Фотоэлектрические реле

В устройствах автоматики в цепях регулирования и контроля применяются фотоэлектрические реле.

Фотоэлектрическим называется реле, у которого воспринимающим органом является фотоэлемент, а исполнительным – электромагнитное реле. В качестве излучателя светового потока используется какой-либо источник света. Изменение светового потока производится плавным изменением диаметра отверстия диафрагмы, регулирующей подачу светового потока на фотоэлектрическое реле, изменение прозрачности или отражательной способности среды.

Рассмотрим схему включения фотоэлектрического реле (рисунок 18). В затемненном состоянии фоторезистор ВL имеет большое сопротивление. Поэтому ток в цепи обмотки электромагнитного реле мал и недостаточен для его срабатывания. При освещении ВL сопротивление его резко падает, и ток I_ср возрастает до значения, при котором реле срабатывает.

Рисунок 18

С целью усиления выходного сигнала, снимаемого с фотоэлемента, включает фотоэлемент на вход электронного усилителя, а обмотку электромагнитного реле – в выходную цепь усилителя (рисунок 19).

Рисунок 19

Фотореле может быть настроено на срабатывание при освещении фотоэлемента или при его затемнении. В первом случае оно называется фотореле прямого действия, во втором – фотореле обратного действия. Фоторезистор BL, воспринимающий направленный световой поток, включен в цепь базы транзистора. Обмотка электромагнитного реле введена в цепь коллектора. При освещении фоторезистора его сопротивление значительно уменьшается и в цепи базы протекает ток I_Б, что вызывает усиление тока в цепи коллектора, так как . Усиленный ток в цепи коллектора проходит по обмотке электромагнитного реле KV и вызывает его срабатывание. В затемненном состоянии фоторезистора уменьшается ток базы, а следовательно, и ток коллектора, который становится меньше тока отпускания электромагнитного реле. Электромагнитное реле отпускает и ставит контакты в исходное положение, сигнализируя об изменениях режима контролируемой среды.

Реле времени

В зависимости от характера производственного процесса в автоматических устройствах возникает необходимость обеспечить выдержку времени между отдельными операциями. Устройство, предназначенное для получения заданной выдержки времени при включении или выключении электрических цепей, называется электрическим реле времени.

Рассмотрим схему конденсаторного реле времени на транзисторе и кремниевом стабилитроне (рисунок 20).

Рисунок 20

В кремневых стабилитронах при увеличении обратного напряжения ток вначале увеличивается незначительно. При обратном напряжении сопротивление стабилитрона падает почти до нуля и наблюдается скачкообразное усиление тока. Выдержка времени начинается с момента замыкания контакта выключателя SA. Вначале транзистор VT заперт, так как база разомкнута стабилизатором VD. При этом электромагнитное реле KV обесточено. Напряжение на конденсаторе С постепенно растет. Когда напряжение на конденсаторе достигнет значения, равного обратному напряжению стабилизации стабилитрона, его сопротивление становится равным нулю, что приводит к скачкообразному настроению тока в цепи базы транзистора. Транзистор открывается, в цепи коллектора появляется ток, под воздействием которого срабатывает электромагнитное реле. При размыкании входного напряжения выключателем SA конденсатор С начинает разряжаться на резисторе R₂. Когда напряжение на конденсаторе станет меньше напряжения стабилизации стабилитрона, его сопротивление резко возрастет, ток в цепи базы транзистора падает, транзистор запирается и обеспечивает обмотку электромагнитного реле. Таким образом, выдержка времени зависит от постоянной времени цепи и от напряжения стабилизации кремниевого стабилитрона.