Резонансное реле механического типа может иметь два, три и более подвижных якоря. Работа такого реле основана на том, что каждый якорь колеблется с достаточной амплитудой только в том случае, когда частота подводимых к обмотке реле электрических сигналов совпадает с собственной частотой механических колебаний якоря.

Электрическое резонансное реле (рис. 23-12,6) состоит из резонансного колебательного контура LC, нагрузкой которого служит электромеханическое реле (обычно поляризованное), подключаемое к контуру через диод. Нагрузочное реле срабатывает, когда к контуру будет подведен сигнал резонансной частоты Fp, определяемой известным выражением

2зт У LC

Резонансные реле механического и электрического типов используются для разделения (выделения) сигналов различных частот из общего сигнала, имеющего сложный спектр. Так, например, резонансные реле являются основными элементами дешифраторов многоканальных радиолиний с частотным разделением сигналов по каналам на приемной стороне. Они также широко используются в дешифраторах командных радиолиний управления летающими и другими радиоуправляемыми моделями.

23-2. УСТРОЙСТВА АВТОМАТИКИ С ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИМИ РЕЛЕ

Сочетание электромеханических реле с электронными усилителями позволяет значительно уменьшить мощность управления и практически свести ее к нулю. Поэтому такие устройства находят широкое применение в системах автоматического регулирования и вычислительной техники.

Электронно-контактные реле

Электронно-контактным реле называется устройство, состоящее из электронного усилителя и электромагнитного реле. Обычно в подобных устройствах применяются усилители управляющих сигналов с электронной лампой. В качестве нагрузки в анодную (катодную) цепь лампы (рис. 23-13) включается обмотка электромагнитного реле. Вместо электронной лампы в усилителе может использоваться транзистор. Электронно-контактное реле имеет малую мощность срабатывания (высокую чувствительность), высокий коэффициент управления и большое входное сопротивление.

Большое входное сопротивление электронно-контактных реле облегчает их согласование при подключении к высокоомным цепям радиоэлектронного устройства, фотоэлементам и др.

Временные характеристики электронно-контактного реле определяются в основном временными характеристиками используемого электромагнитного реле. Однако большое входное сопротивление электронного реле позволяет использовать простейшие схемы, для замедления срабатывания и отпускания реле, растягивания во времени

Рнс. 23-13. Электронно контактные реле постоянного тока 1Еа - переменное напря- жение).

кратковременных импульсов и других операций по изменению временных соотношении в импульсных электрических сигналах, поступающих на вход реле.

Различают два режима работы электронно-контактного реле: срабатывание и отпускание. Режим срабатывания характерен тем, что в исходном состоянии якорь электромагнитного реле отпущен и контакты 2 разомкнуты. В этом режиме напряжение смещения Uc0 (рис. 23-13) выбирается так, чтобы анодный ток лампы ia был меньше тока отпускания реле /отп (и близок к нулю). При подаче на сетку лампы управляющего сигнала £/у положительной полярности анодный ток возрастает. При. некотором значении анодный ток станет равен току срабатывания ia = Icp, реле сработает, контакты /, 2 замкнутся. Для надежной работы реле величина управляющего сигнала t/y выбирается такой, чтобы анодный ток был равен рабочему (установившемуся) току /р электромагнитного реле £0=/р>/сраб, В этом случае величина управляющего напряжения должна составлять для триода

; (23-П)

(23-12)

где К=1р/1в - коэффициент, характеризующий отношение величины рабочего тока /р к току покоя /п реле; Ri-внутреннее сопротивление триода; R - активное сопротивление обмотки реле; SCp - усредненная крутизна рабочего участка сеточной характеристики лампы; Рр - мощность, потребляемая обмоткой реле при протекании по ней рабочего тока.

Второй режим работы электронно-контактного реле - режим отпускания характерен тем, что в исходном состоянии якорь электромагнитного реле (рис. 23-13) притянут и контакты 1, 2 замкнуты.

В этом случае напряжение смещения выбирается так, чтобы анодный ток лампы равнялся рабочему току реле. Для отпускания реле на сетку лампы подается управляющее напряжение отрицательной полярности. Величина его должна быть такой, чтобы запереть лампу. При отключении управляющего напряжения анодный ток увеличивается до величины рабочего тока и реле срабатывает. В случае, если запасы по надежности работы электронного реле в ре-

Рис. 23-14. Электронно-контактное реле переменного тока.

жимах срабатывания и отпускания выбраны одинаковыми, управляющие напряжения при этих режимах отличаются только знаками и равны по величине. Следовательно, для режима отпускания величина управляющего напряжения может быть определена из выражения, приведенного выше для режима срабатывания.

В устройствах автоматики электронно-контактные реле в режимах срабатывания и отпускания часто используются как реле времени, создающие задержку между моментом поступления управляющего сигнала и моментом замыкания контактов реле.

Питание анодной цепи усилительной лампы электронного реле может осуществляться и переменным напряжением (рис. 23-14). Анодный ток через лампу будет протекать только во время положительного полупериода питающего напряжения. Для устранения влияния переменной составляющей анодного тока на работу реле (дребезжание якоря и вибрация контактов) его обмотка шунтируется конденсатором С. При этом увеличивается среднее значение тока через обмотку реле и уменьшаются на ее зажимах пульсации напряжения.

Величина необходимой емкости конденсатора находится из условия, что сопротивление этого конденсатора токам основной частоты должно быть в 3-5. раз меньше сопротивления обмотки реле, и определяется из соотношения

3--5 2nfR

(23-13)

где f-частота напряжения, питающего анодную цепь лампы реле; R - активное сопротивление обмотки реле..

При частоте питающего напряжения 50 гц (ш = 314) емкость блокирующего конденсатора рассчитывается по формуле

(60 ч- 100) R

Весьма часто используются электронно-контактные реле, собранные по мостовой-схеме (рис. 23-15). Обмотка электромагнитного реле в этом случае включается в мостовую схему. Плечами моста являются

Рис. 23-15. Мостовые схемы -электронно-контактных реле.

анодные сопротивления ламп Rai, Raz и внутренние сопротивления Ra, Ri2 самих ламп.

В мостовой схеме может использоваться трехпозиционное электронное реле. В этом случае электронное реле при соответствующей его регулировке может реагировать на полярность управляющего сигнала L/y.

Реле времени

Реле времени обычно предназначается для автоматического отсчета интервалов времени. Начало отсчета может задаваться вручную или автоматически с поступлением электрического сигнала с задающего устройства. Окончание заданной выдержки времени может фиксироваться различным образом: подачей звукового или светового сигнала, выключением (включением) нагрузки и т. д.

В качестве исполнительного органа в реле времени часто используется электромеханическое реле.

На рис. 22-16, а представлена одна из типовых схем реле времени с электронной лампой. Лампа Л{ и электромеханическое реле Р образуют описанное выше электронно-контактное реле. В сеточной цепи лампы этого реле включена цепочка R\Ci, элементы которой выбираются в соответствии с требуемой задержкой времени.

Электронно-контактное реле в этой схеме может работать в режимах замыкания или размыкания в зависимости от того, нужно замыкать или размыкать управляемую цепь на время задаваемой выдержки времени. Особенно часто применяется режим замыкания как более экономичный и выполняемый по простой схеме. В режиме

замыкания лампа реле заперта положительным напряжением, подаваемым на катод с резистора R3, а якорь электромеханического реле при этом отпущен и его контакты /, 2 разомкнуты. Начало работы реле задается нажатием и отпусканием кнопки КН. С нажатием кнопки происходит быстрый заряд конденсатора Ci до напряжения источника анодного питания. После отпус-

Рис. 23-16. Реле времени.

кания кнопки заряженный конденсатор подключается к управляющей сетке лампы, она открывается н электромагнитное реле срабатывает.

Выдержка времени начинается с момента отпускания кнопки благодаря разряду конденсатора Ci через резистор Ri и продолжается до тех пор, пока анодный ток лампы не станет равным току отпускания, реле. Длительность выдержки времени Дг определяется также величиной положительного запирающего напряжения, подаваемого на катод. С увеличением этого напряжения продолжительность выдержки увеличивается. С увеличением постоянной времени X=RiCi величина выдержки также растет. Резистор Rz служит для того, чтобы уменьшить влияние сопротивления участка сетка- катод лампы на-величину постоянной времени iCi-цепочки. Описанная схема обеспечивает выдержку времени от 0,1 сек до 30 мин и более.

На рис. 23-16,6 приведена схема реле времени, выполненная на транзисторе. Работа этого реле аналогична работе реле на электронной лампе. При нажатии кнопки КН конденсатор С\ быстро заряжается до напряжения источника питания. С отпускания кнопки происходит разряд конденсатора через сопротивление Rt и сопротивле-

ние участка база - эмиттер транзистора Tf.

Ток разряда, протекающий через участок база - эмиттер, вызывает увеличение тока коллектора настолько, что реле срабатывает. С течением времени разрядный ток уменьшается и в определенный момент станет таким, что коллекторный ток будет недостаточным для удержания якоря реле в притянутом состоянии и реле отпустит. Реле времени на транзисторе экономично, требует всего одного низковольтного источника напряжения и может быть выполнено малогабаритным. Это реле обеспечивает несколько меньший диапазон выдержек, чем реле с электронной лампой.

Для увеличения выдержки используются схемы с последовательным включением простейших электронных реле времени.

Вибрационные преобразователи

При усилении малых сигналов постоянного тока или медленно изменяющихся во времени сигналов для повышения стабильности Усиления часто прибегают к предварительному преобразованию постоянного тока в переменный. После усиления сигнал переменного тока обратно преобразуется в постоянный. В качестве преобразователей сигналов на входе и выходе усилителя при этом часто применяются вибропреобразователи.

Основным преимуществом вибропреобразователей является отсутствие дрейфа нуля, высокая стабильность и возможность преобразования очень малых сигналов постоянного тока.

Вибропреобразователь представляет собой разновидность поляризованного реле специальной конструкции. На рис. 23-17, а, б приведены схема конструкции и электрическая схема вибропреобразователя ВП-34.

Обмотка возбуждения /, питаемая переменным напряжением частоты 50 гц, создает электромагнитное поле и вызывает колебания стального якоря 2, укрепленного на плоской пружине 3. Колебания якоря вызываются периодической асимметрией результирующего магнитного поля постоянного магнита 4 при смене полярности переменного по направлению магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения. Частота колебаний якоря равна частоте тока, питающего катушку возбуждения.

При колебаниях якоря контакт К, укрепленный на пружине, замыкается то с левым (Л л), то с правым (Ка) неподвижными контактами, коммутируя подведенное к подвижному контакту постоянное напряжение.

Регулировкой контактов добиваются того, чтобы время перемещения контактов tB (рис. 27-17, е) не превышало 0,05 Т, где Т - период колебаний, а время замыкания было бы не менее 0,45 Т.

При такой регулировке амплитуда первой гармоники в выходном напряжении преобразователя будет наибольшей и составит £/вых= 1,26 Uo, где Uo - величина преобразуемого постоянного напряжения.