Прибор Ц4380 был разработан для проведения электрических измерений электромеханиками сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ). Отличительной особенностью прибора является наличие поводкового механизма, позволяющего производить измерения действующего напряжения в импульсе для сигналов с амплитудной манипуляцией, в частности сигналов в кодовых рельсовых цепях [1; 2]. Поводковый механизм ограничивает перемещение стрелки прибора в сторону нуля. В результате этого при поступлении очередного импульса стрелка начинает движение не из положения, соответствующего нулевому напряжению, а из положения, заданного поводковым механизмом. При правильной регулировке поводкового механизма стрелка должна незначительно отклоняться при поступлении каждого импульса, доходя до положения, соответствующего напряжению измеряемого сигнала.
Недостатком прибора Ц4380 является необходимость одновременно держать щупы и вращать ручку поводкового механизма, что существенно затрудняет проведение измерений одним работником. Проведение измерений двумя работниками удобнее, однако при этом оба работника одновременно отвлекаются от наблюдения за состоянием путей и могут не заметить приближающийся подвижной состав.
На данный момент при обслуживании устройств железнодорожной автоматики кроме прибора Ц4380 применяются его аналоги Ц4380М, ЭК2346, а также цифровые приборы В7-63/1, В7-63/2 [3]. Основной недостаток приборов В7-63/1, В7-63/2 – невозможность определения кодовых комбинаций в рельсовых цепях.
Предлагаемая доработка прибора Ц4380 позволит исключить необходимость регулировки поводкового механизма и проводить измерения одним сотрудником. Суть доработки заключается в том, что в прибор дополнительно устанавливается электронная схема, выполняющая роль автоматического поводкового механизма. Принципиальная схема электронного аналога поводкового механизма представлена на рисунке.
Рисунок 1. Принципиальная схема
Электронный поводковый механизм состоит из счетверённого операционного усилителя DA1 типа К1401УД2А, диодов VD1, VD2 типа 1N4148, транзистора VT1 типа KT342AM, а также резисторов и конденсаторов, номиналы которых показаны на принципиальной схеме. В схеме можно выделить следующие основные узлы: усилитель, фильтр, пиковый детектор, схему удержания и схему разряда.
Усилитель выполнен на операционном усилителе DA1.1 и осуществляет усиление выпрямленного сигнала, поступающего на измерительную головку.
Фильтр, состоящий из резистора R6 и конденсатора C3, подавляет переменную составляющую сигнала на выходе усилителя.
Пиковый детектор на операционном усилителе DA1.3 определяет и запоминает максимальное значение напряжения. Выходное напряжение пикового детектора снимается с конденсатора C4.
Схема удержания, выполненная на операционном усилителе DA1.3, в паузах измеряемого сигнала выдаёт на измерительную головку ток, поддерживающий стрелку около положения, соответствующего напряжению в импульсе. Схема работает следующим образом. Напряжение с выхода пикового детектора поступает на неинвертирующий вход DA1.3. Напряжение со входа пикового детектора через резистор R5 поступает на инвертирующий вход DA1.3. За счёт тока, протекающего через резистор R1, на резисторе R5 создаётся падение напряжения, из-за чего напряжение на инвертирующем входе DA1.3 оказывается несколько выше, чем на входе пикового детектора. Во время импульса измеряемого сигнала напряжения на входе и выходе пикового детектора одинаковы, поэтому напряжение на инвертирующем входе DA1.3 выше, чем на неинвертирующем, и напряжение на выходе DA1.3 близко к нулю. Ток через диод VD1 не протекает, поэтому электронный поводковый механизм не оказывает влияния на величину тока, протекающего через измерительную головку.
После окончания импульса напряжение на входе пикового детектора начинает уменьшаться, а напряжение на выходе остаётся постоянным. Как только напряжения на входах операционного усилителя DA1.2 оказываются равны, начинает увеличиваться напряжение на его выходе. Диод VD1 открывается, и через измерительную головку начинает протекать ток с выхода DA1.2. Напряжение с измерительной головки усиливается усилителем и поступает на инвертирующий вход DA1.2. Таким образом, возникает отрицательная обратная связь, за счёт которой напряжение на измерительной головке поддерживается на уровне несколько ниже среднего напряжения во время импульса измеряемого сигнала. Отличие напряжений на измерительной головке в импульсе и паузе задаётся с помощью резистора R5 и соответствует одному делению шкалы прибора.
Схема разряда на операционном усилителе DA1.4 и транзисторе VT1 разряжает конденсатор C4 пикового детектора при отсутствии сигнала на входе прибора в течение времени, превышающего максимальную длительность паузы между импульсами сигнала в кодовой рельсовой цепи.
Блокировочный конденсатор C2 устраняет взаимное влияние каскадов через цепь питания.
Схема электронного поводкового механизма была собрана на макетной плате и установлена в корпус прибора Ц4380. Испытания показали работоспособность схемы.
Список литературы
- Аркатов, В.С. Рельсовые цепи. Анализ работы и техническое обслуживание / В.С. Аркатов, Ю.А. Кравцов, Б.М. Степенский. – М.: Транспорт, 1990. – 295 с.
- Казаков, А.А. Автоблокировка, локомотивная сигнализация и автостопы: Учебник для техникумов ж.-д. трансп. / А.А. Казаков, Е.А. Казаков. – 7-е изд. – М.: Транспорт, 1980. – 360 с.
- Мультиметры В7-63/1, В7-63/2. Руководство по эксплуатации. Часть 1
