Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11501
.pdf
других временных элементах третьим компонентом является термоэлектронная лампа с одной или
несколькими управляющими сетками. Такой элемент описан в патентной спецификации № 105.
1
,869,500 и в патентной заявке №.
395,373 Однако реле не является существенной частью этого элемента, и, соответственно, как станет ясно
далее, он полностью выходит за рамки данного изобретения. 10 Другой элемент синхронизации,
составляющим который является термоэлектронный триод, а также конденсатор и резистор, описан в
патентной заявке №.
355,666 Здесь реле также является компонентом 115 408 625, а рабочий ток этого реле представляет собой
величину третьей степени, определяющую период в сочетании с емкостью конденсатора и сопротивлением
резистора. Целью данного изобретения является улучшение элементов синхронизации такого рода.
Преимущества элементов синхронизации последнего типа по сравнению с распространенным типом,
использующим неоновые трубки, заключаются в том, что можно избежать колебаний, возникающих из-за
изменения начального и конечного потенциалов трубки; что от элемента синхронизации можно получить
энергию, превышающую энергию, запасенную в конденсаторе; и что период может быть независимым от
напряжения питания. Наше изобретение более конкретно направлено на третье из этих преимуществ. В
патентной заявке № 355666 описаны устройства и регулировки, благодаря которым период элемента
синхронизации может быть независимым от напряжения питания, но все они таковы, что резистор и
конденсатор, определяющие период элемента синхронизации, соединены параллельно. Мы обнаружили, что
альтернативные способы обеспечения независимости от напряжения питания могут быть реализованы, если
резистор и конденсатор соединены последовательно, то есть, если один конец резистора поддерживается на
потенциале, существенно отличающемся от потенциала любого из выводов конденсатора во время работы
устройства.
Согласно изобретению, в устройстве для управления светофорами и подобными устройствами указанного
типа, включающем элемент синхронизации, в котором анодная цепь термоэлектронного триода питает реле, и
характеристический период или периоды которого определяются емкостью конденсатора, сопротивлением
резистора и рабочим током указанного реле, указанный конденсатор и резистор соединены последовательно.
Понятно, что источником питания всегда должен быть постоянный ток. Проблема обеспечения аналогичных
элементов синхронизации, адаптированных для использования с источниками переменного тока, обсуждается
в описании нашей заявки № 28066132, находящейся на рассмотрении. Кроме того, резистор всегда имеет
практически постоянное омическое сопротивление; фотоэлемент, подвергающийся воздействию света в
течение части, но не всей работы устройства, как описано в патентной заявке № 349983, не следует
рассматривать как резистор. Наконец, термоэлектронный триод означает устройство, для которого
справедливо уравнение (5) ниже.
Различные элементы синхронизации, подходящие для устройств указанного в соответствии с изобретением
типа, будут описаны далее в качестве примера со ссылкой на чертежи, прилагаемые к предварительной
спецификации. На этих чертежах реле показаны в соответствии с телефонной конвенцией, при этом контакты
отделены от реле и связаны с ними 70 аналогичной буквенной маркировкой.
Кроме того, в описании, согласно общепринятой конвенции, «потенциал» любой части цепи означает разницу
между её потенциалом 75 и потенциалом катода триода. Если катод нагревается протекающим через него
током, то не весь он будет иметь одинаковый потенциал; однако видно, что любая двусмысленность,
вносимая при этом в значение термина «потенциал», несущественна.
Простейший элемент, остальные из которых можно считать усовершенствованиями, показан на рисунке 1. Это
импульсный генератор, то есть элемент синхронизации, предназначенный для генерации непрерывной
последовательности электрических импульсов через регулярные интервалы.
Потенциометр подключен к выводам питания 9g. Катод триода подключен к некоторой точке на этом
потенциометре, а его сетка — к переменной точке P на положительной стороне катода через резистор R.
Конденсатор e95 подключен между сеткой и отрицательным концом потенциометра. Сетка также подключена
к отрицательному концу потенциометра через контакты 1a электромагнитного реле A и резистор r,
соединенные последовательно. Анод триода подключен к положительному концу потенциометра через
катушки реле A. Триод здесь вакуумирован и может представлять собой, например, приемную лампу 105.
Цикл работы выглядит следующим образом: когда реле А срабатывает от анодного тока триода, все контакты
замыкаются.
Конденсатор C разряжается через резистор r, сопротивление которого значительно меньше сопротивления
резистора R и который служит главным образом для предотвращения опасного искрения на контактах. Затем
сетка триода приводится в состояние отрицательного потенциала. Таким образом, анодный ток
прекращается, контакты размыкаются, и конденсатор C, подключенный к сетке, начинает заряжаться
положительно через резистор R. Когда он зарядится настолько, что анодный ток станет достаточно большим
для срабатывания реле A, цикл начинается снова. Время, затрачиваемое на переключение, можно сделать
пренебрежимо малым; период T между импульсами тогда равен времени, необходимому для срабатывания
реле A.
Напряжение на сетке должно подняться от потенциала отрицательного конца источника питания до
потенциала, при котором рабочий ток реле может проходить через клапан.
Далее мы выясним, как T t 3 C зависит от напряжения питания, от постоянных цепи и от характеристик лампы,
и покажем, что T может быть сделано независимым от напряжения питания. Предполагается, что
сопротивления потенциометра на источнике питания и реле настолько малы, что анодное напряжение лампы
существенно не изменяется с протекающим через нее током.
Потенциал анода, потенциал точки P и потенциал отрицательного конца потенциометра пропорциональны
напряжению питания. Пусть они будут представлены как k E,, kc Eg, k E,, где E 1, E 2, E,, не зависят от
напряжения питания и определяются положениями отводов потенциометра, а ie является переменной
величиной в зависимости от напряжения питания. Нормальное значение напряжения питания будет принято
равным значению k-=.
Пусть v — потенциал сети в любой момент времени. Когда контакты размыкаются в момент времени t = 0, u =
k E; следовательно, он возрастает до k E 2, будучи заданным формулой G k F +{ 1 exp ( tf RC)}k(E 2 Ed) ( 3)
Пусть v I — потенциал сети, при котором анодный ток равен i 0, рабочему току реле A; и пусть T — значение t,
при котором V = 't'k; тогда реле срабатывает в момент времени T. Период временного элемента будет
независим от напряжения питания, если d T/ dk = 0; когда V = vk; согласно (3), это условие будет выполнено,
если exp (T/RC)}(E 2 E,), где v 1 — значение 'vk для нормального напряжения питания, k= 1. Теперь, согласно
фундаментальному свойству триода, можно предположить, что ia, анодный ток, соответствующий
напряжению сетки v и анодному напряжению Ba, с достаточной степенью приближения определяется
формулой:7 f (E +imn v) (5), где f — некоторая определенная однозначная функция, а nm — константа для
любого конкретного триода, обычно называемая коэффициентом усиления. Устройства, для которых это
утверждение неверно, не следует рассматривать как термоэлектронные триоды для целей изобретения;
исключаются устройства, в которых анодный ток практически не зависит от потенциала сетки, когда он
превышает некоторый предел. Но Ei = k Ei; и v = v, когда i имеет постоянное значение i 4 Следовательно, k
E,+mn v = константа или dui Jdk=-E 31/m ( 0) Следовательно, T будет независима от k, если i O выбрано так,
что при нормальном напряжении питания напряжение сетки, соответствующее i O, определяется 65 v,,=E 1 m
( 7) При любом заданном триоде и реле Mno и i O фиксированы. Необходимое условие ( 6) может быть
выполнено путем выбора положения P на потенциометре, к которому 7 G подключен катод, и, следовательно,
значения El. Но mn и i O можно изменить, заменив другой триод или зашунтировав реле.
Когда условие выполнено, T определяется формулой /Em= E +{ 1exp ( T/RC)}(E 2 E,) ( 8 >) или T=RO loge E, E
3 E 1 h, m + 2 E 2, E, T затем можно регулировать, изменяя E 2, т.е. 80 положение P. Следовательно, период
между импульсами можно регулировать, не нарушая условия независимости периода от напряжения питания.
Длительность одиночного импульса — это время, в течение которого некоторая пара контактов, не показанная
на рисунке 1 и входящая в другую цепь, удерживается замкнутой реле А. Эта длительность определяется
главным образом свойствами реле, но может в некоторой степени зависеть от изменения сопротивления r.
Для того чтобы сделать действие реле более определенным, предпочтительно известным способом
разместить импульсную обмотку реле последовательно с r, так что, когда все контакты замыкаются,
конденсатор C разряжается через обмотку. Такая импульсная обмотка, конечно, может быть включена в
другие показанные элементы.
На рисунке 2 показан «таймер», то есть элемент, который будет срабатывать через заданный интервал после
получения сигнала и затем оставаться в рабочем состоянии до получения следующего сигнала. К
импульсному генератору, показанному на рисунке 1, добавлены следующие компоненты для создания
таймера, показанного на рисунке 2: контакты 2 в анодной цепи триода 110, замыкающиеся при срабатывании
реле А.
Контакты bl управляются реле B импульсного генератора (не показано). Они замыкаются только во время
импульса 115. Контакты H между потенциометром и источником питания замыкаются при прохождении
сигнала через катушку реле Cl (не показано).
Контакты dl размыкаются при прохождении сигнала 120 через катушку реле D (не показано).
Кроме того, катод триода нагревается током, протекающим через резистор 408,625 реле А. Ток протекает в
анодной цепи, контакты замыкаются, делая анод отрицательным, и анодный ток прекращается до тех пор,
пока конденсатор С не будет снова заряжен через резистор R. Если устройство 70 используется в качестве
таймера, контакты cl или c2 приводятся в действие реле Cl (не показано), управляемым сигналом. Когда
контакты cl замкнуты, контакты o2 разомкнуты, и наоборот. Цикл начинается с замыкания контактов cl и
размыкания контактов c2 и заканчивается размыканием контактов cl и/или замыканием контактов c2. В
качестве альтернативы контакты cl могут быть нормально замкнуты, в этом случае цикл начинается с
размыкания контактов c2 и заканчивается их замыканием.
Условие, согласно которому период работы синхронизирующего элемента не зависит от напряжения питания,
одинаково в 85 вариантах, показанных на рисунке 2, как и в варианте, показанном на рисунке 1.
Для расположения, показанного на рисунке 3, необходимое условие, хотя и то же самое по существу,
принимает несколько иную форму 90 Если sol и El по-прежнему являются напряжениями сетки и анода,
соответствующими i (когда напряжение питания нормальное), то условие снова задается формулой (7). Но
теперь напряжение анода изменяется в течение цикла, 95 а напряжение сетки фиксировано; следовательно,
согласно общепринятой конвенции, потенциал анода следует обозначать V, а не E, а его значение при ia=zo
— V. С этим изменением необходимое условие j 00 становится e = -V 1 l M или V 1 +rne = O (9).
В патентной заявке № 260291 показана схема, в которой сопротивление, определяющее период цепи,
частично включено параллельно, а частично последовательно с конденсатором, который вместе с рабочим
током реле в анодной цепи лампы определяет период цепи. Наше изобретение отличается от этой схемы тем,
что все сопротивление включено последовательно с конденсатором.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения 115 и способ его осуществления, мы заявляем,
что то, что мы
Соседние файлы в папке патенты