Устройство для контроля цепи заземления технических средств обработки информации

Авторы патента:

Герасимов Виктор Сергеевич (RU)

Крупенин Александр Владимирович (RU)

Щербаков Андрей Викторович (RU)

Герасимов Сергей Юрьевич (RU)

Кретов Игорь Владимирович (RU)

Медведков Александр Юрьевич (RU)

G01R27/205 - Устройства для измерения активного, реактивного и полного сопротивления или электрических характеристик, производных от них

G01R27/20 - для измерения сопротивления заземления; для измерения контактного сопротивления заземлителей, например пластинчатых

Владельцы патента RU 2759386:

Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Краснодарское высшее военное орденов Жукова и Октябрьской Революции Краснознаменное училище имени генерала армии С.М. Штеменко" Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники. Устройство для контроля цепи заземления технических средств обработки информации содержит электронную схему, образованную узлом сравнения и источником звука, датчик электрического поля - полевой транзистор, сток которого соединен с одним из выводов ограничительного резистора и неинвертирующим входом компаратора узла сравнения, а исток соединен с отрицательным выводом источника питания, при этом электронная схема устройства не имеет точек подключения к проводникам сети электропитания, заземления и металлическому экрану технического средства. Технический результат – исключение снижения сопротивления изоляции технического средства и сети электропитания, увеличение тока утечки в заземляющем проводнике, нарушение симметрии электрической цепи сетевого помехоподавляющего фильтра. 3 ил.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для контроля целостности цепи заземления технических средств обработки информации, содержащих сетевые помехоподавляющие фильтры с Y конденсаторами и металлические экраны, соединяющиеся с выделенными заземляющими устройствами.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому по максимальному количеству сходных признаков является устройство для контроля цепи заземления технических средств обработки информации (Патент №2599379 Российская Федерация, МПК Н02Н 9/00 (2006.01)). Устройство содержит (фиг.1) электрическую ветвь, включающую ограничительный резистор R1 и электронную схему, образованную однополупериодным выпрямителем (диод VD1, конденсатор С1), нагруженным на резистор R2, узлом сравнения (компараторы D1.1, D1.2, резисторы R3-R7), логическим элементом И (транзистор VT1, диоды VD2, VD3, резисторы R8, R9), источником звука (активный пьезоизлучатель В1). Устройство подключается между токоведущим проводом сети питания и металлическим корпусом (экраном) аппаратуры, имеющим заземляющий контакт, например, параллельно любому конденсатору С1 или С2 (т.н. Y конденсаторы) сетевого помехоподавляющего фильтра.

Недостатками устройства-прототипа являются:

снижение сопротивления изоляции технического средства и сети электропитания;

увеличение тока утечки в заземляющем проводнике;

нарушение симметрии электрической цепи сетевого помехоподавляющего фильтра, что вызывает ухудшение его фильтрующих свойств и, как следствие, снижение устойчивости аппаратуры к действию помех, а также увеличение вероятности возникновения технического канала утечки информации через цепи электропитания.

Задачей изобретения является создание устройства для контроля цепи заземления технических средств обработки информации, при использовании которого, исключается:

снижение сопротивления изоляции технического средства и сети электропитания;

увеличение тока утечки в заземляющем проводнике;

нарушение симметрии электрической цепи сетевого помехоподавляющего фильтра, вызывающего ухудшение его фильтрующих свойств и, как следствие, снижение устойчивости аппаратуры к действию помех, а также увеличение вероятности возникновения технического канала утечки информации через цепи электропитания.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве, содержащем электронную схему, образованную узлом сравнения и источником звука, вместо однополупериодного выпрямителя включен датчик электрического поля - полевой транзистор, сток которого соединен с одним из выводов ограничительного резистора и неинвертирующим входом компаратора узла сравнения, а исток соединен с отрицательным выводом источника питания, при этом электронная схема устройства не имеет точек подключения к проводникам сети электропитания, заземления и металлическому экрану технического средства.

Анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного устройства условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Благодаря введению в известный объект совокупности существенных отличительных признаков при использовании заявленного устройства исключается:

снижение сопротивления изоляции технического средства и сети электропитания;

увеличение тока утечки в заземляющем проводнике;

На чертежах представлены:

фиг. 1 - принципиальная электрическая схема устройства-прототипа;

фиг. 2 - схема электропитания технических средств обработки информации (ТСОИ), где 1 - фазный проводник сети электропитания; 2 - нулевой рабочий проводник сети электропитания (объединенный нулевой рабочий и защитный проводник сети электропитания); 3 - распределительный щит здания (сооружения); 4 - розетка сети электропитания; 5 - проводники заземляющих устройств - общего и выделенного; 6 -сетевой помехоподавляющий фильтр ТСОИ; 7 - источник вторичного электропитания ТСОИ; 8 - функциональная часть ТСОИ; 9 – ТСОИ;

фиг. 3 - принципиальная электрическая схема заявленного устройства для контроля цепи заземления технических средств обработки информации.

Устройство для контроля цепи заземления технических средств обработки информации содержит электронную схему, включающую датчик электрического поля - полевой транзистор (VT1), узел сравнения (компаратор DA1, постоянные резисторы R1, R2, переменный резистор R3), источник звука (активный пьезоизлучатель ВА1, транзистор VT2, резистор R4). При этом исток полевого транзистора VT1 подключен к отрицательному выводу источника питания, а сток соединен через резистор R1 с положительным выводом источника питания и напрямую с неинвертирующим входом компаратора DA1, к инвертирующему входу которого подключена общая точка резистивного делителя напряжения R2, R3, включенного между положительным и отрицательным выводами источника питания, выход компаратора DA1 соединен с базой транзистора VT2, эмиттер которого через резистор R4 подключен к отрицательному выводу источника питания, а между коллектором и положительным выводом источника питания включен активный пьезоизлучатель ВА1. Электронная схема устройства не имеет точек подключения к проводникам сети электропитания, заземления и металлическому экрану технического средства. Питание устройства может осуществляться постоянным напряжением вторичного источника питания технического средства либо автономно от аккумуляторной батареи.

Устройство, смонтированное в корпус из диэлектрического материала, размещается на металлическом экране (корпусе) технического средства или вблизи него и работает следующим образом.

При отсутствии нарушения целостности цепи заземления экрана его электромагнитное поле обусловлено стеканием токов утечки и наводок на землю и характеризуется относительно малым уровнем. Наведенное таким слабым полем напряжение на затворе полевого транзистора VT1 мало. С учетом передаточной характеристики полевой транзистор с управляемым р-n переходом при малом напряжении на затворе открыт; сопротивление сток-исток транзистора VT1 мало. Соответственно, потенциал на неинвертирующем входе компаратора DA1 оказывается меньше потенциала на его инвертирующем входе. На выходе компаратора присутствует сигнал логического нуля с напряжением близким к отрицательному напряжению питания электронной схемы. При этом транзистор VT2 закрыт и пьезоизлучатель ВА1 выключен.

При нарушении целостности цепи заземления экрана технического средства Y конденсаторы С1 и С2 сетевого помехоподавляющего фильтра (см. фиг. 2) образуют емкостной делитель и на экране (корпусе) технического средства относительно проводников сети электропитания возникает напряжение, примерно равное половине питающего напряжения (110 В для сети с напряжением 220 В/50 Гц). В результате уровень электрической составляющей поля экрана существенно возрастает. Это приводит к увеличению напряжения, наведенного действием данного поля, на затворе полевого транзистора VT1. Транзистор закрывается; сопротивление сток-исток возрастает и потенциал на неинвертирующем входе компаратора DA1 становится больше, чем потенциал на его инвертирующем входе. На выходе компаратора DA1 устанавливается сигнал логической единицы, который открывает транзистор VT2 и включает пьезоизлучатель. Устройство выдает звуковой сигнал о нарушении цепи заземления. Регулировка чувствительности устройства осуществляется регулированием значения опорного напряжения компаратора за счет изменения сопротивления переменного резистора R3.

По схеме заявляемого устройства (фиг. 3) был собран действующий макетный образец, в котором в качестве датчика электрического поля установлен полевой транзистор с n-каналом и управляющим р-n переходом типа КП 303 А. Практическая проверка работы макетного образца показала надежное обнаружение обрыва цепи заземления технического средства при размещении устройства в различных точках на корпусе технического средства а также при его удалении на расстояния до 10-15 см от него.

Устройство для контроля цепи заземления технических средств обработки информации, содержащее электронную схему, образованную узлом сравнения и источником звука, отличающееся тем, что содержит датчик электрического поля – полевой транзистор, сток которого соединен с одним из выводов ограничительного резистора и неинвертирующим входом компаратора узла сравнения, а исток соединен с отрицательным выводом источника питания, при этом электронная схема устройства не имеет точек подключения к проводникам сети электропитания, заземления и металлическому экрану технического средства.

Изобретение относится к области микроэлектроники. Сущность изобретения заключается в том, что способ создания самоориентируемого магнитного сенсора содержит этапы, на которых осуществляют использование MTJ ячейки с анизотропией формы, что дает возможность исключить стадию отжига во внешнем магнитном поле в технологическом маршруте, необходимую для ориентации чувствительного слоя.

Способ определения магнитных потерь в стали магнитопровода // 2750134

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для уменьшения магнитных потерь в трансформаторах и других электрических машинах. Способ определения потерь в магнитопроводе трансформатора заключается в измерении с помощью опыта холостого хода значений полных потерь в магнитопроводе на трех частотах ƒ1, ƒ2 и ƒ3 и вычислении по этим значениям потерь на гистерезис Рг, потерь на вихревые токи Рв и аномальных потерь Ра на частоте ƒ1.

Способ и устройство для определения параметров емкостного компонента // 2734493

Настоящее изобретение относится к области определения емкости и коэффициента потерь каждого из множества емкостных компонентов устройства электропитания. Техническим результатом является устранение влияния температуры на результаты измерений.

Способ измерения полного электрического сопротивления упрочненного слоя изделий из металлов с применением сигналов высокой частоты // 2734061

Изобретение относится к области контроля качества упрочненной поверхности изделий после высокоэнергетических обработок. Техническим результатом является измерение полного электрического сопротивления упрочненного слоя изделий как показателя качества после проведения обработки.

Способ контроля изоляции высоковольтного ввода // 2730391

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть применено для контроля состояния изоляции высоковольтных вводов электрооборудования, снабженных для этой цели измерительным выводом. Технический результат изобретения - повышение надежности и безопасности эксплуатационного контроля состояния изоляции высоковольтного ввода под рабочим напряжением.

Способ определения значения стационарного сопротивления заземляющего устройства опор воздушных линий электропередачи без отсоединения грозозащитного троса и устройство для его реализации // 2726042

Использование: для определения значения стационарного сопротивления заземляющего устройства (ЗУ) опор воздушных линий электропередачи (ВЛ) без отсоединения грозозащитного троса и устройство для его реализации. Сущность изобретения заключается в том, что способ определения значения стационарного сопротивления заземляющего устройства (ЗУ) опор воздушных линий электропередачи (ВЛ) без отсоединения грозозащитного троса включает воздействие на ЗУ опоры импульсом тока прямоугольной формы, регистрацию значений силы тока через ЗУ ij и падения напряжения на ЗУ uj относительно удаленного потенциального электрода в дискретные моменты времени tj, вычисление переходного импеданса ЗУ zj по приведенной формуле и определение эквивалентного активного сопротивления схемы замещения ЗУ RЗУ, на основе полученного массива данных zj на интервале измерения ΔtИЗМ, вычисление значения стационарного сопротивления ЗУ опоры ВЛ RНЧ по формуле, учитывающей волновые сопротивления грозозащитных тросов, подходящих к опоре: где nГТ - число грозозащитных тросов, подходящих к исследуемой опоре, ZWГТ - величина волнового сопротивления грозозащитный трос - поверхность земли, отличающийся тем, что на интервале измерения ΔtИЗМ, ограниченном с одной стороны началом импульса тока, а с другой - только временем прихода отражений от соседних опор по грозозащитным тросам, производят экспоненциальное сглаживание ряда значений zj, учитывая, что полное сопротивление ЗУ включает емкостную составляющую, сглаженную зависимость zsj описывают выражением: где RЗУ, СЗУ - сопротивление и емкость эквивалентной R-L-C схемы замещения ЗУ, определяют эквивалентное активное сопротивление ЗУ опоры ВЛ RЗУ как значение асимптоты, к которой стремится зависимость zsj в конце интервала измерения ΔtИЗМ, по формуле: где N - общее число дискретных значений ряда zsj на интервале измерения ΔtИЗМ, Nуср - число дискретных значений zsj, попадающих в пределы интервала усреднения Δtуср, конец которого совпадает с концом интервала измерения ΔtИЗМ, а длительность составляет 1/8 длительности ΔtИЗМ, затем определяют стационарное сопротивление ЗУ RНЧ.

Преобразователь электрической емкости для емкостного датчика // 2724299

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может применяться в качестве преобразователя неэлектрических величин, например толщины материала и его диэлектрической проницаемости в электрическую величину. Преобразователь электрической емкости для емкостного датчика, в котором первая пластина измерительного конденсатора связана с постоянным потенциалом, содержит входную точку для подключения второй пластины измерительного конденсатора емкостного датчика, генератор зарядных импульсов, генерирующий повторяющиеся зарядные импульсы прямоугольной формы, разрядную схему, подключенную к упомянутой входной точке и выполненную с возможностью обеспечения стекания заряда из входной точки во время отсутствия зарядного импульса, формирователь выходного сигнала преобразователя, биполярный транзистор, эмиттер которого связан с выходом генератора зарядных импульсов, база которого связана с входной точкой преобразователя, а коллектор связан с формирователем выходного сигнала, при этом формирователь выходного сигнала выполнен с возможностью формирования выходного сигнала преобразователя в зависимости от коллекторного тока биполярного транзистора.

Способ обнаружения и идентификации взрывчатых и наркотических веществ и устройство для его осуществления // 2723987

Предлагаемые способ и устройство относятся к технике обнаружения взрывчатых и наркотических веществ, в частности к способам и устройствам для обнаружения взрывчатых и наркотических веществ в различных закрытых объемах и на теле человека, находящегося в местах массового скопления людей. Технической задачей изобретения является повышение точности определения местоположения контролируемого объекта, на котором обнаружено взрывчатое или наркотическое вещество, путем использования производных корреляционных функций.

Способ бесконтактной оценки проводимости индивидуальных углеродных нанотрубок // 2720260

Использование: для определения электрофизических параметров индивидуальных углеродных нанотрубок. Сущность изобретения заключается в том, что способ бесконтактной оценки проводимости индивидуальных углеродных нанотрубок заданного синтеза, в котором: предварительно нанотрубки помещаются на первую подложку, содержащую структуру с микроконтактами, затем зондом производится обнаружение i нанотрубок из нанотрубок, лежащих на двух соседних микроконтактах, с помощью АСМ-сканирования полуконтактным методом, после этого проводятся два этапа калибровочных измерений для каждой из i нанотрубок, при количестве обнаруженных не менее пяти i≥5, на первом этапе по АСМ-изображениям определяется длина и диаметр каждой i нанотрубки, затем зондом производится регистрация тока i нанотрубки и, используя значения длины и диаметра, рассчитывается удельная проводимость σi каждой i нанотрубки, на втором этапе измеряется профиль ЭСМ-изображения каждой i нанотрубки и рассчитывается напряжение Ui для каждой i нанотрубки, после этого по средним значениям σi и Ui строится калибровочная зависимость U=<Ui(σi)>, затем помещают N углеродных нанотрубок заданного синтеза на вторую подложку так, что N углеродных нанотрубок распределяются хаотическим образом, прикрепляясь к подложке боковой поверхностью, после этого зондом производится обнаружение m индивидуальных углеродных нанотрубок, с помощью АСМ-сканирования полуконтактным методом, затем регистрируется профиль ЭСМ-изображения каждой m идивидуальной углеродной нанотрубки и рассчитывается напряжение Um и, используя соответствующее ему по величине значение напряжения Ui из построенной на предварительных измерениях калибровочной зависимости U=<Ui(σi)>, определяется удельная проводимость σm каждой m индивидуальной углеродной нанотрубки с применением метода электростатической силовой микроскопии.

Способ определения относительной диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь диэлектрической структуры // 2716600

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и предназначено для одновременного определения относительной диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь диэлектрических структур в сверхвысокочастотном диапазоне, и может найти применение для неразрушающего контроля электрофизических параметров производимых диэлектрических подложек и структур для устройств СВЧ-электроники.

Способ измерения поляризационного потенциала металлического подземного сооружения // 2747444

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах электрохимической защиты подземных металлических сооружений от коррозии, в частности для измерения поляризованного потенциала. Способ измерения поляризационного потенциала подземного металлического сооружения, характеризующийся циклическим повторением совокупности действий, именуемой циклом измерения, состоящим из фазы поляризации, фазы задержки и фазы измерения, применительно к импульсному характеру выходного сигнала катодной станции, в течение фазы поляризации, совпадающей с временем действия выходного импульса катодной станцией, осуществляют поляризацию датчика потенциала, а в течение фазы задержки и фазы измерения, совпадающими с паузой между выходными импульсами катодной станции, исключают возможность такой поляризации; при этом длительность фазы задержки устанавливают достаточной для исключения омической составляющей потенциала, а разность потенциалов, между электродом сравнения и датчиком потенциала, измеренную в течение фазы измерения, регистрируют в качестве поляризационного потенциала, наряду с этим, на протяжении всех фаз цикла измерения потенциала контролируют изменение сигнала помехи, а измерение поляризационной составляющей потенциала осуществляют, если значение сигнала помехи не превышает порог разрешения измерения потенциала.