4.3. Реле уровня воды
Состоит из датчика и электронного реле, печатная плата которого помещена в блоке-реле № 2.
Принцип действия датчика основан на изменении сопротивления между штырем и корпусом датчика при погружении штыря датчика в воду. В воздухе сопротивление между штырем датчика и корпусом практически равно бесконечности, а в воде составляет 0,5…3 кОм.
Принципиальная электрическая схема реле, срабатывающего при понижении уровня воды, приведена на рис. 12. Основной частью схемы является автогенератор, собранный на транзисторе VT1 по обычной трехточечной схеме с индуктивной связью. Датчик R через резистор R1 и конденсатор С подключен к обмотке 1-2 трансформатора TV автогенератора.
Уставка реле определяется положением штыря датчика.
Когда уровень воды падает ниже штыря датчика, цепь датчика оказывается разорванной. По обмотке 1-2 трансформатора TV ток протекать не может и на работу автогенератора никакого влияния не оказывает.
В контуре генератора возникает генерация. Транзистор VT1 периодически открывается и закрывается. По обмотке 3-4 трансформатора TV протекает пульсирующий ток, а в обмотке 5-6 трансформатора наводится переменная ЭДС. Переменное напряжение генератора через резистор R4 поступает в цепь база-эмиттер транзистора VT2, который открывается с частотой колебаний. При открытии транзистора VT2 образуется цепь: зажим 0 В, конденсатор С3, эмиттер-коллектор транзистора VT2, зажим –10 В, по которой заряжается конденсатор С3 до потенциала –10 В.
Ток, протекающий по цепи: зажим +5 В, резистор R6, резистор R5, приводит к появлению на базе транзистора VT3 потенциала –7 В, и он открывается. Его коллектор приобретает практически нулевой потенциал. В результате, транзистор VT4 запирается.
Ток, протекающий по цепи: контакт +5 В, резистор R32, резистор R31, резистор R12, резистор R11, контакт -10 В, вызывает появление на базе транзистора VT5 потенциала –5 В, поэтому транзистор VT5 открывается. Через обмотку электромагнитного реле К начинает протекать ток, и оно срабатывает, подавая сигнал о снижении уровня.
При погружении штыря в воду сопротивление штырь-корпус датчика трансформируется и контур генератора. Если значение этого положительного сопротивления превышает значение вносимого транзистором VT1 отрицательного сопротивления, что наблюдается, когда уровень воды выше допустимого, то результирующее сопротивление становится положительным, и генерация автогенератора прекращается. Транзисторы VT1 и VT2 закрыты. На базу транзистора VT3 поступает потенциал +5 В, и он закрывается. Ток, протекающий по цепи: зажим +5 В, резистор R9, резистор R8, резистор R7, приводит к появлению на базе транзистора VT4 отрицательного потенциала, и он открывается. На его коллектор поступает нулевой потенциал. Поэтому ток, протекающий по цепи: контакт +5 В, резистор R32, резистор R31, резистор R12, создает положительный потенциал на базе транзистора VT5, который закрывается и выключает реле К.
Принципиальная электрическая схема реле, срабатывающего при повышении уровня воды, приведена на рис. 13. Схема с уставкой срабатывания при повышении уровня воды отличается от рассмотренной выше схемы отсутствием предпоследнего каскада.
При отсутствии воды между штырем и корпусом датчика в автогенераторе идет генерация, и, как описано ранее, заряжается конденсатор С3. На базе транзистора VT3 появляется отрицательный потенциал, и он открывается. Потенциал его коллектора становится близким к нулю. Это приводит к поступлению через резистор R32 положительного потенциала на базу транзистора VT4, который закрывается. Это препятствует протеканию тока через катушку электромагнитного реле К.
При повышении уровня воды цепь датчика замыкается, и генерация в контуре прекращается. Конденсатор С3 разряжается, напряжение смещения через резистор R6 запирает транзистор VT3. Ток, протекающий по цепи: контакт +5 В, резистор R32, резистор R31, резистор R8, резистор R7, контакт –10 В, создает отрицательный потенциал около –5 В на базе транзистора VT4. Транзистор VT4 открывается и электромагнитное реле К срабатывает, подавая сигнал о превышении уровнем воды уставки.