Схема защиты электроизмерительного прибора от перенапряжения входных цепей

Схема защиты электроизмерительного прибора от перенапряжения входных пепей
Предлагаемая схема относится к области измерительной техники, в частности ,к измерению электрических величин и предназначена для защиты измерительных приборов от возможного воздействия перенапряжения на входе прибора.
Известна схема защиты от перегрузки для электрического измерительного прибора по заявке ФРГМ А1(11) 3917031 от 22.05.89г, МКИ G 01 R 1/36,содержащая отключающее реле с установочным устройством, вводимым в рабочее состояние нажатием руки.Исполнительный контур отключающего реле включает контактор с контактом покоя и рабочим контактором ,а также усилитель,выключатель и бистабильное реле.
Схема недостаточно надежна из-за использования механического реле.
Наиболее близким аналогом-прототипом является устройство защиты входных пеней измерительных устройств от перенапряжений по а.с. N 739416 от 01.12.75г.,МКИ G 01 R 1/36.
Устройство содержит схему защиты,входом соединенную со входом прибора,а выходом со входом датчика,представляющего собой токозадающее устройство,включает в себя стабилитрон,диоды,предохранители и ограничительные резисторы,включенные последовательно в измерительные пени, предохранители и ограничительные резисторы, включенные в пени питания,причем электроизмерительная часть прибора своим входом соединена ео входом прибора.
Недостатком прототипа является незащищенность измерительного устройства электроизмерительного прибора от перегрузок по напряжению.
--2Гизмерительного прибора,снабжена дополнительным блоком защиты. При этом дополнительный блок защиты подключен ко входу предлагаемой схемы ,а выходом соединен со входом блока эталонного токозадающего устройства,снабжена дополнительным блоком защиты.При этом дополнительный блок защиты подключен ко входу схемы защиты параллельно первому блоку защиты ,а выходом соединен со входом блока измерения измерительного прибора,причем блок защиты выполнен в виде последовательного соединенных стабилитрона и резистора,а стабилитроны использованы двуанодного типа.
Предлагаемая полезная модель обеспечивает защиту электроизмерительного прибора,работающего в режиме измерения сопротивления постоянному току, от возможного воздействия напряжения постоянного или переменного тока в щироких пределах.
Кроме того ,ее схемная реализация не вносит существенной погрещности в измеряемую величину вследствие того,что обладает высоким входным сопротивлением,значительно превышающим верхний предел измеряемой величины.К тому же современные измерительные приборы , созданные на основе микросхем аналого-цифрового преобразования , имеют высокое входное сопротивление,в несколько десятков раз превыщающее входное сопротивление предлагаемой схемы защиты.
Блок- схема полезной модели представлена на чертеже .
Предлагаемая схема содержит два идентичных блока 1 защиты (1-1, 1-2),предназначенных для защиты входных цепей от воздействия высокого напряжения соответственно блока 2 измерения измерительного прибора и блока 3 эталонного токозадающего устройства измерительного прибора.
Первый и второй входы схемы подключены ко входам прибора , а первый и второй выходы схемы соединены соответственно с первым и вторым входами блока 2 измерения измерительного прибора.Третий и четвертый выходы схемы подключены соответствено к первому и второму выходам блока 3 эталонного токозадающего устройства измерительного прибора  .
Блок 1 схемы выполнен в виде последовательно соединенных двуанодного стабилитрона 4 и резисто{..1ервые и вторые входы блоков 1-1 и 1-2 схемы,включенных й ра%1ельно,соединены соот - . j;N
-Х- 6
Блок 2 измерения электроизмерительного прибора предназначен для преобразования измеренной аналоговой величины (падение напряжения на измеряемом сопротивлении)в цифровой код с выводом его на индикатор. Блок содержит аналого-цифровой преобразователь, выполненный на микросхеме КР572ПБ5 и соединенный с жидкокристаллическим индикатором ИЖКЦ21-4/(на чертеже не показан).
Блок 3 эталонного токозадающего устройства измерительного прибора предназначен для получения эталонного значения тока, протекающего последовательно через эталонное и измеряемое сопротивление ,и содержит источник 7,тока последовательно соединенный с эталонным резистором 6.
Значения резисторов 4-1 и 4-2 выбирают из условия протекания допустимого тока через стабилитроны 5-1 и 5-2,а также из величины возможного попадания высокого напряжения на входы схемы.
Двуанодные стабилитроны 5 выбирают из условий допустимого напряжения , поступающего на вход блока 3 эталонного токозадающего устройства и блока 2 измерения ,и максимального значения сопротивления закрытого состояния.
Предлагаемая схема защиты работает следующим образом.От источника 7 постоянный ток,последовательно протекая через эталонное 6 и измеряемое сопротивление{на чертеже не показано), создает на соответствующих входах блоков 1-1 и 1-2 защиты падение напряжения пропорциональное измеряемому сопротивлению.Бозникшее напряжение на измеряемом сопротивлении с выхода блока 1-1 защиты поступает на входы блока 2 измерения,куда также по другим цепям (на чертеже не показано) подается напряжение возникшее на эталонном сопротивлении. Результат сравнения обоих напряжений выводится на индикатор,в качестве показателя измерения.
Если вместо измеряемого сопротивления на вход прибора по ошибке подают высокое напряжение,то, благодаря наличию двуанодного стабилитрона и резистора,напряжение на входе блока 2 измерения гасится сопротивлением 4-1,а на входе блока 3 эталонного токозадаюшего устройства гасится сопротивлением 4-2 , до величины падения напряжения на стабилитроне ,величина которого выбрана из расчета допустимых значений для этих блоков.
у / /г vio XVS / Jj - ,
/О
-
обладает высоким входным сопротивлением,благодаря последовательному включению резистора и двуанодного стабилитрона,находящегося в нормальных условиях в закрытом состоянии.Его входное сопротивление из-за закрытого состояния стабилитрона может на несколько порядков (десятичных)превышать верхний предел измеряемого сопротитиления,что не может существенно влиять на погрешность измерения.