Аналого-дискретный фотодатчик

 

з- мл

ОПИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Соеэ Советския

Социапнстнкескнк

Республик о 1714535

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

{б1) Дополнительнре к аат. саид-ау (51)pA. Кл.2 (22),ЗаявлеиО 031077(21) 2530436/24-07 с присоединением заявки ¹

H 01 H 47/24

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет(53) УДК621. 383. 8 (088.8) Опубликовано 0502.80. Бюллетень ¹ 5

Дата опубликования описания 080280 (72) Авторы изобретения

A.Â.Ïoëóíèí и H.È.Òþøêåâè÷ (Белорусский филиал Государственного научно-исследовательского

71) Заявитель, энергетического института им. Г.М. Кржижановского (54 ) АНАЛОГО-ДИСКРЕТНЫЙ ФОТОДАТЧИК

1 . Изобретение относится к области автоматизации управления электроосветительными установками производственных, административных и других помещений с лампами накаливания, люминесцентньми и другими лампами.

Известны фотодатчики, Содержащие фотоэлемент (фоторезистор или фотодиод), сигнал от которого поступает на операционный усилитель с большим коэффициентом усиления, на входе операционного усилителя включены диоды для ограничения сигнала (1), Наиболее близким техническим решением к данному изобретению являет- 15 ся фотодатчик, содержащий мост, в одно иэ плеч которого включен фотореэистор, установленный в результирующем потоке естественного H искус-. ственного света, а в другие плечи включены резистор и потенциометр установки, к выходной Диагонали моста подключен операционный усилитель, с выхода которого снимается аналоговый сигнал, поступающий на нагруз« ку, которой являются входы блоков управления тиристорным регулятором мощности, подводимой к лампам в электроосветительной установке (2), При увеличении освещейности контролируемой фотореэистором поверхности сверх заданного значения аналоговый сигнал фотодатчика плавно изменяется от нуля до максимального значения, при котором лампы полностью выключены.

При этом фотодатчик допускает такой режим, при котором лампы могут гореть длительное время на малом накале. Такой режим рабаты допустим для люминесцентных ламп со специальной пускорегулирующЕй аппаратурой (ПРА), допускающей кратность изменения све« тового потока 1:200 беэ заметного увеличения пульсации светового потока. Для люминесцентных ламп с обычной ПРА это приводит к значительному увеличению пульсации светового потока, а для ламп накаливания - к горению при красном накале нити, при котором световой поток s видимой части спектра практически равен нулю. .В таком режиме лампа накаливания работает как нагревательный прибор с мальм КПД. t.

Цель изобретения заключается в исключении режима горения ламп на малом накале.

Указанная цель достигается тем, что аналого-дискретный фотодатчик, 4535

1 ! содержащий фоторезистор, включенный в одно из плеч моста, образованного резисторами, один из которых выполнен регулируемьм, и операционный усилитель, подключенный входом в диагональ моста, снабжен четырьмя диодами и пороговым элементом, выполненным на базе операционного уси лителя с резистором- в цепй положи- тельной обратной связи, к которому пбдключен выход операционного усилителя через первый диод, выход которого через второй диод подключен

fc клеммам для"йодключения HarpysRR выход порогового элемента через третий диод подключен к резйстору цепи обратной положительной связи

" операционного усилителя порогового элемента и через четвертый диод к клеммам для подключения нагруз« ки.

Схема аналого-дискретного фотодатчика приведена на фиг. 1, а на фиг. 2 йоказаны изменения сигна-! ла на выходе фотодатчика.

:изменение освещенности контролируемой поверхности воспринимается фоторезистором 1, включенным в одно из плеч моста, другие плечи состоят из резисторов 2, 3 и "Йеременногб, резистора уставки 4. Сигнал выхода моста через резистор 5, связан с входом операционного усилителя б, цепь обратной отрицательной связи которого состоит из резистора 7 и переменного резистора 8, с помоа ью ко" торого изменяется коэффициент усилейия усилителя 9. Выход усилителя 9 через диод 10 соединен с пороговым элементом 11,а через диод 12 c на« грузкой 13,которой является, например, вход блока управления тиристориого регулятора мощности или другого йсйолнительного устройства, плавно меняющего мощность, подводимую к лампам, Пороговый элемент 11 выполнен в виде компаратора напряжения, состоящего из операционного усилителя 14, цепи положительной обратной связи, состоящей из диода 15, резистора 1á и" переменного резистора 17, а также

: цепи формирования опорного сигнала, состоящей из резистора 18 и пеРеменного резистора 19. Выход порогового элемента через диод 20 подключен к нагрузке 13.

Резистор 21 связывает инвертирующий вход усилителя и источник,опорного напряжения.

Работает устройство следующим образом.

При плаэном изменений оовещенйОс ти на выходе усилителя 9 формируется аналоговый сигнал подаваемый на нагрузку и вход порогового- элемента. При достижении на входе порогового устройства величины аналогового сигналами „,„равной опорному сигналу, задаваемому потенциометром 19, пороговый элемент срабатывает в прямом направлении, на его выходе появляется положительный дискретный сигнал, который суммируется с аналоговым сигналом усилителя 9. опорный сигнал подается через резистор 21 на инвертирукщий вход операционного уси лителя 14. Питание цепи формирования опорного сигнала осуществляется от источн ка питания операционного усилителя 14.

Величина аналогового сигналаΠЄРпри котором йороговьф элемент ll срабатывает в прямом направжнии, соответствует минимально возможной ве15 личине светового потока лампы, при котором работа лампы еще является экономичной, т.е. светоотдача достаточно велика. При дальнейшем снижении светового потока светоотдача щ лампы резко снижается и лампа, потребляя электроэнергию, практически не создает светового потока. Дис кретное увеличение сигнала на нагрузке 13 в результате суммирования ана 5 логового сигнала усилителя 9 и дискретного сигнала порогового элемента 11 позволяет резко уменьшить до нуля мощность, подводимую к лампе, и, тем самим, исключить режим горения ламп на малом накале.

Для исключения режима мигания ламп пороговое устройство обладает гистерезисом, который регулирует ся переменным резистором 17 таким образом, чтобы снижение освещенности при отключении ламп не привело к срабатыванию порогового элемента 11, в обратном направлении. ,. При уменьшении аналогового сиг нала усилителя 9 вследствие умень40 шения естественной освещенности или напряжения на лампах до значения срабатыванйя порогового элемента 11

a обратном направлении 0 „сигнал на его выходе дискретно изменяется

45 до нуля, при этом суммарный сигнал на нагрузке 13 дискретно уменьшится до величины срабатывания порогового элемента .11 в обратном направлении Ugp зр.

Световой йоток Ламп при включении осветительной установки будет несколько больше, чем при отключении, т.е. лампы сразу качнут гореть с достаточно большой светоотдачей.

Для исключения влияния порогового элемента ll npu его срабатывании на выходной сих нал усйлителя 9 между его выходом и входом порогового элемента ll включен в прямом направлении диод 10, между выходом порогово60 го элемента 11 и нагрузкой 1.3 включен в прямом направлении диод 20, между выходом усилителя 9 и нагрузкой 13 включен диод 12, а в цепь положительной обратной связи вклю65 чен диод 15.

714535

Диод 12 не пропускает отрицатель ный аналоговый сигнал от усилителя

9 при разбалансе моста, вызванном уменьшением освещенности ниже заданной переменным резистором 4, и не пропускает положительный дискретный сигнал с выхода порогового элемен-: та 11 при его срабатывании в прямом направлении на вход усилителя 9.Диод

10 йройускает только положительный аналоговый сигнал от усилителя 9, 1„ не пропуская положительный дискретный сигнал, который появляется на. входе порогового элемента ll при его срабатываики в прямом направлении.

Диод .20 пропускает положительный дискретный сигнал с выхода порогового эле-1З мента 11 при его срабатываний в пря-- мом направлении, -не -rrporrycxarr отрицательный дискретный сигнал rryrr его срабатывании в обратном йаправЛений.

Диод 15, включенный в цепь положите- 20 льной обратной связи, не пропускает отрицательный дискретный сиг- нал с выхода порогового элемента ll на его вход по цепи положительной обратной связи. .,: ;: рр

Таким образом, наличие четйрех дкбдов 10, 12, 15, 20 позволяет осуществлять суммирование положительных аналогового и дискретного сигналов на нагрузке 13 и исключать влияние порогового элемента 11 на усилитель

9.

В противном сарае потребовалось бы применение специальных.сумм?ФУ.кщих устройств, например, токового сумматора с независимыми входами; что усложнило бы схему.

Экономическая эффективность при- . менения аналого-дискретного фотодатчика в схемах управлейия электро осветительными установками склады» " .. 40 вается из следующия состафляющихз

1) зкономии электроэнергии за счет исключения режима работы ламп на малом накале с низкой светоотдачейу

2) улучшения светового климата в помещении и, как следствие, повышения производительности труда за счет исключения значительных пульсаций светового потока при малом накале для люминесцентных ламп и эффекта

Пуркинье для ламп накаливания.

Формула изобретения

Аналого-дискретный фотодатчик, содержащий фоторезистор, включенный в одно из плеч моста, образованно1о резисторами, один из которых выполнен регулируемьм, и операционный. усилитель, подключенный входом в.диагональ моста, отличающийся тем, что, с целью исключения режима горения ламп при малом накале, он снабжен четырьмя диодами и пороговьм элементом, выполненным на базе операционного усилителя с резистором положительной цепи обратной связн, q которой подключен выход операционного усилителя через первый диод,, выход которого через второй диод подключен к выходам для подключеиия нагрузки, вькод порогового элемента через третий диод подключен к резистору цепи обратной положительной связи операционного усилителя порогового элемента и через четвертый диод к. выводам для подключения нагрузки.

Источники информации; принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ГДР 9 97110, кл. 21 а 18/02, 17.1.69.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2333730/24-7,, кл, ц 01 Н 47/24, 1976. л

«» ,@, -г Ф Ф

714535

/ а

Редактор

Р.Лукин

Заказ 9305/54 Тираж 844 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал

ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 в

Ъ ф

Составитель Е. Калинкин

Техред М.Кузьма Корректор В,Синицкая