Способ управления электромагнитным реле при коммутациях цепей микровольтового уровня

 

Использование: в устройствах коммутации сигналов низкого уровня. Сущность изобретения: в способе управления электромагнитным реле при коммутациях цепей микровольтового уровня, при котором для срабатывания реле подают на него напряжение питания, превышающее напряжение срабатывания реле, напряжение питания для срабатывания реле подают кратковременно в интервале времени срабатывания реле, для отпускания реле в интервале времени отпускания снижают напряжение питания до величины, меньшей напряжения отпускания, а в течение времени нахождения реле в сработанном или отпущенном положении подают в реле стабилизированный ток питания, что позволяет повысить точность передачи коммутирующих сигналов и быстродействие. 1 ил.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в устройствах, коммутирующих и измеряющих сигналы низкого уровня.

Известен способ коммутации низковольтных слаботочных сигналов путем переключения контактов электромагнитного двухобмоточного реле при пропускании тока через его обмотки, при котором в каждый последующий период после переключения контактов реле в одной из обмоток изменяют направление тока на противоположное [1].

Недостатком данного способа является низкая точность передачи коммутируемых сигналов микровольтового уровня, обусловленная перегревом управляющих обмоток реле, когда термостабильный режим коммутации обеспечивается при излишнем нагреве управляющих обмоток (ток, протекающий по управляющим обмоткам реле, не ограничивается и на протяжении всей работы реле равен рабочему току.

Цель изобретения - повышение точности передачи коммутируемых сигналов в области малых значений и увеличение быстродействия.

Цель достигается тем, что в способе управления электромагнитным реле при коммутациях цепей микровольтового уровня, при котором для срабатывания реле подают на него напряжение питания, превышающее напряжение срабатывания реле, напряжение питания для срабатывания реле подают кратковременно в интервале времени срабатывания реле, для отпускания реле в интервале времени отпускания снижают напряжение питания до величины, меньшей напряжения отпускания, а в течение времени нахождения реле в сработанном или отпущенном положении подают в реле стабилизированный ток питания, величину которого выбирают из условия U_отп < U_пит < U_сраб (1) где U_отп., U_сраб - напряжения отпускания и срабатывания реле; U_пит - напряжение на реле, создаваемое стабилизированным током питания при сработанном и отпущенном положениях реле.

На чертеже приведена структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа управления электромагнитным реле при коммутациях цепей микровольтового уровня.

Схема содержит источник 1 питания, стабилизатор 2 тока, источник 3 рабочего напряжения, первый ключ 4, управляющую обмотку 5 реле (рабочие контакты реле не показаны), ограничитель 6, второй ключ 7, триггер 8, первый формирователь 9, второй формирователь 10, переключатель 11, шину 12 нулевого потенциала, переключатель 13, причем выход источника 1 питания через переключатель 13 подключен к входу стабилизатора 2 тока, выход которого подключен к входу управляющей обмотки 5 реле и выходу первого ключа 4, выход управляющей обмотки 5 реле подключен к входу ограничителя 6 и силовому входу второго ключа 7, выход которого соединен с выходом ограничителя 6 и подключен к шине 12 нулевого потенциала, неинвертирующий выход триггера 8 подключен к входу первого формирователя 9, выход которого подключен к управляющему входу первого ключа 4, силовой вход которого подключен к выходу источника 3 рабочего напряжения, инвертирующий выход триггера 8 подключен к входу второго формирователя 10, выход которого подключен к управляющему входу второго ключа 7.

Ограничитель 6 предназначен для снижения напряжения на управляющей обмотке реле со значения U_пит до значения, меньшего U_отп. Ограничитель 6 может быть выполнен или на резисторе, или на диоде, или на стабилитроне. Номинал напряжения ограничителя 6 выбирают из условия U_огр > U_пит - U_отп (2) Первый и второй формирователи 10 и 11 необходимы для формирования интервалов времени срабатывания и отпускания реле и могут быть выполнены на одновибраторах, длительность вырабатываемых импульсов которых должна выбираться из условия τ₁ > t_сраб, (3) τ₂ > t_отп (4) Устройство работает следующим образом.

При замыкании переключателя 13 от источника 1 питания стабилизированный стабилизатором 2 ток проходит через управляющую обмотку 5 реле и замкнутый второй ключ 7. По истечении времени первоначального разогрева управляющей обмотки 5 реле (времени установления термостабильного режима коммутации) установлен тепловой баланс в корпусе реле. Устройство готово к работе. Для замыкания рабочих контактов реле переключатель 11 переводят в положение "Замкнуто" и сигнал на неинвертирующем выходе триггера 8 запускает первый формироватеь 9, который вырабатывает импульс длительностью τ₁. На время τ₁ сигналом с первого формирователя 9 открывается первый ключ 4 и напряжение от источника 3 рабочего напряжения подается на управляющую обмотку 5 реле, обеспечивая срабатывание рабочих контактов. Далее по истечении времени τ₁ через управляющую обмотку 5 реле течет стабилизированный стабилизатором 2 ток от источника 1 питания. Для размыкания рабочих контактов реле переключатель 11 переводят в положение "Разомкнуто" и сигналом с инвертирующего выхода триггера 8 запускают второй формирователь 10, размыкая на время τ₂ второй ключ 7. На время отпускания обеспечивают подачу на управляющую обмотку 5 реле напряжения, меньшего U_отп. Рабочие контакты реле размыкаются. По истечении времени τ₂ ограничитель 6 шунтируют замкнутым вторым ключом 7 и через управляющую обмотку 5 реле течет стабилизированный стабилизатором 2 ток от источника 1 питания. По окончании работы размыкают переключатель 13.

Формула изобретения

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ РЕЛЕ ПРИ КОММУТАЦИЯХ ЦЕПЕЙ МИКРОВОЛЬТОВОГО УРОВНЯ, при котором для срабатывания реле подают на него напряжение питания, превышающее напряжение срабатывания реле, отличающийся тем, что, с целью повышения точности передачи коммутируемых сигналов в области малых значений и увеличения быстродействия, напряжение питания для срабатывания реле подают кратковременно в интервале времени срабатывания реле, для отпускания реле в интервале времени отпускания снижают напряжение питания до величины, меньшей напряжения отпускания, а в течение времени нахождения реле в сработанном или отпущенном положении подают в реле стабилизированный ток питания, величину которого выбирают из условия U_отп < U_пит < U_сраб,
где U_отп, U_сраб - напряжения отпускания и срабатывания реле;
U_пит - напряжение на реле, создаваемое стабилизированным током питания при сработанном и отпущенном положениях реле.

РИСУНКИ

Рисунок 1