Электронное реле времени

 

Использование: к электротехнике, в частности к реле времени, и может быть использовано для ограничения времени работы элекробытовых приборов, например фотоувеличителя, и имеет дискретную регулировку уставки срабатывания в диапазоне от 0,2 с до 10 ч. Целью изобретения является упрощение схемы при значительном расширении диапазона задержек времени и повышения надежности. Сущность в реле времени, содержащее генератор импульсов, два переключателя, счетчик импульсов, выходной каскад и пусковой орган, введены программируемый счетчик с переключателем на входе, дешифратор с переключателем на выходе и триггер, при этом выход генератора импульсов подключен к тактовому входу программируемого счетчика импульсов, выход которого присоединен к тактовому входу счетчика импульсов, выходы счетчика импульсов поразрядно соединены с входами дешифратора импульсов, выходы которого через переключатель соединяются с входом R2 триггера, входы S и R1 триггера соединены с пусковым органом, прямой выход триггера соединен с входом установки "О" программируемого счетчика импульсов и входом выходного каскада, а инверсный выход триггера соединен с входом установка "О" счетчика импульсов. Изменяя первым переключателем код на входах программируемого счетчика импульсов, устанавливают диапазон времени задержек, а вторым переключателем устанавливают длительность уставки времени срабатывания реле. 4 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к реле времени, и может быть использовано для ограничения времени работы электробытовых приборов, например, фотоувеличителя, и имеет дискретную регулировку уставки срабатывания в диапазоне от 0,2 с до 10 ч.

Известны реле времени с плавной регулировкой уставки срабатывания, работа которых основана на принципе заряда, разряда или перезаряда конденсатора хронирующей RC-цепи [1].

Недостатком таких реле является сложность набора установки срабатывания (особенно при длительных выдержках времени) как из-за температурного дрейфа величины емкости и тока утечки хронирующего конденсатора, так и из-за влияния абсорбции конденсатора.

Известны также высокочастотные реле времени с дискретной регулировкой установки срабатывания, работа которых основана на принципе счета заданного числа импульсов определенной длительности [2].

Недостатком таких реле является сложность набора уставки срабатывания и ограниченная надежность функционирования, что обусловлено большим числом коммутаций в системе набора уставки и сложной структурой схемы кодирования в цифровом виде условий срабатывания реле.

Известны реле времени, взятые за прототип, содержащие узел переключателей набора уставки, формирователь импульсов (генератор импульсов), пересчетные декады (счетчик импульсов), блок управления (пусковой орган), дешифраторы, блок сравнения кодов и исполнительное устройство (выходной каскад) [3].

Недостатком этого устройства является наличие узла переключателей набора уставки и дешифраторов, входы которых связаны с переключателями узла набора уставки, а выходы - с блоком совпадения кодов. Это усложняет схему уставки срабатывания реле по числу необходимых манипуляций с переключателями, общее количество которых пропорционально ширине диапазона регулирования уставки. Кроме того, помехоустойчивость реле ограничена из-за наличия большого количества проводов связи входов дешифраторов с переключателями узла набора уставки и шин связи выходов дешифраторов с входами блока сравнения кодов, образующих обширные контуры для наведения ЭЛС помехи при воздействии сильных электрических и магнитных полей.

Целью изобретения является упрощение схемы при значительном расширении диапазона задержек времени и повышении надежности.

Для достижения указанной цели в реле времени, содержащее генератор импульсов, два переключателя, счетчик импульсов, выходной каскад и пусковой орган, введены программируемый счетчик с переключателем на входе, дешифратор с переключателем на выходе и триггер, при этом выход генератора импульсов подключен к тактовому входу программируемого счетчика импульсов, выход которого присоединен к тактовому входу счетчика импульсов, выходы счетчика импульсов поразрядно соединены с входами дешифратора импульсов, выходы которого через переключатель соединяются с входом R2 триггера, входы S и R1 соединены с пусковым органом, прямой выход триггера соединен с входом установки "0" программируемого счетчика импульсов и входом выходного каскада, а инверсный выход триггера соединен с входом установки "0" счетчика импульсов.

Суть изобретения состоит в том, что последовательное соединение программируемого счетчика импульсов со счетчиком импульсов с дешифратором на выходе и установкой переключателей на входе и выходе данной схемы позволяет значительно расширить диапазон задержек времени при упрощении схемы, при этом первый переключатель устанавливает длительность интервала времени между импульсами, а второй переключатель устанавливает необходимое количество этих интервалов для получения заданной длительности времени задержки.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого реле; на фиг.2 - генератор импульсов; на фиг.3 - выполнение пускового органа; на фиг.4 - выполнение выходного каскада.

Реле содержит генератор 1 импульсов, переключатель 2 частоты повторения импульсов, программируемый счетчик 3 импульсов, счетчик 4 импульсов, дешифратор 5, переключатель 6 длительности задержки, пусковой орган 7, триггер 8 и выходной каскад 9.

Генератор импульсов формирует прямоугольные импульсы с частотой 0,5 Гц из положительной полуволны синусоидального сигнала частотой 50 Гц. В качестве программируемого счетчика импульсов, счетчика импульсов, дешифратора и триггера можно использовать микросхемы 564 серии, а переключатели использовать типа ПГ2.

Реле работает следующим образом.

При включении схемы в исходном состоянии пусковой орган 7 устанавливает прямой выход триггера 8 в ноль, а, следовательно, программируемый счетчик 3 импульсов, счетчик 4 импульсов и выходной каскад также устанавливаются в ноль. С появлением входного сигнала пусковой орган 7 переключает прямой выход триггера 8 в состояние единицы, открывается выходной каскад 9 и прекращается принудительное удержание программируемого счетчика 3 импульсов и счетчика 4 импульсов в ноле и они начинают считать импульсы от генератора 1 импульсов.

Переключателем 2 задается код на входах программируемого счетчика 3 импульсов, т.е. меняется длительность интервала времени между импульсами на выходе счетчика 3, которые поступают на счетчик 4, подсчитываются им и четырехразрядным кодом передаются на дешифратор 5. На выходе дешифратора 5 через определенный для каждого выхода интервал времени появляется положительный потенциал (логическая единица), который через переключатель 6 поступает на вход R2 триггера 8, переключая его прямой выход в ноль и выключая выходной каскад реле, устанавливая схему в исходное состояние. Изменяя переключателем 2 код на входах программируемого счетчика 3 импульсов, устанавливают диапазон времени задержек, а переключателем 6 устанавливают длительность уставки времени срабатывания.

Применение данного устройства позволяет при одновременном упрощении схемы значительно расширить диапазон выдержек. У предлагаемого реле длительность выдержек на три порядка выше, чем у прототипа. τ_nmax = N1˙N2˙τ_t, где N1 = 1. ..21327, N2 = 1...9, τ_t - период тактовых. У прототипа τ_nmax = 99 τ_t.

Опытный образец электронного реле времени был изготовлен и испытан в лабораторных условиях. Заложенные расчетные данные были подтверждены на опытном образце. Электронное реле времени имеет шесть диапазонов времени задержек: 0,2 с, 1 с, 10 с, 1 мин, 10 мин и 1 ч. Коэффициент умножения времени задержки изменяется от 0 до 9.

Формула изобретения

ЭЛЕКТРОННОЕ РЕЛЕ ВРЕМЕНИ, содержащее два переключателя, генератор импульсов, счетчик импульсов, выходной каскад и пусковой орган, отличающееся тем, что, с целью упрощения схемы при расширении диапазона задержек времени, в него введены программируемый счетчик импульсов, дешифратор и триггер, при этом выход генератора импульсов подключен к тактовому входу программируемого счетчика импульсов, входы установки коэффициента деления которого через первый переключатель соединены с шинами логического ноля и логической единицы, а выход присоединен к тактовому входу счетчика импульсов, выходы счетчика поразрядно соединены с входами дешифратора, подключенного выходами через второй переключатель к входу R 2 триггера, входы S и R1 которого соединены с пусковым органом, прямой выход соединен с выходным каскадом и входом R программируемого счетчика импульсов, а инверсный выход соединен с входом R счетчика импульсов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4