SU1290266A1 - Устройство дл контрол электромагнита - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  параметров электромагнитов. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства и повьшение достоверности контрол  за счет контрол  предельного быстродействи  возвратного механизма электромагнита в автоматическом режиме. Устройство содержит блок питани , выключатель, два ключа, генератор импульсов, входные и выходные клеммы, датчик тока, дифференцирующий усилитель, усилитель ограничитель, два RS-триггера, амплитудный детектор, блок вычитани , пороговый блок, элемент И, одновибра- тор, элемент запрета, два счетчика, два элемента ИЛИ, ждущий мультивибратор и элемент индикации. За счет введени  блока вычитани , порогового блока, второго счетчика, второго RS- триггера, элементами, элемента запрета и одновибратора обеспечиваетс  контроль предельного быстродействи  возвратного механизма электромагнита в автоматическом режиме, что расшир ет функциональные возможности устройства и повышает достоверность контрол . 2 ил. (Л to со О (О а Од

Description

10

J5

11290266

Изобретение относитс  к контроль, но-измерительной те снике и может быть использовано дл  контрол  параметров электромагнитов посто нного тока, не имеющих собственных контактных групп.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства и повышение достоверности контрол  путем обеспечени  контрол  предельного быстродействи  возвратного механизма электромагнита в автоматическом режиме.

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы , по сн ющие работу устройства.

Устройство (фиг. 1) содержит блок Гпитани , выключатель 2, второй; ключ 3, генератор 4 импульсов, третью входную клемму 5, первую входную клемму 6, датчик 7 тока, дифференцирующий усилитель 8, усилитель-ограничитель 9, первый RS-триггер 0, амплитудный детектор I), диод 12, конденсатор 13, повторитель 14 напр жени , первый дифференциальный уси- литель 15, третий ключ 16, первый ключ 17, первую выходную клемму 18, блок вычитани  19, второй дифференциальный усилитель 20, первый входной резистор 21, первый согласующий резистор 22, второй согласующий резистор 23, резистор 24 обратной св 20

25

ни эт кл ве ли на вы ва об эл пу ну пу Кр са мы то ли то ст вы та же

ра че ус же

хо . ма

т ч г ми п п и т м ч э в и п (

30

зи, пороговый блок 25, третий дифференциальный усилитель 26, третий 27 и четвертый 28 согласующие резисторы , выходной резистор 29, второй RS-триггер 30, элемент ЗШ, одновиб- ратор 32, элемент 33 запрета, второй счетчик импульсов 34, второй элемент 35ИЛИ, вторую входную клемму 36, пер вый элемент 37 ИЛИ, дифференцирующий элемент 38, первый счетчик импульсов 39, первый 40 и второй 41 счетные триггеры, ждущий мультивибратор 42, элемент 43 индикации, второй входной резистор 44, источник 45 опорного

напр жени , вторую выходную клемму 46 1

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.

Перед началом проверки к входным клеммам 5 и 6 устройства подключают обмотку электромагнита, а на входную клемму 36 подают короткий импульс (фиг. 2а) дл  установки устройства в исходное состо ние. При этом задним фронтом этого импульса триггер 10 устанавливаетс  в единичное состо -

5

0

5

ние по пр мому выходу. Сигналом с этого выхода триггера 10 замыкаетс  ключ 17 (фиг. 2(), а сигналом с инверсного выхода, триггера 10 устанавливаетс  логический ноль (фиг. 2н) на вход элемента 31 И, на инверсном выходе триггера 30 также устанавливаетс  логический ноль (фиг. 2л() и обнул етс  счетчик 34. Пройд  через элемент 37 ИЛИ, установочный импульс поступает на вход установки в нулевое состо ние счетчика 39 импульсов и обнул ет его (фиг. 2г). Кроме того, на врем  действи  импульса установки исходного состо ни  замыкаетс  ключ 16, разрежа  конденсатор 13 (фиг. 2с-), тем самым устанавлива  на выходе амплитудного детек- тора II и выходной клемме 18 устройства нулевой уровень напр жени . На выходе блока 19 вычитани  также ус- тан-авливаетс  нулевой уровень напр жени  ( фиг. 2к),

Режимы работы блока 25 и одновиб- ратора 32 выбраны так, что при подаче питани  н-а схему на их выходах устанавливаетс  отрицательное напр жение (фиг. 2д,п).

В таком состо нии устройство находитс  до начала проверок электро- . магнита..

Дп  начала проверок электромагнита включают выключатель 2. При этом через ключ 3 запускаетс  управл емый генератор 4 импульсов, который формирует пр моугольные импульсы (фиг. 25-е) с измен н цейс  паузой, которые поступают на входную клемму 5, а . пройд  через обмотку электромагнита (не покг1зана) - на входную клемму 6 и датчик 7 тока. Ток в обмотке электромагнита нарастает по определенному закону. Падение напр жени  на датчике 7 тока (фиг. 2.) от величины U,) до Uj, пропорциональное току, через электромагнит дифференцируетс  по времени дифференцирующим усилителем 8. Усилитель-ограничитель 9 вьщел ет и усиливает импульс отрицательной пол рности (фиг. 2и), задним фронтом которого триггер 10 по пр мому выходу устанавливаетс  в нулевое состо ние , размыка  тем самым ключ 17 (фиг. 2 X).

0

5

0

5

5

Конденсатор 13 зар жаетс  до амплитудного значени  напр жени , соответствующего току срабатывани  электромагнита (фиг. 2с). :Это напр жение

31

поступает на выходную клемму 18 и на вход блока 19 вычитани , на дру гой вход которого поступает напр жение с датчика 7 тока. При этом на выходе блока 19 вычитани  устанавливаетс  напр жение, равное разности напр жений, соответствующих началу (и ) и окончанию (U-) движени   кор  электромагнита (фиг. 2ж) при его срабатывании . Это напр жение с выхода блока 19 вычитани  поступает на пр мой вход порогового блока 25. При этом, если разность напр жений определ юща  ход  кор  электромагнита , превышает напр жение опорной ши

ны и р (фиг. 2 к), выбранное по минимально допустимой величине хода  кор  , при которой электромагнит функционирует нормально, то на выходе порогового блока 25 формируетс  импульс положительной пол рности (фиг. 2л), по заднему фронту которого триггер 30 по инверсному выходу устанавливаетс  в единичное состо ние (фиг. 2м), и этот сигнал поступает на вход элемента 31И, на второй вход которого также единичный сигнал (фиг. 2н) поступает с инверсного выхода триггера 0, который установилс  в единичное состо ние по заднему фронту импульса с выхода усилител - ограничител  9 (фиг. 2 и). При наличии единичных сигналов на обоих входах элемента 31И срабатывает и передним фронтом импульса с его выхода 35 формируетс  второй импульс обну- запускаетс  одновибратор 32, который лени  (фиг. 2р), который записываетформирует импульс (фиг. 2п), поступающий на первый вход элемента 33 запрета, на втором (запр ещающем) вхо де которого присутствует импульс с выхода генератора 4 импульсов, по переднему фронту которого на врем  его действи  подаетс  сигнал, запрещающий срабатывание элемента 33 запс  в счетчик 34 импульсов.

Третий импульс с выхода генератора 4 (фиг. 2 г) поступает с уменьшен- 40 ной паузой между импульсами по сравнению с паузой между первым и вторым импульсами генератора 4. Под действием третьего импульса процессы в схеме также повтор ютс  и третий имрета , а также формируетс  дифферен- 45 пульс (фиг. 2р) записываетс  в счет- цирующим элементом 38 импульс (фиг.2), чик 34. который поступает на счетный вход счетчика 39 импульсов и записывает единицу в его младший разр д. Счет50

Таким образом, при длительности паузы, равной паузе между вторым (фиг. 2Ь) и третьим (фиг. 2г) импульсами , наступает предельное быстродействие возвратного механизма электромагнита, так как при поступлении четвертого импульса (фиг. 2) возвратный механизм электромагнита

чи к 39 устанавливаетс  в нулевое состо ние каждый раз, когда на выходе усилител -ограничител  9 формируетс  импульс (фиг. 2ч), обусловленный движением  кор  электромагнита, который через элемент 37 ИЛИ поступает 55 успевает сработать и вернутьс  в на вход установки счетчика 39 импуль- первоначальное положение. При этом сов в нулевое состо ние.импульс обнулени  (фиг. 2о) не форгг ,

По окончании импульса с выхода мируетс  и в счетчик 34 больше им- генератора 4 импульсов (фиг. .Б) сни- пульсов не записываетс . По передне

маетс  сигнал запрета с соответству- юп1его входа элемента 33 запрета, д другой вход которого после срабатывани  электромагнита поступил импульс с выхода одновибратора 32 (фиг. 2п). При этом на выходе элемента 33 запрета формируетс  импульс (фиг. .р), который поступает на счетный вход счетчика 34 и на вход элемента 35 ИЛИ, пройд  через который этот импульс задним фронтом устанавливает триггер 0 по пр мому выходу в единичное состо ние, и сигналом с его выхода снова замыкаетс  ключ 17

5 (фиг. 2х). По инверсному выходу триггера 10 устанавливаетс  логический ноль (фиг. 2н), также как и по ин- версному выходу триггера 30 (фиг. 2м). На врем  действи  импульса с выхода

0 элемента 35 ИЛИ замыкаетс  ключ 16 и разр жаетс  конденсатор 13 (фиг. 2с) амплитудного детектора 11, а сам импульс с выхода элемента 33 запрета записываетс  в счетчик 34 импульсов.

5 Если быстродействие возвратного механизма контролируемого электромагнита не достигло предельного значени  или параметры его срабатывани  по быстродействию достигли предель0 ного значени , то при поступлении второго импульса с выхода генератора 4 импульсов (фиг. 2Ь) процессы в схеме повтор ютс  аналогично действию первого импульса (фиг. 2Si), такс  в счетчик 34 импульсов.

Третий импульс с выхода генератора 4 (фиг. 2 г) поступает с уменьшен- ной паузой между импульсами по сравнению с паузой между первым и вторым импульсами генератора 4. Под действием третьего импульса процессы в схеме также повтор ютс  и третий импульс (фиг. 2р) записываетс  в счет- чик 34.

Таким образом, при длительности паузы, равной паузе между вторым (фиг. 2Ь) и третьим (фиг. 2г) импульсами , наступает предельное быстродействие возвратного механизма электромагнита, так как при поступлении четвертого импульса (фиг. 2) возвратный механизм электромагнита

успевает сработать и вернутьс  в первоначальное положение. При этом импульс обнулени  (фиг. 2о) не форгг ,

му фронту четвертого импульса с выхода генератора (фиг. 2а) формируетс  импульс (фиг. 2), который поступает на счетный вход счетчика 39 и записывает единицу в его младший разр д .

Если возвратный механизм электромагнита не успевает за врем  паузы между импульсами (фиг. 2г,а),вернутьс  в пepвoнaчaлiзнoe состо ние, т.е. частота следовани  импульсов с выхода генератора 4 превышает предельное быстродействие возвратного механизма электромагнита, то импульс на выходе усилител -ограничител  9 не формируетс  и на вход установки в нулевое состо ние счетчика 39 не поступает (фиг. 2 U).

В этом случае счетчик 39 не устанавливаетс  в нулевое состо ние и в первом разр де счетчика остаетс  логическа  единица, котора  записал-ась по переднему фронту ч етвертого импульса генератора (фиг. 2а). При

fO

12902666

MOM генераторе 4 импульсов. В данном случае это длительность паузы между вторым и третьим импульсами генератора 4 (фиг. 2&, г).

. Если возвратный механизм электромагнита не обеспечивает необходимого быстродействи , то счетчик 39 не зап- полн етс , а заполн етс  счетчик 39 и после записи в его старший разр д единицы отключаетс  вход генератора 4 от блока 1 питани  и производитс  включение элемента 43, что свидетель- ствует об негодности электромагнита по быстродействию возвратного меха- низма.

Амплитудный детектор 11 с помощью дифференциального усилител  15, повторител  14, диода 12 и конденсатора 13 обеспечивает измерение и запоминание в течение указанного интервала времени значени  напр жени  U.

Блок 19 вычитани  с noMOnjbm операционного усилител , выполненного на дифференциальном усилителе 20,

20

этом не формируетс  импульс и на вы- резисторе 24 обратной св зи и согла- ходе блока 25 (фиг. 2л)так как ход сующих резисторах 22 и 23, определ -  кор  электромагнита не достигает ет разность значений U,-U2. своего минимального значени  (фиг.2к), Пороговый блок 25 с помощью диф- а также не размыкаетс  ключ 17 ференциапьного усилител  26 и согла- (фиг. 2х) и конденсатор 13 амплитуд- - сующих резисторов 27, 28 и 29 опре- ного детектора 11 зар жаетс  до амп- дел ет превышение значени  U, -U по литудного значени  напр жени , соот- .опорным значени м, заданным источником 45.

Устройство позвол ет осуществл ть 35 визуальный контроль каждого полного срабатывани  электромагнита, дл  чеветствующего установившемус  току после срабатывани  электромагнита (фи1. 2с).

При поступлении п того импульса с выхода генератора 4 (фиг. 2е) по его переднему фронту формируетс  импульс (фиг. 2), от которого на выходе старшего разр да счетчика 39 по вл етс  логическа  единица (фиг. 2т), под действием которой размыкаетс  ключ 3 (фиг. 2ср) и отключаетс  вход генератора 4 от блока 1 питани , вследствие чего прекращаетс  формирование импульсов с выхода генератора (фиг. 2е).

Одновременно запускаетс  ждущий мультивибратор 42 (фиг. 2и), выход- 50 и проверку стабильности работы элекго достаточно к первому выходу триггера 30 подключить светодиодный индикатор , погасание которого оповеща40 ет о полном срабатывании электромагнита .

Дл  измерени  фактического тока срабатывани  электромагнита в процессе контрол  на выходной клемме 18

45 измер ют напр жение вольтметром,

шкалу которого в этом случае целесообразно проградуировать в единицах тока.

Устройство позвол ет проводить

ным импульсом которого включаетс  элемент 43 индикации, который оповещает об окончании определени  предельного быстродействи  электромагнитромагнита . при предельных значени х быстродействи  возвратного механизма электромагнита, дл  чего генератор 4 импульсов включают в режим работы на

та, которое равно длительности паузы фиксированной частоте. Предлагаемое

между предпоследний и последним им-устройство имеет более широкие функпульсами , записанными в счетчик 34,циональные возможности, так как позкотора  известна и задаетс  с требу-вол ет контролировать не только ток

емой точностью измерени  в управл е-срабатывани  и работу возвратного

и проверку стабильности работы элекго достаточно к первому выходу триггера 30 подключить светодиодный иникатор , погасание которого оповещает о полном срабатывании электромагнита .

Дл  измерени  фактического тока срабатывани  электромагнита в процессе контрол  на выходной клемме 18

измер ют напр жение вольтметром,

шкалу которого в этом случае целесообразно проградуировать в единицах тока.

Устройство позвол ет проводить

тромагнита. при предельных значени х быстродействи  возвратного механизма электромагнита, дл  чего генератор 4 импульсов включают в режим работы на

механизма, но и обеспечивает в автоматическом режиме контроль быстродействи  возвратного механизма электромагнита за счет определени  минимального времени возврата возвратного механизма электромагнита при срабатывании с эдновременным повьшением достоверности контрол  за счет фиксировани  срабатывани  электромагнита лишь при достаточной величине хода  кор .

Кроме того, устройство позвол ет производить многократное измерение тока срабатывани  при необходимой величине хода  кор  электромагнита, что также расшир ет его функциональные возможности.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  контрол  электромагнита , содержащее последовательно соединенные дифференцирующий усилитель и усилитель-ограничитель, подключенный выходом к R-входу первого RS-триггера, S-вход которого соединен с управл ющим входом амплитудного детектора, пр мой выход - с управл ющим входом первого ключа, соединенного выходом с сигнальным входом амплитудного детектора, вход первого ключа  вл етс  первой входной клеммо устройства и соединен с первым выходом датчика тока и входом дифференцирующего усилител , последовательно соединенные ждущий мультивибратор и элемент индикации, а также блок питани , подключенный выходом к первому выводу выключател , генератор импульсов , соединенный выходом через дифференцирующий элемент со счетным входом первого счетчика импульсов, выход старшего разр да которого подключен к входу ждущего мультивибратора , а вход установки в нулевое состо ние - к выходу первого элемента ИЛИ подключенного первым входом к выходу усилител -ограничител , а второй вход первого.элемента ИЛИ  вл етс  второй входной клеммой устройства, а также

   5

   0

   5

   второй элемент ИЛИ и третью входную клемму, выход амплитудного детектора  вл етс  первой выходной клеммой устройства, второй вывод датчика то- 5 ка соединен с общей шиной устройства, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства и повышени  достоверности контрол  путем обеспе- 0 чени  контрол  предельного быстродействи  возвратного механизма электромагнита в автоматическом режиме, в устройство введены элемент И, одно- вибратор, элемент запрета, второй счетчик импульсов, второй ключ, второй RS-триггер, пороговый блок и блок вычитани , первый вход которого соединен с выходом амплитудного детектора , второй вход - с первым выводом датчика тока, а выход - с входом порогового блока, выход которого соединен с R-входом второго RP-триггера, S-вход которого соединен с S-входом первого RS-триггера и с выходом второго элемента ИЛИ, инверсный выход второго RS-триггера соединен с первым -входом элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом первого RS-триггера, выход элемента И соединен через одновибратор с первым входом элемента запрета, второй инвертирующий вход которого соединен с выходом генератора импуль- . сов, выход элемента запрета соединен 5 со счетным входом второго счетчика импульсов и с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с второй входной клеммой устройства и входом установки в ну- 0 левое состо ние второго счетчика импульсов , выход старшего разр да первого счетчика импульсов соединен с управл ющим входом второго ключа, вход которого соединен с вторым вы- 5 водом выключател , а выход - с входом генератора импульсов, выход которого соединен с третьей входной клеммой устройства, второй выходной клеммой которого;  вл етс  пр мой выход 0 второго RS-триггера,

   0

   gyuff.l