MD954Z - Metodă de ajustare a parametrilor electrici ai pieselor de tip R̅C̅-̅0̅ în procesul de confecţionare a lor - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la electronică, şi anume la metodele de ajustare a parametrilor electrici ai pieselor de tipîn procesul de confecţionare a lor, şi poate fi utilizată în domeniile construcţiei aparatelor de precizie, tehnicii de calcul şi la confecţionarea elementelor de defazaj şi elementelor pentru circuite selective.Metoda de ajustare a parametrilor electrici ai pieselor de tipîn procesul de confecţionare a lor include selectarea în calitate de parametru electric a unei constante de timp prestabilite τ0 la confecţionarea piesei de tipdin mai mult de două microcabluri coaxiale n, prefabricarea piesei din n-1 microcabluri, unite în paralel, care constituie o constantă de timp τn-1, prelucrarea termică a piesei prefabricate, măsurarea valorii constantei reale de timp τr a acesteia, determinareavalorii necesare a constantei de timp τx a microcablului coaxial rezervat,bobinarea microcablului coaxial rezervat cu constanta de timp τx pe piesa prefabricată, măsurarea concomitentă a constantei de timp a microcablului rezervat bobinat până la atingerea constantei de timp a valorii τx şi unirea în paralel a acestuia cu cele n-1 microcabluri, formând o piesă de tipcu o constantă de timp prestabilită τ0= τr+τx.

Description

Invenţia se referă la electronică, şi anume la metodele de ajustare a parametrilor electrici ai pieselor de tip în procesul de confecţionare a lor, şi poate fi utilizată în domeniile construcţiei aparatelor de precizie, tehnicii de calcul şi la confecţionarea elementelor de defazaj şi elementelor pentru circuite selective.

Este cunoscut procedeul de confecţionare a pieselor bobinate din microconductor coaxial, care constă în debobinarea surplusului de microsârmă de pe piesa ce se confecţionează cu măsurarea continuă a parametrului electric al microsârmei debobinate, folosind-o ca produs auxiliar, care se introduce împreună cu piesa de confecţionat în schema de măsurare, spre exemplu, în punte. Debobinarea se întrerupe în momentul obţinerii egalităţii rezistenţei produsului auxiliar cu rezistenţa prescrisă pentru segmentul de sârmă, care urma a fi debobinat [1].

Dezavantajul acestui procedeu constă în aceea că la debobinarea conductorului, pe lângă modificarea constantei de timp a piesei, care se confecţionează, datorită neomogenităţii constantei liniare de timp a conductorului se modifică şi raportul dintre componenta activă şi cea reactivă a constantei de timp atât a piesei ce se confecţionează, cât şi a produsului suplimentar format de către sârma debobinată şi, respectiv, modificarea raportului dintre componenta activă şi cea reactivă a constantei de timp a piesei care se confecţionează, şi a produsului suplimentar, format de către sârma debobinată, precum şi continuitatea învelişului coaxial al sârmei fac imposibilă confecţionarea unor astfel de piese bobinate cu o precizie suficientă pentru uzul practic.

Cea mai apropiată soluţie este procedeul de ajustare a parametrului electric al pieselor de tip confecţionate dintr-un singur microcablu coaxial, care prevede introducerea piesei ce se confecţionează în circuitul electric de măsurare, determinarea frecvenţei f1, a tensiunii la care defazajul între vectorul curentului în învelişul coaxial al microsârmei piesei ce se confecţionează, la care mărimea parametrului electric este mai mare decât valoarea sa nominală, şi vectorul tensiunii dintre învelişul coaxial şi firul acestei microsârme este egal cu 180°, după care se prestabileşte frecvenţa f2 a tensiunii la care defazajul între vectorul curentului în învelişul coaxial al microsârmei piesei ce se confecţionează, la care mărimea parametrului electric este egală cu valoarea sa nominală prescrisă, şi vectorul tensiunii dintre învelişul coaxial şi firul acestei microsârme este egal cu 180°, după care tensiunile de frecvenţă f1, respectiv f2 se transformă într-o tensiune de frecvenţă fx, unde frecvenţa fx este egală cu raportul dintre produsul celor două frecvenţe f1 x f2 şi diferenţa dintre ele f2 - f1. La învelişul coaxial al microsârmei piesei ce se confecţionează se aduce tensiunea de frecvenţa fx, după care se începe debobinarea microsârmei, comparând în mod neîntrerupt faza vectorului curentului în învelişul coaxial al microsârmei ce se debobinează cu faza vectorului tensiunii dintre firul acestei microsârme şi învelişul coaxial al acesteia, totodată debobinarea de pe piesa ce se confecţionează se execută până când mărimea parametrului electric al piesei corespunde unei diferenţe de 180° între fazele comparate la microsârma debobinată, iar tensiunea de frecvenţă fx este adusă concomitent şi continuu pe începutul firului şi al învelişului microsârmei piesei ce se confecţionează [2].

Dezavantajul acestui procedeu constă în complicitatea tehnologiei de ajustare a constantei de timp.

Problema pe care o rezolvă prezenta invenţie constă în simplificarea tehnologiei de ajustare a constantei de timp a pieselor confecţionate din mai multe microcabluri coaxiale, unite în paralel, la o precizie înaltă.

Metoda, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că include selectarea în calitate de parametru electric a unei constante de timp prestabilite τ0 la confecţionarea piesei de tip din mai mult de două microcabluri coaxiale n; prefabricarea piesei din n-1 microcabluri, unite în paralel, care constituie o constantă de timp:

τn-1 = ,

unde:

= rl, = cl, = rΔl, = cΔl,

şi corespunzător:

şi reprezintă respectiv constanta de timp nominală şi surplusul acesteia impus al n-1 microcabluri, unite în paralel,

, şi l reprezintă respectiv rezistenţa şi capacitatea integre ale unui microcablu cu lungimea l din n-1 microcabluri, unite în paralel,

şi reprezintă respectiv rezistenţa şi capacitatea integre ale unui microcablu cu lungimea Δl,

r şi C reprezintă respectiv rezistenţa şi capacitatea liniară a n-1 microcabluri;

prelucrarea termică a piesei prefabricate; măsurarea valorii constantei reale de timp τr a acesteia; determinarea valorii necesare a constantei de timp τx a microcablului coaxial rezervat prin relaţia:

= ;

bobinarea microcablului coaxial rezervat cu constanta de timp τx pe piesa prefabricată; măsurarea concomitentă a constantei de timp a microcablului rezervat bobinat până la atingerea constantei de timp a valorii τx şi unirea în paralel a acestuia cu cele n-1 microcabluri, formând o piesă de tip cu o constantă de timp prestabilită τ0= τr+τx.

Invenţia se explică prin desenele din fig. 1-6, care reprezintă:

- fig. 1, structura microcablului coaxial;

- fig. 2, schema electrică echivalentă de măsurare a constantei de timp τr a piesei prelucrate termic;

- fig. 3, schema funcţională de bobinare a microcablului coaxial rezervat n;

- fig. 4, schema electrică echivalentă de măsurare a constantei de timp τx a microcablului rezervat pe parcursul bobinării lui pe piesa cu constanta de timp τr;

- fig. 5, schema electrică echivalentă de măsurare a constantei de timp τx a microcablului rezervat pe parcursul bobinării lui pe piesa cu constanta de timp τr;

- fig. 6, vederea generală a piesei confecţionate din n microcabluri coaxiale, unite în paralel.

Metoda se realizează prin schema funcţională de bobinare a microcablului coaxial rezervat n (fig. 3) şi schemele electrice echivalente de măsurare a constantei de timp τx a microcablului rezervat pe parcursul bobinării lui pe piesa cu constanta de timp τr (fig. 4, 5), care includ un generator 1 de tensiune armonică u(t) şi frecvenţa fx=1,78/τx, un electrod 7 pentru unirea microcablului rezervat 6 (fig. 3) debobinat de pe bobina debitoare 8 şi bobinat pe piesa 3, un mecanism de rotire 9 a piesei 3 şi un fir conductor flexibil 10, care prin contactul alunecător e (fig. 3, 4, 5) uneşte sectorul metalizat 11 al carcasei 12 şi respectiv învelişul coaxial al firului rezervat cu indicatorul 5, precum şi două segmente 13 şi 14 respectiv, unde pe rezistenţa R (fig. 4) a învelişului coaxial al segmentului 13 (fig. 3) se creează o cădere de tensiune de frecvenţa fx, care ulterior se utilizează ca semnal de măsurare a constantei τx şi la o rezistenţă NRNX (fig. 4, 5) a învelişului coaxial al segmentului 14 (fig. 3), care pe parcursul măsurării constantei τx se utilizează ca rezistenţă de referinţă NRNX a filtrului opreşte bandă 15 (fig. 5), format din cantitatea de microcablu rezervat 6 bobinat pe piesa 3 cu constanta de timp τr şi rezistenţa 16 de valoarea RNX = NRX.

Porţiunea de microfir conductor al segmentului 14 de microcablu are o rezistenţă R2 la care rezistenţa învelişului lui coaxial este egală cu rezistenţa RNX. Această parte de microfir cu învelişul său coaxial formează o capacitate C2-NX.

Porţiunea de microfir conductor al segmentului 13 de microcablu are o rezistenţă R1, care cu învelişul său coaxial formează o capacitate С1-X (fig. 4, 5).

Metoda se realizează în modul următor.

Este cunoscut că piesele confecţionate din microcablu coaxial turnat cu scopul de a micşora tensiunile mecanice, ce pot apărea în urma bobinării microcablului, se supun unei prelucrări termice majorând stabilitatea parametrilor electrici ai piesei la variaţia temperaturii, îmbătrânire, etc. În acelaşi timp, prelucrarea lor termică provoacă micşorarea constantei ei de timp cu aproximativ 1...2%. Din această cauză piesele, confecţionate din microcablu coaxial, se confecţionează cu un surplus de parametri de aproximativ 1...2% de la valoarea lor nominală prestabilită.

Conform tehnologiei de confecţionare a piesei 3, după prelucrarea ei termică se măsoară valoarea reală a constantei de timp τr. Măsurarea constantei τr se efectuează în modul următor: se montează filtrul opreşte bandă hibrid (fig. 2). Prin schimbarea frecvenţei de semnal al generatorului 1 aplicat la intrarea filtrului opreşte bandă şi schimbarea rezistenţei 4, tensiunea la ieşirea filtrului se aduce la valoarea de 0 V, în timp ce tensiunea u(t) la intrarea filtrului este de ordinul a câţiva volţi. Valoarea de 0 V la ieşirea filtrului, când semnalul la intrarea lui este diferit de 0, are loc atunci când vectorul tensiunii Uies.τr (fig. 2) de la ieşirea piesei 3 se găseşte în contrafază cu vectorul tensiunii UNRr(n-1) ce cade pe rezistenţa 4 şi este egal cu valoarea vectorului Uies.τr.

Se ştie că coeficientul de transfer al filtrului opreşte bandă este:

M = (1)

La frecvenţa de rejecţie a filtrului f = f0, numită de asemenea frecvenţă de rezonanţă, factorul de transfer M al filtrului devine nul, când numărătorul relaţiei (1) este egal cu zero:

1+ = 0, (2)

unde:

= = ;

l reprezintă lungimea unui singur microcablu bobinat pe carcasa 12;

r şi с - respectiv rezistenţa şi capacitatea pe o unitate de lungime a microcablului coaxial.

După divizarea părţii imaginare de cea reală a relaţiei (2) şi anumite transformări obţinem:

(a)

(b) (3)

Relaţia (3 b) coincide cu relaţia cunoscută din teoria liniilor lungi de tip , când defazajul dintre curentul de intrare Iin şi tensiunea de ieşire Uieş a liniei în regim de gol ( ＜＜ Rs) este de 180°, adică <IinUies.în gol = 180° , unde Rs este rezistenţa de sarcină externă.

Deoarece piesa confecţionată poate fi privită ca o linie lungă cu parametrii (rezistenţa r şi capacitatea с pe o unitate de lungime) distribuiţi, iar curentul ce trece prin rezistenţa 4 este curent de intrare în piesa confecţionată, teoria liniei lungi pe deplin poate fi aplicată în analiza schemei din fig. 2.

Soluţia relaţiei (3 b) în raport cu mărimea r este:

, (4)

unde: , (5)

iar k = 1, 2, 3, ...

Prima valoare a mărimii (când k = 1), la care <IinUies.în gol = 180°, este de 2,365, iar constanta de timp a piesei şi frecvenţa la această valoare se găsesc în relaţia:

= const, (6)

unde: (7)

În cazul măsurării constantei de timp τr, în relaţia (7) constanta de timp τ se înlocuieşte cu constanta de timp τr, ce permite să se considere că constanta de timp τr = 1,78/f'.

În continuare din relaţia:

se calculează constanta de timp τx a cantităţii de microcablu rezervat, care este necesar de bobinat pe piesa deja confecţionată din (n-1) microcabluri, care fiind unit în paralel cu microcablurile (n-1), constituie constanta de timp prestabilită τ0= τr+τx.

Pentru a depune cantitatea de microcablu rezervat la constanta τ = τx se foloseşte schema funcţională arătată în fig. 3, unde capătul de microcablu rezervat, tras de pe bobina debitoare 8 se curăţă de cămaşa coaxială şi izolaţie, se trece prin contactul 7, cu care formează un contact alunecător, şi galvanic se uneşte la contactul a, care prin intermediul contactului e este conectat la una din intrările indicatorului 5. Pe generatorul 1 se fixează frecvenţa fx =1,78/τx la tensiunea de semnal măsurător de volţi sau zeci de volţi, după care prin rotirea piesei 3 de către mecanismul 9 se începe depunerea, prin bobinare, a microcablului rezervat pe piesa 3. Cantitatea de microcablu rezervat, bobinat pe piesa 3 cu constanta τx împreună cu rezistenţa RNX a învelişului coaxial al secţiunii de microcablu 14 formează un nou filtru 15, şi la intrarea filtrului 15 prin intermediul bobinei 8, capacităţii С1-X şi al rezistenţelor R1 şi R2 se aplică un semnal cules de pe rezistenţa R de tensiunea UR(t) şi frecvenţa fx (fig. 5), iar la ieşirea filtrului 15 prin intermediul contactelor alunecătoare f, e şi 7 este unit indicatorul 5.

Pe parcursul bobinării cu ajutorul indicatorului 5 în continuu se controlează defazajul între vectorul tensiunii Ufc-îc între microfirul conductor şi cămaşa microfirului coaxial rezervat bobinat (fig. 4, 5) al capătului de microfir conductor şi vectorul de curent Iîc ce trece prin rezistenţa RNX. La atingerea valorii defazajului de 180° între cei doi vectori numiţi, bobinarea se stopează, ceea ce vorbeşte despre faptul că constanta de timp a cantităţii de microcablu rezervat depus pe piesa 3 a atins valoarea τx calculată, la care, ca şi în cazul măsurării constantei τr, are loc egalitatea:

,

unde τx =1,78/fx .

În continuare microcablul la contactul 7 se taie, iar capătul tăiat se curăţă de cămaşa coaxială şi izolaţie şi se lipeşte la contactul b al piesei 3, obţinând în final o piesă confecţionată din (n-1) + l = n microcabluri cu o constantă de timp prestabilită τ0= τr+τx cu precizie şi stabilitate termică înalte şi o tehnologie comparativ simplă.

1. SU 606173 1978.05.05

2. RO 81043 1981.11.30

Claims (1)

1. Metodă de ajustare a parametrilor electrici ai pieselor de tip

   în procesul de confecţionare a lor, care constă în selectarea în calitate de parametru electric a unei constante de timp prestabilite τ0 la confecţionarea piesei de tip

   din mai mult de două microcabluri coaxiale n; prefabricarea piesei din n-1 microcabluri, unite în paralel, care constituie o constantă de timp:

   τn-1 =

   ,

   unde:

   = rl,

   = cl,

   = rΔl,

   = cΔl,

   şi corespunzător:

   şi

   reprezintă respectiv constanta de timp nominală şi surplusul acesteia impus al n-1 microcablurilor, unite în paralel,

   ,

   şi l reprezintă respectiv rezistenţa şi capacitatea integre ale unui microcablu cu lungimea l din n-1 microcabluri, unite în paralel,

   şi

   reprezintă respectiv rezistenţa şi capacitatea integre ale unui microcablu cu lungimea Δl,

   r şi C reprezintă respectiv rezistenţa şi capacitatea liniară a n-1 microcabluri;

   prelucrarea termică a piesei prefabricate; măsurarea valorii constantei reale de timp τr a acesteia; determinarea valorii necesare a constantei de timp τx a microcablului coaxial rezervat prin relaţia:

   =

   ;

   bobinarea microcablului coaxial rezervat cu constanta de timp τx pe piesa prefabricată; măsurarea concomitentă a constantei de timp a microcablului rezervat bobinat până la atingerea constantei de timp a valorii τx şi unirea în paralel a acestuia cu cele n-1 microcabluri, formând o piesă de tip

   cu o constantă de timp prestabilită τ0= τr+τx.