RU199300U1 - Устройство контроля круговых потенциометров - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована для автоматизированного контроля функциональной характеристики круговых потенциометров, подбора с допустимым разбросом хода их функциональных характеристик от угла поворота токосъемника для возможности сборки в блок различных функциональных узлов контрольно-измерительных устройств.Устройство контроля круговых потенциометров содержит шаговый двигатель 1, источник 2 напряжения, первый выход которого соединен с клеммой 5, первым входом первого компаратора 7 и вторым входом аналого-цифрового преобразователя 15, колодку с тремя клеммами 3, 4, 5 для подключения потенциометра 6, контролируемый потенциометр 6, который имеет резистивный элемент, токосъемник на оси, привод токосъемника, который сочлен с шаговым двигателем 1, первый 7 и второй 11 компараторы, регистратор 8, генератор таковых импульсов 9, выход которого соединен со вторым входом элемента И 14 и тактовым входом регистратора 8, блок 10 установки начала отсчета, первый 12 и второй 13 элементы ИЛИ, элемент И 14, выход которого соединен со счетчиком импульсов 16, аналого-цифровой преобразователь 15, счетчик импульсов 16, цифровой выход которого соединен с регистратором 8, сигнализатор неконтактирования 17, блок 18 управления, выход которого соединен с блоком установки начала отсчета 10, который соединен с первым входом счетчика импульсов 16, блок 19 запуска, первый выход которого соединен с сигнализатором неконтактирования 17 и блоком управления 18, а второй выход с генератором тактовых импульсов 9, модуль управления шаговым двигателем 20, выход которого соединен с шаговым двигателем 1, шаговый двигатель 1, задающий угол токосъемнику контролируемого потенциометра 6.Заявляемое устройство контроля круговых потенциометров позволяет повысить эффективность работы стенда путем увеличения точности измерения путем введения в него шагового привода, который обеспечивает точность задания угла и фиксацию значения сопротивления в момент его остановки на соответствующем шаге, исключая погрешность динамического неконтактирования по сравнению с сервоприводом. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована для автоматизированного контроля функциональной характеристики круговых потенциометров, подбора с допустимым разбросом хода их функциональных характеристик от угла поворота токосъемника для возможности сборки в блок различных функциональных узлов контрольно-измерительных устройств.

Известно устройство для контроля потенциометров согласно а. с. СССР SU №1638667, G01R 17/20, опубл. 30.03.1991 г., бюллетень №12, которое содержит контролируемый потенциометр, содержащий резистивный элемент и токосъемник, привод токосъемника, источник напряжения, первую и вторую клеммы для подключения контролируемого потенциометра, первый и второй компараторы, преобразователь угла, блок установки начала отсчета, первый и второй элементы ИЛИ, элемент И, блок управления и блок запуска, аналого-цифровой преобразователь, счетчик импульсов, регистратор, регистр памяти, блок выборки и хранения, ждущий мультивибратор, сигнализатор неконтактирования.

Автоматизированное средство контроля потенциометров согласно а.с. СССР №1506366, G01R 17/20, опубл. 07.09.1989 г., бюллетень №33 содержит контролируемый потенциометр, резистивный элемент, токосъемник, ось, привод токосъемника, колодку, источник напряжения, клеммы, компараторы, регистратор, преобразователь угла, блок установки начала отсчета, элементы ИЛИ, элемент И, аналого-цифровой преобразователь, регулирующий элемент, счетчики импульсов, сигнализатор неконтактирования, блок управления, блок запуска измерения, блок задержки сигнала.

К недостаткам этих устройств следует отнести недостаточную точность измерения значения сопротивления потенциометра в точке измерения за счет наличия динамического неконтактирования токосъемника с резистивным элементом контролируемого попециометра наличие в них блоков: преобразователь угла и сервопривод (привод токосъемника), у которых высокая стоимость и большое энергопотребление, механизмов задания угла за счет непрерывного с высокой скоростью вращения редуктора и механических элементов привода токосъемника, которые интенсивно изнашиваются.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному техническому решению, взятым за прототип, является устройство контроля потенциометров согласно патенту на изобретение №1320774, G01R 31/00, опубл. 30.06.1987 г., бюллетень №24, содержащее привод токосъемника, источник напряжения, клеммы, потенциометр, компараторы, регистратор, преобразователь угла, блок установки начала отсчета, элементы ИЛИ, элемент И, аналого-цифровой преобразователь, счетчик импульсов, сигнализатор неконтактирования, блок управления и блок запуска, выход которого соединен с первыми входами блока управления и сигнализатора неконтактирования, второй вход которого соединен с выходом первого компаратора и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом преобразователя угла, а выход элемента И соединен со счетным входом счетчика импульсов, установочный вход которого соединен с выходом блока установки начала отсчета, вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с входом привода токосъемника. Второй вход блока управления соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выходом второго элемента ИЛИ и первым входом регистратора, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и тактовым выходом счетчика импульсов, информационный выход которого соединен с первым информационным входом регистратора, второй информационный вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй вход - с вторым входом первого компаратора, клеммой для подключения начала обмотки контролируемого потенциометра и первым выходом источника напряжения, второй выход которого соединен с клеммой для подключения конца обмотки контролируемого потенциометра и первым входом второго компаратора, второй вход которого соединен с первым входом первого компаратора и третьим входом аналого-цифрового преобразователя. Выход второго компаратора соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом сигнализатора неконтактирования, а выходной вал привода токосъемника сочленен с входным валом преобразователя угла.

К недостаткам прототипа следует отнести недостаточную точность измерения за счет непрерывного вращения редуктора в приводе токосъемника (сервопривода), увеличенного трения в опорах выходного вала, невысокую износоустойчивость привода и его высокую стоимость, недостаточную точность измерения за счет наличия динамического неконтактирования токосъемника с резистивным элементом потенциометра, и сложность схемы задания пошаговой фиксации угла поворота токосъемника потенциометра в процессе контроля, недостаточные динамические характеристики процесса контроля, возникающие за счет инерционности движения сервопривода.

Технический результат, на достижение которого направлена заявленная полезная модель, заключается в повышении эффективности работы стенда: увеличение точности измерения путем введения в него шагового привода, который обеспечивает точность задания угла и фиксацию значения сопротивления в момент его остановки на соответствующем шаге, исключая погрешность динамического неконтактирования по сравнению с сервоприводом, увеличение производительности путем улучшения динамических характеристик процесса контроля.

Технический результат достигается тем, что в устройстве контроля круговых потенциометров, содержащем источник напряжения, клеммы для подключения обмотки контролируемого потенциометра, первый компаратор, первых вход которого соединен с клеммой для подключения среднего вывода контролируемого потенциометра, регистратор, блок установки начала отсчета, второй компаратор, два элемента ИЛИ, элемент И, аналого-цифровой преобразователь, сигнализатор неконтактирования, блок управления и блок запуска, первый выход которого соединен с первым входом блока управления и первым входом сигнализатора неконтактирования, второй вход которого подсоединен к выходу первого компаратора и первому входом элемента И, а выход элемента И подключен к счетному входу счетчика импульсов, установочный вход которого соединен с выходом блока установки начала отсчета, вход которого связан с выходом блока управления, второй вход - с первым входом первого элемента ИЛИ, выходом второго элемента ИЛИ, вторым входом блока управления и первым входом регистратора, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и тактовым выходом счетчика импульсов, информационный выход которого соединен с первым информационным входом регистратора, второй информационный вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй вход - с вторым входом первого компаратора, первой клеммой для подключения контролируемого потенциометра и первым выводом источника напряжения, второй вывод которого соединен с второй клеммой для подключения контролируемого потенциометра и первым входом второго компаратора, второй вход которого соединен с первым входом первого компаратора и третьим входом аналого-цифрового преобразователя, выход второго компаратора соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом сигнализатора неконтактирования, а выходной вал привода токосъемника сочленен с осью привода токосъемника, новым является то, что привод токосъемника включает генератор тактовых импульсов, вход которого подключен к второму выходу блока запуска измерения, а выход подсоединен к второму входу элемента И и запускающему входу регистратора, шаговый двигатель и модуль управления шаговым двигателем, цифровой код управления которым связан с выходной шиной управления регистратора, а выходная шина модуля управления шаговым двигателем с входной шиной шагового двигателя.

Сущность полезной модели поясняется на фиг. 1, где приведена структурно-функциональная схема устройства контроля круговых потенциометров.

Здесь:

1 -шаговый двигатель;

2 - источник напряжения;

3 - вторая клемма:

4 - клеммой для подключения среднего вывода;

5 - первая клемма;

6 - потенциометр;

7 - первый компаратор;

8 - регистратор;

9 -генератор тактовых импульсов;

10 - блок установки начала отсчета;

11 - второй компаратор;

12 - первый элемент ИЛИ;

13 - второй элемент ИЛИ;

14 - элемент И;

15 - аналого-цифровой преобразователь;

16 - счетчик импульсов;

17 - сигнализатор неконтактирования;

18 - блок управления;

19 - блок запуска измерения;

20 -модуль управления шаговым двигателем.

Устройство контроля круговых потенциометров содержит источник 2 напряжения, клеммы 3, 4 и 5 для подключения обмотки контролируемого потенциометра 6, первый компаратор 7, первых вход которого соединен с клеммой 4 для подключения среднего вывода контролируемого потенциометра 6, регистратор 8, блок 10 установки начала отсчета, второй компаратор 11, два элемента 12, 13 ИЛИ, элемент 14 И, аналого-цифровой преобразователь 15, сигнализатор 17 неконтактирования, блок 18 управления и блок 19 запуска, первый выход которого соединен с первым входом блока 18 управления и первым входом сигнализатора 17 неконтактирования, второй вход которого подсоединен к выходу первого компаратора 7 и первому входом элемента 14 И, а выход элемента 14 И подключен к счетному входу счетчика 16 импульсов, установочный вход которого соединен с выходом блока 10 установки начала отсчета, вход которого связан с выходом блока 18 управления, второй вход - с первым входом первого элемента 12 ИЛИ, выходом второго элемента 13 ИЛИ, вторым входом блока 18 управления и первым входом регистратора 8, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента 12 ИЛИ и тактовым выходом счетчика 16 импульсов, информационный выход которого соединен с первым информационным входом регистратора 8, второй информационный вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя 15, первый вход которого соединен с выходом первого элемента 12 ИЛИ, второй вход - с вторым входом первого компаратора 7, первой клеммой 5 для подключения контролируемого потенциометра 6 и первым выводом источника 2 напряжения, второй вывод которого соединен с второй клеммой 3 для подключения контролируемого потенциометра и первым входом второго компаратора 11, второй вход которого соединен с первым входом первого компаратора 7 и третьим входом аналого-цифрового преобразователя 15, выход второго компаратора 11 соединен с первым входом второго элемента 13 ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом сигнализатора 17 неконтактирования, а выходной вал привода токосъемника сочленен с осью привода токосъемника, генератор 9 тактовых импульсов, вход которого подключен к второму выходу блока 19 запуска измерения, а выход подсоединен к второму входу элемента 14 И и запускающему входу регистратора 8, шаговый двигатель 1 и модуль 20 управления шаговым двигателем, цифровой код управления которым связан с выходной шиной управления регистратора 8, а выходная шина модуля 20 управления шаговым двигателем с входной шиной шагового двигателя 1.

Устройство контроля круговых потенциометров работает следующим образом. Перед началом контроля параметров контролируемого потенциометра 6 его подключают через клеммы 3, 4, 5 и устанавливают токосъемник за пределами рабочего угла, т.е. в сектор, где отсутствует резистивный элемент. После этого включают блок 19 запуска измерения, который через первый выход вырабатывает импульс запуска, приводящий через первый вход сигнализатор 17 неконтактирования (который может быть выполнен на основе триггера с отдельными входами) в исходное состояние и включающий через первый вход блок 18 управления так, что его первый выходной сигнал через блок 10 установки начала отсчета приводит счетчик 16 импульсов в исходное нулевое состояние, Второй выходной сигнал блока 19 запуска измерения запускает генератор тактовых импульсов 9, который вырабатывает импульсы в регистратор 8 и начинается движение шагового двигателя 1 и на второй вход элемента И 14, а импульсы будут проходить через нее при срабатывании первого компаратора 7 в момент достижения токосъемником начала обмотки потенциометра 6, выход которого соединен с входом счетчиком 16 импульсов. При дальнейшем вращении выходного вала привода 1 вместе с токосъемником и работой генератора 9 тактовых импульсов, растет величина угла и происходит накопление тактовых импульсов в счетчике 16 импульсов, пропорциональное цифровому значению угла и, следовательно, напряжения пропорционального значению контролируемого сопротивления. По мере накопления тактовых импульсов в счетчике 16 с выхода одного из триггеров делителя счетчика 16 импульсов периодически, в зависимости от необходимости числа контролируемых точек потенциометра 6, т.е. дискретности контроля по углу, через управляющий вход фиксирует в регистре 8 памяти контролируемого цифровое значение угла поворота токосъемника, а в момент прихода импульса на третьем входе аналого-цифрового преобразователя 15 на информационном выходе блока 15 возникает цифровая информация по значению сопротивления в точке контроля.. По сигналу с тактового выхода счетчика 16 импульсов и одновременно через второй вход первого элемента ИЛИ 12 проходит импульс запуска на первый вход аналого-цифрового преобразователя 15,, для преобразования фиксированного значения напряжения, пропорционального значению сопротивления в данной точке измерения на его третьем входе с выхода блока 15 выборки и хранения и через второй вход запускает регистратор 8. Регистратор 8 формирует ячейки памяти с номером потенциометра и его характеристикой, которым может быть электронно-вычислительная машина с блоком связи с периферийными устройствами или микропроцессор, периодически воспринимает текущую информацию по дискретным точкам по первому и второму информационным входам для всей контролируемой партии потенциометров,, обрабатывает по заданной программе и выдает в удобной форме для потребления. После достижения токосъемником конечного витка потенциометра 6 срабатывает второй компаратор 11. Его выходной сигнал через первый вход второго элемента ИЛИ 13 выключает по второму входу блока 18 управления и, следовательно, останавливает шаговый двигатель 1 и токосъемник, включает через первый вход первого элемента ИЛИ 12 аналого-цифровой преобразователь 15 и через первый вход регистратор 8. В этот момент регистратор 8 воспринимает номинальное значение сопротивления контролируемого потенциометра.

Если в процессе контроля возникает неконтактирование между резистивным элементом и токосъемником, свидетельствующее о браке, то на выходе первого компаратора 11 появляется скачок напряжения, обратный по знаку скачку, открывающему элемент И 14, и сигнализатор 17 неконтактирования переходит в другое устойчивое состояние, а его выходное напряжение через второй вход второго элемента ИЛИ 13 выключает блок 18 управления и, следовательно, шаговый двигатель 1, включает регистратор 8 и через элемент ИЛИ 12 - аналого-цифровой преобразователь 15. В этом случае регистратором 8 фиксируется значение угла неконтактирования и контроль прекращается.

По результатам набора в регистраторе 23 информации о необходимой выборке контролируемых потенциометров включается программа регистратора на обработку и отбор контролируемых потенциометров в блок с заданной точностью подбора в блок.

Все блоки и модули в измерителе реализуются на известных аналоговых и цифровых интегральных микросхемах и электромеханических элементах.

Таким образом, заявляемое устройство контроля круговых потенциометров позволяет повысить эффективность работы стенда путем увеличения точности измерения за счет введения в него шагового привода, который обеспечивает точность задания угла и фиксацию значения сопротивления в момент его остановки на соответствующем шаге, исключая погрешность динамического неконтактирования по сравнению с сервоприводом.

Claims (1)

1. Устройство контроля круговых потенциометров, содержащее источник напряжения, клеммы для подключения обмотки контролируемого потенциометра, первый компаратор, первых вход которого соединен с клеммой для подключения среднего вывода контролируемого потенциометра, регистратор, блок установки начала отсчета, второй компаратор, два элемента ИЛИ, элемент И, аналого-цифровой преобразователь, сигнализатор неконтактирования, блок управления и блок запуска, первый выход которого соединен с первым входом блока управления и первым входом сигнализатора неконтактирования, второй вход которого подсоединен к выходу первого компаратора и первому входу элемента И, а выход элемента И подключен к счетному входу счетчика импульсов, установочный вход которого соединен с выходом блока установки начала отсчета, вход которого связан с выходом блока управления, второй вход - с первым входом первого элемента ИЛИ, выходом второго элемента ИЛИ, вторым входом блока управления и первым входом регистратора, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и тактовым выходом счетчика импульсов, информационный выход которого соединен с первым информационным входом регистратора, второй информационный вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй вход - с вторым входом первого компаратора, первой клеммой для подключения контролируемого потенциометра и первым выводом источника напряжения, второй вывод которого соединен с второй клеммой для подключения контролируемого потенциометра и первым входом второго компаратора, второй вход которого соединен с первым входом первого компаратора и третьим входом аналого-цифрового преобразователя, выход второго компаратора соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом сигнализатора неконтактирования, отличающееся тем, что привод токосъемника включает генератор тактовых импульсов, вход которого подключен к второму выходу блока запуска измерения, а выход подсоединен к второму входу элемента И и запускающему входу регистратора, шаговый двигатель и модуль управления шаговым двигателем, цифровой код управления которым связан с выходной шиной управления регистратора, а выходная шина модуля управления шаговым двигателем - с входной шиной шагового двигателя.

Images