Устройство охранной сигнализации емкостного типл

Ооюа Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 74а, 21/12

Заявлено 23.IX.1966 (№ 1103800/26-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 22.XII.1967. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 22.II.1968

МПК 6 08b

Комитет по делам иаебретений и аткрытнй лри Совете Министров

СССР

УДК 681.174.7:654.924 (088.8) Авторы изобретения

Заявитель

Е. С. Шемчук и А. М, Кожевников

Центральный научно-исследовательский институт противопожарной обороны

УСТРОЙСТВО ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ ЕМКОСТНОГО ТИНА

Известны устройства охранной сигнализации еыкостного типа, основным элементом измерительной схемы которых является дифференциальный трансформатор с емкостными антеннами, включенными в противоположные плечи первичной обмотки.

Предложенное устройство отличается от известного тем, что в нем для повышения надежности работы вторичная обмотка дифференциального трансформатора подключена к фазовому детектору, соединенному с импульсным мостовым преобразователем, подключенному к емкостному преобразователю, установленному в цепи обратной связи генератора выходного блока, в цепь нагрузки которого включено сигнальное реле.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 — график изменения напряжения и его фазы на выходе дифференциального трансформатора в зависимости от величины емкостного разбаланса; на фиг. 3 — выходная характеристика измерительной цепи; на фиг. 4 — диаграмма рабочих напряжений каскада преобразователя-селектора по длительности; на фиг. 5 — кривая зависимости емкости кремниевого опорного диода от приложенного запирающего напряжения.

Принцип действия предлагаемого емкостного устройства охранной сигнализации состоит в следующем

Измерительная цепь, основным элементом которой является дифференциальный трансформатор 1, запитывается задающим генератором 2. Напряжение генератора подводится

5 к средней точке первичной обмотки сравнения дифференциального трансформатора, в плечи которои включены блокировочные антенны 8 и 4.

Изменения емкости антенн приводят к пере10 распределению токов, протекающих в обмотке сравнения, а следовательно, к возникновению разностного магнитного потока в магнитопроводе и возбуждению э. д. с. во вторичной оомотке. При этом фаза э. д. с. (фиг. 2) соот1 ветствует изменению емкости определенной антенны. Вторичная обмотка дифференциального трансформатора нагружена на фазовый балансный детектор 5. Опорное напряжение подается от задающего генератора к средней

20 точке вторичной оомотки. i àêèì образом, измерительная цепь по существу представляет собой дифференциальныи фазочувствительный синхронный преобразователь изменений емкости блокировочных антенн в разнополярные .постоянные напряжения, полярность которых будет зависеть от того, в какой из антенн произошло это изменение, Непосредственное детектирование сигналов, возникающих во вторичной обмотке дифференци30 ального трансформатора, синхронно с частотой задающего генератора и в значительной

207774 мере обеспечивает подавление промышленны.: и радиопомех. В то же время, как следует из принципа построения данной измерительной цепи, колебания напряжения и частоты задающего генератора не нарушают работоспособности устройства.

Как следует из графика, данного на фиг. 3, выходная характеристика измерительной цепи линейна в достаточно большом диапазоне изменений емкости антенн, то есть ее производная постоянна в том же диапазоне. Поэтому, применив дифференцирование сигналов (фиг. 4) постоянного напряжения для их временного различия, можно допустить наличие разбаланса измеритсльной цепи. Это не приведет к ее полной потере в результате насыщения усилительных каскадов.

Таким образом, применение дифференцирования исключает необходимость балансировки измерительной цепи при постоянстве ее чувствительности.

В качестве дифференцирующего каскада, кроме того преобразующего разнополярные постоянные напряжения с выхода измерительной цепи в однополярные, используется импульсный мостовой преобразователь б. Дифференцирование выходного напряжения необходимо для того, чтобы «паразитные» медлечные изменения емкости антенн, вызванные неоднородным воздействием на них окружающей среды, бгяли о гфильтрованы. С выхода преобразователь б полезный сигнал постоянного напряжения подается на дифференцирующую цепочку, нагрузкой которой является диод 7. Обратное сопротивление диода 7 под действием запирающего напряжения, приложенного к диоду, может достигать десятков мегом, что в совокупности с дифференцирующей емкостью обеспечивает большую постоянную времени. Кроме того, диод 7 играет роль управляемой емкости, включенной в цепь положительной обратной связи генератора 8, который, в свою очередь, используется в качестве выходного блока.

Принцип работы выходного блока заключается в следующем. Генератор 8 нагружен на выпрямитель, нагрузкой которого является электромагнитное реле, и срывает колебания каждый раз, когда на диоде 7 появляется напряжение с выхода преобразователя-селектора. Это объясняется уменьшением собственной емкости диода 7 (фиг. 5) под действием запирающего напряжения, а следовательно, и уменьшением величины положительной обратной связи. Срыв колебаний генератора приводит к обесточиванию реле 9 и размыканию его контактов, находящихся в цепи сигнально о устройства.

Высокая стабильность работы обеспечивается .применением автоматической инерционной подстройки оптимальной величины обратной связи, необходимой для устойчивой рабогы генератора вблизи точки срыва колебаний.

Инерционная автоподстройка необходимой величины обратной связи осуществляется следу ющи м образом.

С выпрямителя 10, на который нагружен генератор, через интегрирующую цепочку снимается напряжение смешения на диод i I, который включен параллельно с диодом 7 в цепь обратной связи, но в противоположной ему полярности (для температурной стабилизации режима работы диодов). Величина положительной обратной связи поддерживается все время оптимальной как при увеличении напряжения на выходе генератора, так и при его уменьшении. В первом случае напряжение автосмещения, уменьшая емкость диода 8, уменьшает величину обратной связи, а следовательно, и напряжение на выходе генератора. J3o втором случае уменьшение автосмещения увеличивает величину связи и напряжение на выходе генератора. благодаря тому., что контакты реле 9 в режиме генерации замкнуты, осуществляется контроль работоспособности узлов схемы и напряжения источников питания.

Питание устройства может производиться о сети переменного тока или резервного источника. В режиме питания от сети резервный источник с помошью диода 12 отключаегся от схемы устройства. Диод 12 включен последовательно в цепь источников постоянного тока (выпрямитель сети и резервная батарея постоянного тока), включенных в,параллель rrO отношению друг к другу. При этом напряжение, снимаемое с выпрямителя сети, равно илп превышает напряжение резервного, источника.

В режиме питания от выпрямителя сети включение диода в полярности, приведенной на схеме (фиг. 1), соответствует его запиранию.

Для того, чтооы напряжение резервного источника не превышало по величине напряжение от выпрямителя, резервный источник шунтируется стабилитроном. Включение устройства осуществляется тумблером И. При прекращенйи питания от сети переменного тока диод 12 открывается и устроиство автоматически переходит на резервный источник.

Предмет изобретения

Устройство охранной сигнализации емкостного типа, содержащее задающий генератор, дифференциальный трансформатор, в противоположные плечи первичной обмотки которого вк;почены емкостные антенны, и выходной блок, отлича ощееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, вторичная обмотка дифференциального трансформатора подключена к фазовому детектору, соединенному с импульсным мостовым преобразователем, подключенному к емкостному преобразователю, установленному в цепи обратной связи генератора выходного блока, в цепь: агрузки которого включено сигнальное реле, 207774

Составитель Г. Антонова

Редактор Н. С. Коган Техред Л. Я. Бриккер Корректоры: В. П. Минеева и И. Л. Кириллова

Заказ 35/13 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров ССС1

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2