Устройство для разделения искроопасных и искробезопасных электрических цепей
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ИСКРООПАСНЫХ И ИСКРОБЕЗОПАСНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ, содержащее искррзащитный четырехполюсник , образованный двумя последовательно соединенными резисторами и стабилитроном , подключенным к их общей точке, и усилитель , связанный с выходом четырехполюсника , отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, усилитель выполнен операционным, и к его двум входам подключен выход четырехполюсника и между выходом и местом подключения стабилитрона включен дополнительный резистор.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
g g Е 21 F 5/00 Н 02 Н 7/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ИСКРООПАСНЫХ И ИСКРОБЕЗ(21) 3303603/24-07 (22) 18.06.81 (46) 07.12.83. Бюл. № 45 (72) А. И. Артельщиков, В. И. Митрофанов
E. С. Савина и В. А. Семененко (53) 621:311.69 (088.8) (56) 1. Патент Великобритании № 1133750, кл. Н 02 Н 7/00, 1966.
2. Авторское свидетельство СССР № 521669, кл. Н 04 R 3/00, 1972.
„„SU„„1059209 A
ОПАСНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ, содержащее искрозащитный четырехполюсник, образованный двумя последовательно соединенными резисторами и стабилитроном, подключенным к их общей точке, и усилитель, связанный с выходом четырехполюсника, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, усилитель выполнен операционным, и к его двум входам подключей выход четырехполосника и между выходом и местом подключения стабилитрона включен дополнительный резистор.
1059209
ВНИИПИ Заказ 9781 35
Филиал ППП «Патент>, Тираж 444 Подписное
Ужгород, ул. Проектная, 4
Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для разделения искроопасных и искробезопасных электрических цепей, и может быть использовано во входных цепях различных устройств автоматики и измерительной техники, работающих с датчиками, устанавливаемыми на объектах с взрывоопасной атмосферой.
Известны устройства для разделения искроопасных и искробезопасных электрических цепей, построенные по принципу or. раничения искроопасных токов резисторами и шунтирования искроопасных напряжений стабилитронами (1).
Однако устройство, содержащее два последовательно соединенных резистора и стабилитрон, подключенный к общей точке ограничительных резисторов, имеет низкое входное сопротивление из-за наличия обратных токов стабилитрона, поэтому не может быть использовано в сигнальных из- 20 мерительных цепях.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является искробезопасное устройство, содержащее искрозащитный четырехполюсник, образованный двумя последовательно соединенными резисторами и стабилитроном, подключенным к их общей точке, и усилитель, связанный с выходом четырехполюсника, дополнительный резистор соединен с нагрузкой согласующего усилителя.
В этом устройстве входное сопротивление повышается за счет компенсации обратного тока стабилитрона. Достигается это тем, что общая точка стабилитронов подключена через дополнительный резистор к нагрузке согласующего усилителя и таким образом поддерживается нулевая разность потейциалов между выводами стабилитрона, а следовательно обратный ток через него не течет (2).
Однако полной компенсации обратного тока стабилитрона при увеличении диапа- 40 зона входного сигнала не происходит за счет падения напряжения на дополнительном резисторе и из-за наличия обратного тока дополнительного стабилитрона. Кроме того, это устройство не обладает высокой искробезопасной мощностью при расширении диапазона входного сигнала за счет небольшой величины первого ограничитель ного резистора, увеличение которого ведет к ухудшению метрологических характеристик устройства. 50
Целью изобретения является повышение искробезопасной мощности путем увеличения входного сопротивления устройства в широком диапазоне изменения входного сигнала.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем искробезопасный четырех полюсник, образованный двумя последовательно соединенными резисторами и стабилитроном, подключенным к их общей точке, и усилитель, связанный с выходом четырехполюсника, усилитель выполнен операционным, и к его двум входам подключен выход четырехполюсника и между выходом и местом подключения стабилитрона включен дополнительный резистор.
На чертеже представлена электрическая принципиальная схема устройства для разделения искроопасных и искробезопасных электрических цепей.
Устройство содержит два ограничительных резистора 1 и 2, стабилитрон 3, операциойный усилитель 4, дополйительный резистор 5.
В рабочем режиме полезный сигнал поступает на резистор 1, являющийся нагрузкой датчика и определяющий входное сопротивление всего устройства. Резистор 2 и стабилитрон 3 не оказывают влияние на режим работы, так как входное сопротивление и коэффициент усиления операционного усилителя 4 достаточно велики и напряжение между его входами приближается к нулю, поэтому обратных токов через стабилитрон 3 не возникает.
3а счет обратной связи, создаваемой включением дополнительного резистора 5, на выходе операционного усилителя 4 формируется сигнал, пропорциональный входному и соотношению резисторов 5 и 1.
В аварийном режиме при попадании на выход устройства искроопасного напряжения стабилитрон 3 включается и в искробезопасную цепь датчика поступает напряжение, ограниченное стабилитроном 3, остальная часть напряжения падает на резисторах 2 и/или 5. От искроопасных токов короткого замыкания цепь датчика защищена резистором 1, а ток через стабилитрон ограничивается резисторами 2 и/или 5.
Включение дополнительного резистора в общую точку ограничительных резисторов и подключение одного из выводов стабилитрона к второму входу операционного усилителя позволяет в предлагаемом устройстве по сравнению с известным повысить входное сопротивление и искробезопасную мощность в широком диапазоне изменения входного сигнала. Это дает возможность широко использовать предлагаемое устройство во входных цепях информационноизмерительных систем для обеспечения искробезопасности электрических цепей датчиков, внося минимальную погрешность в измерительный тракт.
