема подключения изображена на наружной поверхности крышки 5, крепящейся к корпусу 3 с помощью второго винта 10. Пружина 7 удерживает колодку 21 внешних подключений прижатой к корпусу 3.

На подвижной ручке 8 переключателя 21 временных интервалов установлен указатель 12 в виде точки, а на крышке 9 с циферблатом отметки 13, обозначающие интервал выдержки времени. Обозначение 8 - единица времени. Единицы времени выражены в секундах. Числа обозначают интервалы выдержки времени.

На корпусе 3 имеется отверстия - фланцы 14 - для закрепления устройства в штатном месте.

На фиг. 3 представлена структурная схема заявляемой полезной модели, которая состоит из шести функциональных узлов: генератора 15, делителя 16 частоты, счетчика 17 импульсов, узла 18 выбора выдержки времени, переключателя 19 временных интервалов, выходного устройства 20, - и колодки 21 внешних подключений. Выход генератора 15 соединен через делитель 16 частоты со счетчиком 17 импульсов, выходы которого подключены к входам узла 18 выбора выдержки времени с присоединенным переключателем 19 временных интервалов, выходы же узла 18 выбора выдержки времени подключены к входам выходного устройства 20. Выходное устройство 20 соединено с колодкой 21 внешних подключений. Колодка 21 внешних подключений содержит два контакта +27 В и -27 В для входного сигнала питания и три контакта К1, К2, К3 для выходного сигнала.

Принцип работы заявляемой полезной модели следующий.

При подаче питания 27 В на соответствующие контакты +27 В и -27 В колодки 21 внешних подключений импульсы с генератора 15 поступают на делитель частоты 16 и далее на счетчик 17 импульсов. Узел 18 выбора выдержки времени анализирует состояние работающего счетчика 17 импульсов и вырабатывает сигнал в момент окончания временного интервала, установленного переключателем 19 временных интервалов. Сигнал от узла 18 выбора выдержки времени поступает на выходное устройство 20.

В устройствах с контактным выходом срабатывает и блокируется реле. При этом на колодке 21 внешних подключений размыкаются контакты К1 и К2 и замыкаются контакты К2 и К3. В устройствах с бесконтактным выходом срабатывает ключевой каскад и на контакты К1 и КЗ колодки 21 внешних подключений подается напряжение 27 В. С этого момента отсчет заданной выдержки времени заканчивается. При отключении напряжения питания 27 В устройство возвращается в исходное состояние.

Переключение выходной цепи устройства происходит в момент окончания заданной выдержки времени, а отсчет выдержки времени начинается с момента включения питания, а при его отключении устройство возвращается в исходное состояние.

Монтаж и использование.

На штатном месте установить устройство и закрепить винтами за фланцы 14. Далее необходимо отвернуть винт 10 и снять крышку 5, затем распаять провода согласно схеме, изображенной на наружной поверхности крышки 5. После распайки проводов крышка 5 возвращается на место и закрепляется винтом.

Для установки интервала выдержки времени необходимо оттянуть подвижную ручку 8 переключателя 19 временных интервалов и повернуть до совмещения указателя 12 на подвижной ручке 8 с соответствующей отметкой 13 крышки 9 с циферблатом устройства и отпустить подвижную ручку 8 переключателя 19 временных интервалов. Пружина 6 самостоятельно возвратит подвижную ручку 8 переключателя 19 временных интервалов в положение, в котором отсутствует возможность самопроизвольного перемещения подвижной ручки 8.

В других реализациях полезной модели электронный блок может состоять и из большего количества печатных плат. Количество печатных плат будет определяться назначением.

Заявляемое решение может быть реализовано на отечественной элементной базе.

1. Устройство программно-временное микроэлектронное, содержащее корпус, крышку с циферблатом, подвижную ручку переключателя временных интервалов, электронный блок, колодку внешних подключений, отличающееся тем, что электронный блок представляет собой по меньше мере одну печатную плату генератора и по меньшей мере одну печатную плату узла выбора выдержки времени, содержащую делитель частоты, счётчик импульсов, переключатель временных интервалов, выходное устройство, причём обе платы электрически и механически соединены между собой, с колодкой внешних подключений и с переключателем временных интервалов, представляющим собой подвижные контактные пары, причём выход генератора соединён через делитель частоты со счётчиком импульсов, выходы которого подключены к входам узла выбора выдержки времени с подключённым переключателем временных интервалов, выходы же узла выбора выдержки времени подключены к входам выходного устройства, соединённого с колодкой внешних подключений.

2. Устройство программно-временное микроэлектронное по п.1, отличающееся тем, что выходное устройство представляет собой реле.

3. Устройство программно-временное микроэлектронное по п.1, отличающееся тем, что выходное устройство представляет собой ключевой каскад.

4. Устройство программно-временное микроэлектронное по пп.1-3, отличающееся тем, что его корпус, крышка с циферблатом, подвижная ручка переключателя временных интервалов выполнены из поликарбоната.