Патент ссср 248068
OI1ЙСАНИE
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 28.Ill.1968 (№ 1228966118-10) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 10.VI1.1969. Бюллетень № 23
Дата опубликования описания 17.XII.1969
Кл. 21е, 36/01
МПК G Olr
УДК 621.317.725(088.8) Комитет по делам изобретеиий и открытий при Совете Мииистров
СССР
ВСЕСОЮЗНАЯ
ГЛ "ЕНТКО т, хяll ÷êèÿ
ЙБ;1ИОТЕКА
Автор изобретения
В. И, Турчеиков
11,еитральный научно-исследовательский институт ком механизации
Заявитель
УСТРОИСТВО СРАВНЕНИЯ ДВУХ ПЕРЕМЕЙНЬ1Х ТОКОВ
Изобретение относится к технике электрических измерений и может быть использовано в системах автоматики, например в устройствах, осуществляющих получение однополярного сигнала с амплитудой, пропорциональной разности двух контролируемых токов или сдвигу фаз между ними, и выдачу дискретного сигнала при отклонении тоследних за уставку.
Известны устройства сравнения двух переменных токов, содержащие источники контролируемого и опорного токов и нагрузку.
Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что источники контролируемого и опорного токов соединены через диоды с измерителями постоянной составляющей, а между собой — через коллекторно-эмиттерный переход транзистора, соединенного базой с нагрузкой, в качестве которой, например, используется коллекторно-базовый переход транзистора, подключенного своим эмиттером к эмиттеру транзистора другой проводимости, соединенного базой через диод с коллектором первого и через сопротивление — с источником постоянного напряжения, регулирующим величину уставки.
Такое выполнение устройства расширяет функциональные возможности, заключающиеся в одновременном определении наличия и разности контролируемого и опорного токов, повышает точность сравнения и надежность устройства в целом.
1-Iа фиг. 1 показана принципиальная схема устройства сравнения двух переменных токов; на фиг. 2 — эшоры напряжений и токов в устройстве.
Устройство сравнения двух переменных токов содержит транзистор 1, который может быть и составным. Коллектор транзистора
10 соединен с выходом 2 источника 8 контролируемого тока и через диод 4 с измерителем 5 постоянной составляющей тока, характеризующей величину превышения контролируемого тока под опорным. Эмиттер транзистора 1 со15 единен с источником 6 опорного тока и через диод 7 и с измерителем 8 постоянной составляющей тока, характеризующей величину превышения опорного тока над контролируемым.
База транзистора 1 связана с нагрузкой-пз20 мерителем 9 постоянной составляющей тока, характеризующей по модулю неравенство контролируемого и опорного токов. В качестве нагрузки в данной схеме используется коллекторно-базовый переход транзистора 10, эмит25 тер которого соединен с эмиттером транзистора 11 другой проводимости, а база с общей шиной. База выходного транзистора 11 соединена через диод 12 с коллектором транзистора 10 и через сопротивление И с псточнп30 ком !4 питания, а его коллектор — с выход248068 ной нагрузкой 15 и через сопротивление 1б с источником 14 постоянного напряжения.
При равенстве амплитуд токов источников контролируемого (см. фиг. 2, кривая 17) и опорного токов, сдвиге по фазе на 180 эл. град. (фиг. 2, кривая 18) и коэффициенте усиления а транзистора 1, близким к единице, токи через измерители 5, 8 и 9 равны нулю. Вследствие положительного напряжения на эмиттере и отрицательного на коллекторе транзистора 1 контролируемый ток при указанных условиях почти весь проходит через источник б опорного тока, Когда напряжение на коллекторе положительное, а на эмиттере отрицательное, транзистор 1 работает в инверсном режиме и при коэффициенте а, близком к единице, контролируемый ток также целиком проходит через источник б.
Если величина контролируемого тока превышает опорный ток (кривая 19), то в моменты времени, когда амплитуда тока положительная, разность между контролируемым и опорным токами протекает через базу на измеритель 9. На базе транзистора 1 оказываваются полусинусоиды (кривая 20) положительной полярности в течение полупериода через каждый период. Этот ток совпадает по фазе с фазой контролируемого тока. В отрицательные полупериоды контролируемого тока разностный ток протекает через диод 4 в измеритель 5 (кривая 21), Диод 4 в этой схеме использован с напряжением начала проводимости, большим потенциала на коллекторе транзистора 1.
Если величина контролируемого тока меньше тока опорного (кривая 22), то в полупериоды, когда амплитуда тока имеет отрицательную полярность, разность токов между контролируемым и опорным протекает через базу транизистора 1 на измеритель 9.
На базе транзистора 1 оказываются полусинусоиды тока (кривая 28) положительной полярности через каждый период переменного тока. Этот ток находится в противофазе с контролируемым током. В полупериоды, когда контролируемый ток имеет положительную полярность, через диод 7 на измеритель 8 протекает ток отрицательной полярности, величина которого пропорциональна отклонению контролируемого тока от опорного. Требования к диоду 7 такие же, как и к диоду 4.
Уровень 24 срабатывания по току определяется током эмиттера транзистора 10, который, в свою очередь, задается активными сопротивлениями И и 1б (сопротивление 18 в коэффициент усиления р раз больше сопротивления 1б) .
По достижении током базы транзистора 1 уровня 24 тока через эмиттер транзистора 10 происходит увеличение напряжения на коллекторе транзистора 10 и вследствие этого через диод 12 начинает протекать ток, который уменьшает ток базы транзистора 11. Последний, в свою очередь, уменьшает в р раз ток эмиттера транзистора 10, что приводит и еще большему протеканию тока через диод 12
N и к большому уменьшению тока базы транзисгора 11. Следовательно, скачком закрываются транзисторы 10 и 11 и на выходной нагрузке 15 появляется отрицательное напряжение с амплитудой, равной амплитуде напряжения источника 14 питания. Напряжение на выходе будет до тех пор, пока ток базы транзистора 1 не уменьшится до уровня, меньшего I P раз уровня 24 срабатывания. Таким образом, на выходе при превышении или понижении конт20 ролируемого тока за уставку, определяемую опорным током, будут прямоугольные импульсы.
Фаза этих прямоугольных импульсов по отношению к фазе контролируемого тока рав25 на 0 или 180" в зависимости от гого, что конгролируемый ток выше уставки или ниже. При равенстве амплитуд токов контролируемого и опорного выходной ток базы транзистора 1 пропорционален фазовому сдвигу между исЗО точниками переменного тока.
Предлагаемое устройство позволяет автоматически электронным путем расширить или сужать уставку. Для этого в качестве источника 14 питания используется командное на35 пряжение. При повышении напряжения пропорционально ему увеличивается уровень 24, а при понижении уровень уменьшается.
Предмет изобретения
40 Устройство сравнения двух переменных токов, содержащее источники контролируемого и опорного токов и нагрузку, отличпюи1ееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, увеличения точности и по45 вышения надежности, источники контролируемого и опорного токов соединены через диоды с измерителями постоянной составляющей, а между собой — через коллекторно-эмиттерный переход транзистора, соединенного базой
50 с нагрузкой, в качестве которой, например, используется коллекторно-базовый переход транзистора, подключенного своим эмиттером к эмиттеру транзистора другой проводимости, соединенного базой через диод с коллектором
55 первого и через сопротивление — с источником постоянного напряжения, регулирующим величину уставки.
248068
Фиг. 1
Составитель H. Й. Чижевская
Техред Т. П. Курилко Корректор Т. А. Абрамова
Редактор И. С. Грузова
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 32бО/2 Тиржк 480 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва К-35, Раушскач наб., д, 4/5
