SU1404995A1 - Устройство дл сортировки сердечников по магнитным свойствам - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к магнит- .ным измерени м. Устройство дл  сортировки сердечников по магнитным свойствам содержит измерительную катушку 1, генератор 2 частотно-модулированных колебаний, формирователи 5,12 импульсов, счетчик 7, элемент И 6, блок (Б) 8 вьщелени  экстремума , Б 9 анализа, Б 3 умножени  частоты , переключатели 4,10,19,22,23, датчик 13 положени  контролируемого сердечника, Б 11 загрузки, детектор 14, ключ 15, фильтр 16 нижних частот, управл емый высокочастотный генератор 17, делитель 18 частоты, компаратор 20 кодов, регистр 21, операционный усилитель 24, резистор 25, конденсатор 26, Устройство имеет повышенную достоверность сортировки за счет снижени  ди$ амической погрешности и повышени  стабильности процесса определени  магнитных свойств сердечников. 2 з.п.ф-лы, 4 ил. и г О1 i«ri

Description

Изобретение относитс  к области магнитных измерений и предназначено дл  сортировки сердечников по величине действующего значени  магнитной проницаемости.

Цель изобретени  - повышение достоверности сортировки за счет снижени  динамической погрешности и повышени  стабильности процесса опреде- лени  магнитных свойств сердечников.

На фиг, 1 представлена структурна  схема устройства; на фиг. 2 - временна  диаграмма работы; на фиг. 3 - схема блока анализа; на фиг. 4 - схема первого формировател 

Устройство содержит последовательно соединенные измерительную катушку 1J генератор 2 частотно-модулированных колебаний, блок 3 умножени  час- тоты, первый переключатель 4,, первый формирователь 5 импульсов, элемент И 6, счетчик 7, блок 8 выделени  экстремума, блок 9 анализа, второй переключатель 10, блок 11 загрузки, второй формирователь 12 импульсов, датчик 13 положени  контролируемого сердечника, детектор 14, ключ 15, фильтр 16 нижних частот, управл емый высокочастотный генератор 17-, делитель 18 частоты, третий переключатель 19, компаратор 20 кодов, регистр 21, четвертый 22 и п тый 23 переключатели

Фильтр 16 может быть выполнен в виде операционного усилител  24, резистора 25 и конденсатора 26, блок 9 (фиг, 3) - в виде компаратора 27 кодов, ПЗУ 28, счетчика 29, регистра 30 и дешифратора 31. Первый формирователь 5 (фиг. 4) включает счетчик 325 ключи 33, резисторы 34, элементы ИЛИ 35-37 и инверторы 38-42.

Рассмотрим работу устройства, когда переключатели наход тс  в положении I и номинальна  частота генератора 2 частотно-модулированных коле- баний невысока.

В исходном состо нии в измерительной катушке 1 сердечника нет, аналоговый ключ 15 находитс  в замкнутом состо нии, блок 3 находитс  в режиме слежени . -Генератор 2 вырабатывает колебани  максимальной частоты, соответствующие минимальной индуктивности измерительной катушки 1 без сердечника. С выхода генератора 2 ко лебанн  максимальной частоты подаютс  на вход фазового детектора 14, с выхода которого импульсы удвоенной

Q

n 5

5 0

45

50 55

0

частоты чере.з замкнутый аналоговый ключ 15 поступает на вход фильтра 16, Напр жение на выходе фильтра 16 управл ет высокочастотным генератором 17. Колебани  генератора 17, поделенные делителем частоты 18 на п, подаютс  через замкнутый переключатель 19 на управл ющий вход фазового детектора 14. Таким образом, кольцо фазовой автоподстройки частоты генератора 17 замыкаетс , блок 3 находитс  в режиме слежени , а частота на выходе генератора 17 больше опорной в П( раз. Коэффициент п рассчитываетс  в зависимости от требуемых точности и быстродействи  и устанавливаетс  при настройке, (на фиг. 1 стрелкой изображен управл ющий вход делител  18).

Колебани  с выхода генератора 2 подаютс  одновременно на вход первого формировател  5 импульсов, который делит частоту входных импульсов с коэффициентом делени  п, и преобразует их в импульсы определенной скважности Q. Коэффициент делени  п, и скважность Q рассчитываютс  в зависимости от требуемых точности и быстродействи  и устанавливаютс  при настройке . Каждый период последовательности импульсов на выходе формировател  5 импульсов соответствует одному циклу измерени . Перва , больша , часть периода,соответствующа  логической 1, преобразуетс  в, код. На это врем  открываетс  по второму входу элемент И 6, на первый вход которого поступают высокочастотные импульсы ч.ерез замкнутый переключатель 10 с выхода генератора 17. В начале этой части периода по переднему фронту импульса на втором выходе первого формировател  5. вырабатьша- ютс  короткие импульсы, которые устанавливают счетчик 7 в исходное состо ние перед приемом высокочастотных импульсов с выхода элемента И 6. Друга , меньша , часть периода последовательности импульсов на первом выходе формировател  5, соответствующа  логическому О, используетс  дл  вьщелени  экстремума и анализа. Контролируемый сердечник проходит измерительную катушку 1.

Перед поступлением сердечника в измерительную катушку 1 блок 11 загрузки вырабатывает сигнал, например с помощью контактного датчика, кото 1

рым регистр 21 и блок 9 анализа устанавливаютс  в исходное состо ние, причем регистр 21 устанавливаетс  в О. При этом запускаетс  формирователь 12, вырабатывающий импульс длительностью, заведомо большей времени прохождени  сердечника через из мерительную катушку 1, На врем  этого импульса аналоговый ключ 15 размы каетс  и разрывает кольцо фазовой автоподстройки блока 3, который практически не разр жаетс  через высокое входное сопротивление операционного усилител  24. В результате управл ющее напр жение на входе генератора 17 также не измен етс , а следовательно , частота на выходе генератора 17 остаетс  неизменной после размыкани  аналогового ключа 15.

В первом цикле измерени  в счетчик 7 через элемент И 6 поступают импульсы с выхода генератора 17, количество которых пропорционально значению периода колебаний генератора 2. В счетчике 7 образуетс  код, который сравниваетс  компаратором

20кодов с кодом, наход щимс  в регистре 21 (в исходном состо нии регистр 21 установлен в О), Если значение кода счетчика 7 превьщ1ает значение кода регистра 21 на выходе компаратора 20 кодов вырабатываетс  сигнал, :которым.в регистр 21 переписываетс  содержимое счетчика 7 В следующих циклах измерени , когда сердечник проходит через измерительную катушку .1, увеличиваетс  индуктивность последней и уменьшаетс  частота генератора 2 (увеличиваетс  период колебаний). При этом в счетчике 7 образуетс  код, имеющий все возрастающее значение, который переписываетс  в регистр 21. В момент прохождени  сердечником середины измерительной катушки 1 частота генератора 2 достигает минимума (период колебаний - максимума), код в счетчике 7 имеет максимальное значение и послед НИИ раз переписываетс  в регистр 21. Следующий за ним код имеет меньшее значение, и управл ющего сигнала на выходе компаратора кодов не последует. Таким образом, в регистре

21до конца процесса преобразовани  остаетс  максимальное значение кода.

Код с выхода регистра 21 поступает в блок 9 анализа дл  сортировки, а также на выход устройства дл  на04995

коплени  и статистическоГг обработки информации.

В блоке 9 осуществл етс  сравнение поступившего кода с кодами, соответствующими границам групп разбраковки . Этот процесс, аналогичный процессу вьщелени  экстремума, производитс  параллельно с ним. После

Q этого на соответствующем выходе устройства , стробируемом сигналом датчика 13, вырабатываетс  сигнал, управл ющий соответствующей сортирующей заслонкой, в результате чего испы- g туемый сердечник падает в свою группу,

После выхода из измерительной катущки 1 сердечник проходит датчик 13, который при этом вырабатывает

„Р импульс, стробирующий результат преобразовани  в блоке 9, а также приг- нудительно устанавливает формирова- тель 12 в исходное состо ние до окончани  переходного процесса, возбуж25 денного блоком 11 загрузки. При

этом аналоговый ключ 15 замыкаетс  - и восстанавливаетс  кольцо фазовой автоподстройки частоты блока 3 умножени  частоты.

В случае застревани  сердечника в катущке 1 (изогнуты выводы) датчик 13 импульса не вырабатывает и формирователь 12 устанавливаетс  в исходное состо ние самосто тельно по окончании процесса формировани  импульса,

35 Работа устройства, когда переключатели наход тс  в положении II в основном аналогична. Отличие заключаетс  в следующем: если в первом случае производитс  измерение интер- валов времени, пропорциональных измен ющемус  периоду колебаний генератора 2, и вьщеление максимального интервала, то во втором случае производитс  измерение измен ющейс  час тоты колебаний генератора 2 и выделение ее минимального значени . При

этом кольцо фазовой автоподстройки

частоты высокочастотного генератора

17 замыкаетс  не через делитель 18

50 частоты, а непосредственно и, следовательно , коэффициент умножени  исходной частоты становитс  равным единице . Св зь выходов генератора 2 и блока 3 с входами соответственно

55 первого формировател  5 и элемента И 6 измен етс  на противоположную.

Как показывают проведенные расчеты предлагаемое устройство  вл етс 

30

40

более стабильным и точныМо Это объ сн етс  тем, что в обоих режимах работы генератор частотно-модулированных колебаний отслеживает возможные изменени  внешних условий, а требовани  к частоте этого генератора при заданной точности приблизительно в п ть раз ниже, что позвол ет дл  всех типов сердечников во столько же раз снизить погрешность измерени . Все это позвол ет повысить достоверность сортировки сердечников по их магнитным свойствам.

Claims (3)

1. Устройство дл  сортировки сердечников по магнитным свойствам, содержащее блок загрузки, измерительную катушку, выводы которой соединены с входами генератора частотно- модулированных колебаний, формирователь импульсов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с установочным входом счетчика и с первым входом элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика, блок выделени  экстремума и блок анализа, отличающеес  тем, что, с целью повышени  достоверности сортировки, оно снабжено блоком умножени  частоты, двум  переключател ми, датчиком положени  контролируемого сердечника и вторым формирователем импульсов, при этом выход блока загрузки соединен с установочными входами блока анализа и блока выделени  экстремума и с пер- вьм входом второго формировател  импульсов , выход которого соединен с управл ющим входом блока умножени  частоты, информационный вход которого соединен с выходом генератора частотно-модулированных колебаний, с первым входом первого переключател  и вторым входом второго переключател  выход которого соединен с вторым входом элемента И, второй выход первого формировател  импульсов соединен с входами синхронизации блока выделени  экстремума и блока анализа, стробирующий вход которого соединен с выходом датчика положени  контролируемого сердечника и с уста

5

0

5

0

новочным входом второго формировател  , причем первый и второй выходы блока умножени  частоты соединены соответственно с вторым входом первого переключател  и первым входом второго переключател , выход первого переключател  соединен с входом первого формировател  импульсов, а выход счетчика соединен с информационным входом блока выделени  экстремума , выход которого соединен с информационным входом блока анализа.

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок умножени  частоты выполнен в виде переключател  и последовательно соединенных фазового детектора, аналогового ключа , фильтра нижних частот, управл емого высокочастотного генератора, делител  частоты, при этом выход делител  частоты соединен с первым выходом блока умножени  частоты и первым входом переключател , второй вход которого соединен с выходом высокочастотного генератора и вторым выходом блока умножени  частоты, выход переключател  соединен с управл ющим входом фазового детектора, информационный вход которого соединен с информационным входом блока умножени  частоты, управл ющий вход которого- соединен с управл ющим входом ана:логового ключа.

35

3. Устройство по п. 1,

о т л и0

чающеес  тем, что блок выделени  экстремума выполнен в виде компаратора кодов, регистра и двух переключателей , при этом первый вход компаратора кодов соединен с информационным входом блока выделени  экстремума и информационным входом регистра , выход которого соединен с выходом блока выделени  экстремума и

5 вторым входом компаратора кодов, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами первого переключател , выход которого соединен с тактовым входом регистра,

0 установочные входы которого соединены с соответствующими выходами второго переключател , вход которого соединен с установочным входом блока вьщелени  экстремума.

ЯромвниеCAffKCHu

Фи9.2

23

Seinvt/Kti

W

Й

OmfA.8

9

од zpijnnbi

Адрес

W