Устройство защиты термопреобразователя

 

О П И С А H И Е 11ц 617728

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сани Советских

Соаипистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.01.75 (21) 2097230/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл г G OIR

1/36

Государстеениык коммтет

Совета Министров CCCP пе лелам изобретений и открытий (43) Опубликовано 30.07.78. Бюллетень № 28 (53) УДК 621.317.7 (088,8) (45) Дата опубликования описания 17.07.78 (72) Авторы изобретения У. П. Тамм, Б. Г. Гурьянов, В. К. Корсен и М. С. Лавров

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно — к измерению действующих значений напряжения и тока.

Известны устройства защиты, в которых защищаемый элемент шунтируется при пре- 5 вышении входным сигналом определенного уровня (1). Недостатком таких устройств является возможность установки уровня,ограничения только по амплитудному значению сигнала. При применении такой схемы 10 при больших амплитудных коэффициентах (пик-факторах) входного напряжения термопреобразователь работает в начальной части характеристики, что уменьшает точность измерения или преобразования напря- 15 жения.

Наиболее близким к изобретению является устройство защиты (2), которое содержит балластный резистор, включенный последовательно с защищаемым элементом 20 (термопреобразователем) и два шунтирующих транзистора, коллекторно-эмиттерные цепи которых включены друг с другом встречно-параллельно и параллельно с защищаемым элементом (термопреобразователем). Во входные провода включены последовательные резисторы, концы которых, более близкие к входу, соединены с базами транзисторов. При превышении входным напряжением заданного уровня отпираются 30 транзисторы, которые шунтируют защищаемый элемент и тем самым предохраняют его от перегрузки. Устройство обеспечивает защиту термопреобразователя при обоих полупериодах питающего напряжения, однако имеет те же недостатки, что и устройство (1), Целью изобретения является повышение точности преобразования. Поставленная цель достигается тем, что устройство защиты снабжено дифференциальным компаратором и вспомогательным преобразователем действующего напряжения, выполненным на двух полевых транзисторах с разными проводимостями, затворы которых подсоединены к одной из входных клемм устройства, а между их истоками включены две последовательно и согласно соединенные секции источника постоянного тока, средняя точка которых подключена ко второй входной клемме устройства, соединенной также через соответствующие резисторы со стоками полевых транзисторов, между которыми включен конденсатор, причем сток одного из полевых транзисторов соединен с инвертирующим входом дифференциального компаратора, сток второго полевого транзистора — с неинвертирующим входом дифференциального компаратора, а выход компаратора через соответствую617728

15 щие резисторы подсоединен к базам шуптирующих транзисторов.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Оно содержит балластный резистор 1, полевой транзистор 2 с п-каналом, полевой транзистор 3 с р-каналом, стоковые резисторы 4 и 5, конденсатор 6, компаратор 7, переменный резистор 8, базовые резисторы

9 и 10, шунтирующие транзисторы 11 и 12 и двухсекционный источник 13 питания.

При отсутствии входного напряжения полевые транзисторы 2 и 3 находятся в режиме отсечки, а напряжение на конденсаторе

6, являющееся входным напряжением компаратора 7, меньше порога переключения компаратора, который устанавливается переменным резистором 8. Выходное напряжение компаратора является запирающим для шунтирующих транзисторов 11 и 12, поэтому они не влияют на защищаемый термопреобразователь 14.

Входное напряжение подается через балластный резистор 1 на термопреобразователь 14 и в то же время на затворы полевых транзисторов 2 и 3, которые по очереди, в разные полупериоды, заходят в активную область квадратичных входных характеристик. Этим обеспечивается пропорциональная зависимость между током стока и квадратом входного напряжения соответствующего полупериода. Благодаря усредняющему действию конденсатора 6, ца нем выделяется постоянное напряжение, пропорциональное квадрату действующего значения входного напряжения. Названное постоянное напряжение подается на вход компаратора 7, где оно сравнивается с порогом переключения компаратора, установленным переменным резистором 8. Когда постоянное напряжение превысит порог переключения компаратора 7, он переключается и отпирает транзисторы 11 и 12, которые вследствие своего малого сопротивления шунтируют термопреобразователь 14, защищая его от перегрузки.

При использовании полевых транзисторов с р — п - переходом вместо полевых транзисторов с изолированным затвором следует ввести дополнительные источники смещения для получения режима отсечки (при отсутствии входного сигнала). Получаемая

50 таким образом грубая оценка (с точностью

10 — 15 /ю) действующего значения напряжения позволяет эффективно защищать термопреобразователь от напряжений, действующее значение которых превышает допустимое. При этом исключено ложное срабатывание защитной схемы при входных напряжениях с большим пик-фактором.

Устройство позволяет повысить точность измерительных и преобразовательных приборов, а также производительность труда при серийных измерениях, так как приборы с термопреобразователями без эффективных устройств защиты требуют особой остор ожн ости пр и из мер ени ях.

Формула изобретения

Устройство защиты термопреобразователя, содержащее балластный резистор, включенный последовательно с термопреобразователем, и два шунтирующих транзистора, коллекторно-эмиттерные цепи которых включены параллельно термопреобразователю, отл и ч а ю щееся тем, что, с целью повышения точности преобразования, оно снабжено дифференциальным компаратором и преобразователем действующего значения напряжения, выполненным посредством двух полевых транзисторов с разными проводимостями, затворы которых подсоединены к одной из входных клемм устройства, а между их истоками включены две последовательно и согласно соединенные секции источника постоянного тока, средняя точка которых подключена ко второй входной клемме устройства, соединенной также через соответствующие резисторы со стоками полевых транзисторов, между которыми включен конденсатор, причем сток одного из полевых транзисторов соединен с инвертирующим входом дифференциального компаратора, сток второго полевого транзистора — с неинвертирующим входом дифференциального компаратора, а выход компаратора через соответствующие резисторы подсоединен к базам шунтирующих транзисторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3668545, кл. 330 †.

2. «Измерительная техника», 1971, № 12, с. 74, рис. 1, в.

617728

Составитель Б. Веремейкин

Техред О. Тюрина Корректор А. Степанова

Редактор Н. Громов

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1357/10 Изд. Ка 500 Тираж 1122 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб. д. 4/5