20, 21, 22 , 25– Прокладки; 23 – полумуфта; 24 – палец;

Рисунок 12.1 – Устройство датчика ДПС-У.

В зависимости от напряжения питания, варианта конструкции привода и кабеля ДПС-У датчики имеют несколько литер исполнения.

Электрическая связь датчика с аппаратурой осуществляется с помощью кабеля, распаянного непосредственно на плате (поз.16), а с другой стороны заканчивается соединителем или клеммными наконечниками.

12.3.4 Функциональная работа датчика

Функциональная схема датчика приведена на рисунке 12.2.

Датчик имеет два идентичных канала. Сигналы каждого канала сдвинуты между собой на угол, соответствующий по времени четверти периода следования импульсов. Период следования определяется скоростью вращения колесной пары. Два канала необходимы для определения направления движения локомотива.

Преобразование угла поворота в количество импульсов происходит в результате модуляции оптического потока, излучаемого светодиодом.

Диск-модулятор вращается синхронно с колесной парой. Фототранзистор, находящийся на одной оси со светодиодом, преобразует оптический поток в электрический сигнал.

При подаче напряжения питания на датчик светодиод будет постоянно излучать световой поток в инфракрасном диапазоне. Фототранзистор будет его принимать только тогда, когда щель диска войдет в область диаграммы направленности фототранзистора. Таким образом, при вращении диска на коллекторе фототранзистора будет формироваться импульсная последовательность с количеством импульсов за один оборот диска, равным количеству его щелей.

Так как световой поток падающий на фототранзистор, из-за широких диаграмм направленности светового потока светодиода и фототранзистора при вращении диска изменяется плавно, то и импульсы получаются колоколообразной формы.

Для получения импульсной последовательности со стабильными во времени длительностями импульса и периода служит формирователь фронтов импульсов, состоящий из транзисторного ключевого каскада и компаратора. Кроме того, компаратор обеспечивает ограничение импульсной последовательности по низу на уровне порогового напряжения, тем самым предотвращает появление "паразитных" импульсов, которые могут формироваться из-за флюктуаций, возникающих на выходе фототранзистора.

С выхода компаратора импульсная последовательность поступает на формирователь сигналов ДПС, который состоит из двух транзисторных ключевых каскадов. Последний каскад выполнен по схеме" открытый коллектор".

Формирователь обеспечивает при открытом состоянии выходного транзистора пропускание через него тока величиной не менее 150 мА, а при закрытом состоянии - по­дачу на него напряжения (35-75) В для датчиков исполнений ДПС-У, ДПС-У-01, ДПС-У-02, ДПС-У-03, ДПС-У-05, ДПС-У-06, ДПС-У-07, ДПС-У-08, ДПС-У-09, ДПС-У-10.01, ДПС-У-10.02, ДПС-У-11 или (18-30) В для исполнений ДПС-У-04, ДПС-У-10.

Формирователь питающих напряжений при помощи линейных ста­билизаторов преобразует напряжение (35-75) В в модификациях датчиков ДПС-У, ДПС-У-01, ДПС-У-02, ДПС-У-03, ДПС-У-05, ДПС-У-06, ДПС-У-07, ДПС-У-08, ДПС-У-09, ДПС-У-10.01, ДПС-У-10.02, ДПС-У-11 в напряжения 24 В и 12 В. Напряжение 24 В используется для питания светодиодов, а 12 В - для всей остальной схемы дат­чика.

Формирователь питающих напряжений в модификациях датчиков ДПС-У-04 и ДПС-У-10 преобразует напряжение (18-30) В в напряже­ния 15 В и 12 В. Напряжение 15 В используется для питания светодиодов, а 12 В - для всей остальной схемы датчика.

12 3.5 Работа датчика.

Электрическая принципиальная схема датчика приведена на рисунке 12.3.

Оптопара с открытым каналом, световой поток которой моду­лируется диском, состоит из светодиодов VD5, VD6, фототранзис­торов VT3, VT4, резисторов R5, R6, R7 и конденсатора С1. Резис­тор R5 задает режим работы по току светодиодам, а конденсатор С1 снижает влияние пульсации (выбросов) питающего напряжения на ток, текущий через них.

Изменением сопротивления резисторов R6 и R7 (путем подбора номинала) можно регулировать длительность выходных импульсов датчика.

Формирователи фронтов импульсов выполнены на транзисторах VT5, VT6, резисторах R8, R10, R11 и R9, R12, R13. Диоды VD7 и VD8 в цепях эмиттеров ограничивают по низу импульсы с преобра­зователя, отсекая наиболее пологую часть по фронту.

Компараторы выполнены на микросхемах DD1 и DD2. Делители на резисторах. R14, R15 и R16, R17 формируют опорное напряжение. Резисторы R18, R20 и R19, R21 в цепях обратной связи компарато­ров формируют релейную характеристику компаратора, тем самым предотвращается "дребезг" на выходе компаратора при сравнении сигналов на входах 2 и 3. Конденсаторы С4 и С5 используются для повышения помехоустойчивости компаратора, от "паразитных" коле­баний, которые могут возникнуть при стоянке локомотива при ко­лебаниях колесной пары. Резисторы R22 и R23 - нагрузочные, так как выход компаратора типа "открытый коллектор".

Формирователи сигналов датчиков выполнены на транзисторах VT7, VT9, VT11 для одного канала и VT8, VT10, VT12 для другого, транзисторы работают в ключевом режиме. Транзисторы выбраны та­кого типа, чтобы через выходные транзисторы VT11, VT12 в откры­том состоянии можно было бы пропускать ток величиной не менее 150 мА, а в закрытом состоянии допускали напряжения на коллек­торе не менее 75 В.

Формирователь питающих напряжений состоит из параметрического стабилизатора на 24 В для ДПС-У, ДПС-У-01, ДПС-У-02, ДПС-У-03, ДПС-У-05, ДПС-У-06, ДПС-У-07, ДПС-У-08, ДПС-У-09, ДПС-У-10.01, ДПС-У-10.02, ДПС-У-11 (на 15 В для ДПС-У-04, ДПС-У-10), выполненного на стабилитронах VD2, VD3, транзисторах VT1, VT2 и резисторе R2, и параметрического стабилизатора на 12 В, выполненного на стабилитроне VD4 и резисторе R4.

От источника 24 В для ДПС-У, ДПС-У-01, ДПС-У-02, ДПС-У-03, ДПС-У-05, ДПС-У-06, ДПС-У-07, ДПС-У-08, ДПС-У-09, ДПС-У-10.01, ДПС-У-10.02, ДПС-У-11 (15 В для ДПС-У-04, ДПС-У-10) питаются светодиоды, а от источника питания 12 В - вся остальная схема датчика. Стабилизатор на 24 В (15 В) с транзисторами VT1 и VT2 выбраны с целью уменьшения до минимума мощности рассеивания в датчике при питании его от источника напряжения 75 В (30 В), сохранив при этом режим работы стабилитронов VD2, VD3, VD4 и транзисторов VT1, VT2 при работе датчика в условиях повышенной температуры окружающей среды.