close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

PL145956B1

код для вставкиСкачать
POLSKA
RZECZPOSPOLITA
LUDOWA
OPIS PATENTOWY
145956
Patent dodatkowy
do patentu nr —
Zgłoszono:
84 07 25
(P. 248950)
Int. Cl.4
G05F 1/44
G01R 35/00
Pierwszeństwo
URZĄD
PATENTOWY
PRL
CZYTELNIA
Zgłoszenie ogłoszono:
86 01 28
Opis patentowy opublikowano: 89 0131
\
Twórca wynalazku: Andrzej Olencki
Uprawniony z patentu: Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Metrologii Elektrycznej „Lumel",
Zielona Góra (Polska)
Sposób i układ ładowania kondensatora
Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ ładowania kondensatora regulatora całkującego znajdującego
się w pętli sprzężenia zwrotnego kalibratora, mający zastosowanie w metrologii elektrycznej. Znany jest sposób
ładowania kondensatora polegający na tym, że w pierwszym przedziale czasu liczonym od chwili zmiany nasta¬
wy kondensator ładuje się małym prądem, następnie po przekroczeniu górnego progu działania ogranicznika am¬
plitudy ładujecie dużym prądem do czasu przekroczenia dolnego progu działania ogranicznika amplitudy, po
czym ładuje się małym prądem. Wykorzystanie tego sposobu wymaga stosowania na tyle dużych stałych czaso¬
wych układu całkującego zarówno w czasie ładowania kondensatora małym jak i dużym prądem, aby zapewnić
stabilną pracę pętli sprzężenia zwrotnego kalibratora w zakresie niskoczęstotliwościowych wzbudzeń. Sposób ten
charakteryzuje się długim czasem odpowiedzi na wyjściu kalibratora przy dużych zmianach nastawy.
Układ do stosowania tego sposobu, znany z radzieckiego opisu patentowego numer 807247, składa się z
szeregowo połączonych generatora, modulatora i wzmacniacza, którego wyjście połączone jest z wyjściem kali¬
bratora i z jednym z wejść komparatora. Do drugiego wejścia komparatora dołączone jest źródło napięcia odnie¬
sienia, natomiast wyjście komparatora połączone jest przez układ całkujący z wejściem sterującym modulatora.
Na wejściu układu całkującego, równolegle do rezystora określającego wartość prądu fazy powolnego ładowania
kondensatora włączony jest szeregowo ogranicznik diodowy i rezystor określający prąd fazy szybkiego ładowa¬
nia kondensatora. Układ ten charakteryzuje się długim czasem odpowiedzi kalibratora.
Znane są również układy ładowania kondensatora regulatora całkującego, znajdującego się w pętli sprzę¬
żenia zwrotnego kalibratora, w których dodatkowo między wyjście kalibratora i wejście komparatora włączony
jest przetwornik napięcia lub prądu przemiennego na stałe i w których kondensator układu całkującego ładuje
się tylko małym prądem. Układ ten charakteryzuje się równie? długim czasem odpowiedzi.
Sposób według wynalazku polega na tym, że w pierwszym przedziale czasu liczonym od chwili zmiany na¬
stawy kondensator ładuje się małym prądem, następnie w drugim przedziale rozpoczynającym się po czasie
dłuższym od połowy okresu potencjalnego niskoczęstotliwościowego wzbudzenia kondensator ładuje się dużym
prądem do czasu, gdy pętla sprzężenia zwrotnego znajdzie się w stanie liniowym pracy, po czym w trzecim prze¬
dziale
czasu kondensator ładuje się małym prądem aż do czasu ustalenia się wartości sygnału na wyjściu kalibra¬
tora.
145 956
2
145956
Jako potencjalne wzbudzenie niskoczęstotliwościowe rozumie się wzbudzenie, które powstałoby w kalibratorze,
gdyby stała czasowa układu całkującego była zbyt mała.
Układ realizujący ten sposób składa się z szeregowo połączonych generatora, modulatora i pierwszego
wzmacniacza. Wyjście pierwszego wzmacniacza połączone jest z wyjściem kalibratora i wejściem przetwornika na¬
pięcia lub prądu przemiennego na napięcie stałe natomiast wyjście przetwornika połączone jest z jednym z wejść
komparatora. Do drugiego wejścia komparatora jest przyłączone nastawialne źródło napięcia stałego a jego wyj¬
ście przez układ całkujący złożony z pierwszego rezystora, pierwszego kondensatora i drugiego wzmacniacza jest
połączone z wejściem sterującym modulatora. Dodatkowo do wyjścia komparatora włączony jest drugi rezystor
połączony drugim końcem z drugim kondensatorem i dalej z masą układu.
Do punktu połączenia drugiego rezystora z drugim kondensatorem dołączone są szeregowo i przeciwsobnie
, .„
pierwszaki <kupa dioda Zenera, które dalej są połączone odpowiednio z bazami tranzystorów. Pierwszy z tranzy¬
storów ma strukturę n-p-n natomiast drugi strukturę p-n-p. Kolektor pierwszego tranzystora połączony jest z ka¬
todą trzeciej diody a kolektor drugiego tranzystora połączony jest z anodą czwartej diody. Katoda czwartej dio^ dy i anoda trzeciej diody połączone są trzecim rezystorem, którego drugi koniec połączony jest z wyjściem kom-
\ ..,..-.■ paratora. Emitery obu tranzystorów są zwarte i przyłączone do wejścia odwracającego drugiego wzmacniacza, do
którego są przyłączone również pierwszy kondensator i pierwszy rezystor układu całkującego.
Korzystnym skutkiem wynalazku jest przyspieszenie procesu ładowania się kondensatora regulatora całku¬
jącego, a tym samym skrócenie czasu odpowiedzi na wyjściu kalibratora przy dużych zmianach nastawy. Układ
do ładowania kondensatora według wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku będą¬
cym uproszczonym schematem ideowym w części znanej ze stanu techniki, gdzie układy przedstawione są w
postaci bloków, natomiast część znamienna pokazana jest w układzie szczegółowym.
Przykład realizacji sposobu ładowania kondensatora regulatora całkującego znajdującego się w pętli sprzę¬
żenia zwrotnego kalibratora napięć lub prądów przemiennych opisano niżej. W pierwszym przedziale czasu liczo¬
nym od chwili zmiany nastawy kondensator ładuje się prądem o wartości około 0,023 mA w ciągu 0,2 s, w dru¬
gim przedziale czasu kondensator ładuje się prądem o wartości 0,1 mA w ciągu 2,5 s, a następnie w trzecim prze¬
dziale czasu równym 0,6 s kondensator ładuje się prądem o wartości około 0,023 mA. Pierwszy przedział czasu
jest większy od połowy okresu potencjalnego niskoczęstotliwościowego wzbudzenia. Okres ten wynosi 0,35 s.
Drugi przedział czasu jest równy wartości czasu ładowania się kondensatora do momentu, gdy pętla sprzężenia
zwrotnego znajdzie się w liniowym zakresie pracy pomniejszonym o pierwszy przedział czasu. Trzeci przedział
czasu jest równy czasowi, po którym ustala się wartość sygnału na wyjściu kalibratora, pomniejszonemu o sumę
pierwszego i drugiego przedziału czasu.
Układ według wynalazku składa się z generatora napięcia przemiennego G zasilającego modulator M i po¬
łączonego przez pierwszy wzmacniacz WM z zaciskiem wyjściowym WY kalibratora. Wyjście kalibratora przez
przetwornik P napięcia lub prądu przemiennego na stały jest połączone z jednym z wejść komparatora K. Kom¬
parator K jest wzmacniaczem operacyjnym charakteryzującym się dużym współczynnikiem wzmocnienia w. za¬
kresie liniowym pracy i uzyskującym dodatni i ujemny stan nasycenia, kiedy różnica sygnałów na wejściu prze¬
kracza dopuszczalną wartość. Do drugiego wejścia komparatora dołączone jest źródło napięcia stałego Z o na¬
stawia I nej wartości, natomiast wyjście komparatora przez pierwszy rezystor R3 jest połączone z wejściem odwra¬
cającym drugiego wzmacniacza W układu całkującego. Pomiędzy wyjściem drugiego wzmacniacza W a jego wej¬
ściem odwracającym jest włączony pierwszy kondensator C2.
Wyjście nieodwracające drugiego wzmacniacza W jest połączone z masą układu, natomiast jego wyjście po¬
łączone jest z wejściem sterującym modulatora M. Do wyjścia komparatora K przyłączony jest drugi rezystor R1,
którego drugi koniec przez drugi kondensator C1 połączony jest z masą układu. Do wspólnego punktu połącze¬
nia drugiego rezystora R1 i drugiego kondensatora C1 przyłączone są szeregowo i przeciwsobnie pierwsza dioda
Zenera D1 i druga dioda Zenera D2, które dalej są połączone z bazami pierwszego tranzystora T1 i drugiego
tranzystora T2.
Kolektor pierwszego tranzystora T1 o strukturze n-p-n połączony jest z katodą trzeciej diody D3 a kolek¬
tor drugiego tranzystora T2 o strukturze p-n-p z anodą czwartej diody D4. Katoda czwartej diody D4 i anoda
trzeciej diody D3 są połączone z trzecim rezystorem R2, którego drugi koniec przyłączony jest do wyjścia kom¬
paratora K. Emitery obu tranzystorów są zwarte i przyłączone do wejścia odwracającego drugiego wzmacniacza
W.
Układ pracuje w sposób następujący. Przy zmianie nastawy zmienia się wartość napięcia stałego nastawiałnego źródła Z. Komparator K nasyca się i przez drugi rezystor R1 następuje ładowanie się drugiego kondensato¬
ra C1. Do osiągnięcia wartości napięcia na drugim kondensatorze C1 odpowiadającego progowi zadziałania pierw¬
szego lub drugiego tranzystora pierwszy kondensator C2 ładuje się przez pierwszy rezystor R3 prądem o małej
wartości, dla której zapewniony jest warunek stabilnej pracy kalibratora. W momencie przekroczenia progu prze¬
wodzenia jednego z tranzystorów rozpoczyna się proces przyspieszonego ładowania się pierwszego kondensatora
C2 przez trzeci rezystor R2, przewodzący tranzystor i odpowiednią diodę.
145 956
3
Czas trwania pierwszej fazy ładowania liczony od chwili zmiany nastawy do czasu przewodzenia klucza
tranzystorowego jest dłuższy niż połowa okresu potencjalnego wzbudzenia niskoczęstotliwościowego. Czas trwa¬
nia pierwszej fazy ładowania się pierwszego kondensatora C2 określony jest wartością napięcia na wyjściu kom¬
paratora K w stanie nasycenia, stałą czasową drugiego rezystora R1 i drugiego kondensatora C1 oraz napięciami
pierwszej diody Zenera D1 i drugiej diody Zenera D2 oraz przejścia baza-emiter przewodzącego tranzystora. Dru¬
ga faza przyspieszonego ładowania się pierwszego kondensatora C2 kończy sięr gdy na skutek zmniejszenia się
napięcia wyjściowego komparatora K zmniejszy się napięcie na drugim kondensatorze C1 poniżej progu przewo¬
dzenia tranzystora. Dlatego też napięcie diod Zenera D1 i D2 jest o około 1V mniejsze niż napięcie nasycenia
komparatora K. Trzecia faza powolnego ładowania się pierwszego kondensatora C2 trwa do czasu ustalenia się
wartości wielkości wyjściowej.
Przyspieszenie procesu ładowania pierwszego kondensatora C2 w stosunku do znanego sposobu uzyskuje
się dzięki temu, że w czasie drugiej fazy przyspieszonego ładowania stała czasowa układu całkującego nie musi
spełniać warunku stabilnej pracy kalibratora.
Zastrzeżenia patentowe
1. Sposób ładowania kondensatora regulatora całkującego znajdującego się w pętli sprzężenia zwrotnego
kalibratora napięć lub prądów przemiennych, w którym w pierwszym przedziale czasu liczonym od chwili zmia¬
ny nastawy kondensator ładuje się małym prądem, następnie w drugim przedziale czasu kondensator ładuje się
dużym prądem a następnie w trzecim przedziale czasu kondensator ładuje się dużym prądem a następnie w trze¬
cim przedziale czasu kondensator ładuje się małym prądem aż do czasu ustalenia się wartości sygnału na wyjściu
kalibratora, znamienny tym, że drugi przedział czasu, w którym kondensator ładuje się dużym prądem
rozpoczyna się po czasie dłuższym niż połowa okresu potencjalnego niskoczęstotliwościowego wzbudzenia, na¬
tomiast kończy się, gdy pętla sprzężenia zwrotnego znajdzie się w zakresie liniowym pracy.
2. Układ ładowania kondensatora regulatora całkującego znajdującego się w pętli sprzężenia zwrotnego
kalibratora napięć lub prądów przemiennych, złożony z szeregowo połączonych generatora, modulatora i pierw¬
szego wzmacniacza, którego wyjście jest połączone z wyjściem kalibratora i wejściem przetwornika napięcia lub
prądu przemiennego na napięcie stałe, wyjście przetwornika połączone z jednym z wejść komparatora a do dru¬
giego wejścia dołączone jest nastawia I ne źródło napięcia stałego, natomiast wyjście komparatora jest przez
układ całkujący złożony z pierwszego rezystora, pierwszego kondensatora i drugiego wzmacniacza połączone z
wejściem sterującym modulatora, znamienny tym, że do wyjścia komparatora (K) włączony jest dodat¬
kowo drugi rezystor (R1) drugim końcem połączony z drugim kondensatorem (C1) i dalej z masą układu, nato¬
miast do wspólnego punktu połączenia drugiego rezystora (R1) i drugiego kondensatora (C1) włączone są szere¬
gowo i przeciwsobnie pierwsza dioda Zenera (D1) i druga dioda Zenera (D2), które dalej połączone są z bazami
pierwszego tranzystora (T1) i drugiego tranzystora (T2), przy czym kolektor pierwszego tranzystora (T1) o struk¬
turze n-p-n połączony jest z katodą trzeciej diody (D3) a kolektor drugiego tranzystora (T2) o strukturze p-n-p
połączony jest z anodą czwartej diody (D4), katoda czwartej diody (D4) i anoda trzeciej diody (D3) połączone
są z trzecim rezystorem (R2), którego drugi koniec przyłączony jest do wyjścia komparatora (K), natomiast
emitery tranzystorów (T1 i T2) załączone są do wejścia odwracającego drugiego wzmacniacza (W) układu cał¬
kującego, do którego dołączone są również pierwszy rezystor (R3) i pierwszy kondensator (C2).
145 956
Pracownia Poligraficzna UP PRL. Nakład 100 egz.
Cena 220 zł
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
477 Кб
Теги
pl145956b1
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа