SU1415264A1 - Устройство дл определени силовых характеристик электромагнита - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может использоватьс  дл  онределени  силовых характеристик пропорциональных электромагнитов. Цель изобретени  - расширение эксплуатационных возможностей и повышение производительности устройства. В устройство, содержащее электродвигатель 1 с блоком 7 управлени , преобразователь вращательного движени  в поступательное, тензодатчик 4, регистрирующий прибор 11, к первому входу которого через первый усилитель 9 подключен выход тензодатчика 4, а второй вход подключен к выходу второго усилител  10, введены управл емый источник 8 тока, цифроана- логовый преобразователь 12, реверсивный счетчик 13, переключатель 14 режимов работы , блок 15 управлени  устройством и источник 16 опорного напр жени . При этом обеспечиваетс  автоматическое определение т говой Нж f(«5 ) и нагрузочной F,n f(IodH) характеристик пропорционального электромагнита как при увеличении, так и при уменьшении аргумента. 4 ил. ю (Л

Description

ел

N3

О5

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  определени  статических силовых характеристик электромагнитов, упругих элементов и различных силовых устройств.

Целью изобретени   вл етс  расширение эксплуатационных возможностей устройства и повышение производительности.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема блока управлени  устройства; на фиг. 3 и 4 - алгоритмы работы устройства при определении т говой и нагрузочной характеристик электромагнита.

Устройство состоит из шагоЕЮго электродвигател  1, ходово|-о винта 2, толкател  с гайкой 3. в которой встроены упругие элементы тензодатчика 4 выводов дл  подключени  испытуемого электро.магнита 5 с  корем 6, блока 7 управлени  двигателем, управл емого истош1пка 8 тока, усилителей 9 и 10, регистрирующего прибора 11, цифро- аналогового преобразовател  (ЦАП) 12, реверсивного счетчика 13, переключател  14 режимов работы. б, 1с)ка 15 управлепи  устройством с одним входом II пестью выходами и источника 16 опорного напр жени .

Шаговый электродвигатель 1 вместе с ходовым винтом 2 и толкателем с гайкой 3 предназначен дл  фиксации определенного положени   кор  6 относите.тьно неподвижной час1и э;|ектромаг нита 5. Приче.м этог приводно механизм рассчитан так, чтоб) с приходом им ульса ia блок 7 у1 равле1 1Я двигателе.у 1о;1оже 1ие  кор  на л,, ( определе П1ую, исход  из требуемой точности измере 1ий).

Тензода чик 4 служит дл  выдачи сигнала , г рО 1орцио ального силе fiM э.чекг- ромагь ита. и 1 одбиратьс  аким образом. Ч об) деформаци  элементов даже при максимал)(()м f была значител)Но )e ) iepe- меп1ени   кор  6, чтобы не су цест- венную 1 огре пиост) 1змере 1ие хода  кор .

Блок 7 )авлсн1 Я двигате. юм формирует ., необходим)е дл  работы nai o- вого электродвигател  1. С риходом импульса на вход блока 7 обеспечиваетс  единич 1ый OBOpt)T iaroBoro электродвига- 1 в пр мом на равлении, а 1ри поступлении второй вход - в обратном .

. 1 емый источник 8 тока осу цеств- л ет формирование тока обмотки электро- i соответствии со значением . (одаваемого на его вход. У 1равл е- мый источник 8 может быть вьп1о., на- , в виде стаби.тизатора тока, д.1  ко -орО Ч ) ВХОДН(ЗЙ .  вл етс  )ЫМ.

Усилители 9 и К) предназначе Ь дл  усилени  маломс цных си Л{алов до требуем х

Ве.ЧИЧИ.

Регистрируклций рибо|) 1 1 с;|уж т д;1Я фикса 1ии ,ов)х характе) . В качестве pei истрирую 1, |)ибора может быть использован, например, двухкоординатный самописец.

ЦАП 12 преобразует код в аналоговый сигнал.

с Реверсивный счетчик 13 служит дл  формировани  из последовательности импульсов параллельного кода сигнала, поступающего на второй вход регистрируюш.его прибора 11. Переключатель 14 режимов работы подготавливает устройство дл  определени  т 0 говой или нагрузочной характеристик и электромагнита.

Блок 15 управлени  устройством осу- пгествл ет управление всеми част ми устройства и имеет шесть выходов 15.1 -15.6.

Б.чок 15 управлени  устройством (фиг. 2) состоит из управл емого генератора 17 им- П льсов, триггеров 18 и 19, счетчика 20, посто нного за 1оминаюп1его блока (ПЗБ) 21, выходного регистра 22, элемента И 23, триг- lepa 24, элемента ИЛИ 25, схемы 26 пуска

0 и схемы 27 установки нулд.

Блок 15 работает следующим образом. При включении питани  схема 27 установки нул  фиксирует исходное состо ние устройства. С приходом сигнала «Пуск

5 24 устанавливаетс  в единичное состо ние и разрешает формирование импульсов генератору 17. На триггерах 18 и 19 со- б)ана пересчетка, с выхода которой импульсы 1 оступают на счетный вход счетчика 20. В з1ходной код счетчика подаетс  на адрес0 ный вход ПЗБ 21. Разр дность счетчика зависит от разр дности адреса ПЗБ. При установивп1емс  адресе ПЗБ с триггера 19 1осту 1ает сигнал ia считывание информа- Uin с ПЗБ. С приходом импульса с элемента И 23 информаци  с ПЗБ записываетс 

5 в выходной ре истр 22, выходы которого 1одключены к выходам блока управлени . С риходом четвертого импульса с -енера- тора измен етс  на единицу код счетчика 20 (соответственно адрес ПЗБ), а пересчетка устанавливаетс  в исходное состо ние и на чинаетс  цикл опроса ПЗБ по новому адресу 1 установление новых выходных сигналов блока. Процесс продолжаетс  до тех пор, ока вс  программа проведени  испытаний, ,а 1 1санна  в ПЗБ, не будет отработана.

5 В программы в последнюю биту выходной информации записываетс  единица, котора  после занесени  в регистр 22 проходит через элемент ИЛИ 25 и сбрасывает т)иггер 24, прекраща  работу генератора. В ПЗБ занесены две программы работы уст0 ройства, которые вызываютс  в зависимости от состо ни  переключател  14 режимов работы. Выход переключател  соединен со старп ей битой адреса ПЗБ. При сигнале «О на этом выходе с ПЗБ считываетс  программа дл  сн ти  т говой характеристики, а при

5 СИ нале «1 - программа дл  сн ти  нагрузочной характеристики. Объем ПЗБ зависит от длины программы, т. е. от дискретности 1зменени  хода  кор  и тока катушки.

Устройство функционирует с.едующим образом.

Дл  нагл дности изображени  алгоритмов (фиг. 3 и 4) использованы условные переходы, которые в устройстве не осуществл ютс . Практически в ПЗБ заноситс  последовательно все необходимое количество повтор ющихс  операций.

В режиме определени  т говой .характеристики / aM /((S).

После пуска устройства с выхода 15.5 блока 15 управлени  снимаетс  сигнал установки нул  счетчика 13. На выходе 15.6 блока 15 управлени  по вл етс  сигнал, включающий источник 16 опорного напр жени  и„„ и на обмотку электромагнита подаетс  требуемый ток. Значение Ам, полученное с тензодатчика 4 и усилител  9, поступает на первый вход регистрирующего прибора 1 1 и фиксируетс  им в точке, соответствующей сигналу, поступающему на второй вход прибора 11 (т. е. значению 6). На выход 15.3 блока 15 управлени  начинают поступать. импульсы, с приходом каждого из которых на первый вход блока 7 управлени  наговый электродвигатель 1 производит фиксированное перемещение и с помощью ходового винта 2 и толкател  с гайкой 3 измен ет положение  кор  на единицу длины Л6. Эти импульсы поступают на второй вход реверсивного счетчика 13, который осунюствл ет их суммирование и таким образом формирует параллельный двоичный код значени  i в данный момент. Код счетчика 13 преобразуетс  в аналоговый сигнал с помощью ЦАП 12 и через усилитель 10 поступает на второй вход прибо)а 11. Когда ход  кор  (S достигает максимального значени , требуемого при сн тии т говой характеристики, выдача импульсов на выход 15.3 блока 15 управлени  прекращаетс . С выхода 15.6 блока 15 управлени  снимаетс  сигнал выключени  источника 16 и обмотка обесточиваетс . На выход 15.1 б.чока 15 управлени  начинают поступать импульсы, по которым щаговый электродвигатель производит вращение в обратном направлении. Поступает такое же количество импульсов как и при движении шагового электродвигател  I в пр мом направлении. Таки.м образом, устройство возвращаетс  в исходное состо ние и готово дл  новых из.мерений.

В режиме определени  нагрузочной характеристики электрома нита F,:: j(lor,-.-. где /обм - ток в обмотке электромагнита, фиксаци  значени  осущестр л етс  таким же образом, как и в предыдущем случае Положение  кор  фиксируетс  в требуемых положени х, а импульсы по вл ютс  сначала на выходе 15.4 б.юка 15 управлени  и поступают дл  суммировани  на второй вход счетчика 13. В данном режиме счетчик 13 формирует код значени  тока обмотки электромагнита , который преобразуетс  на Ц.Л11 12 в аналоговый сигнал, поступающий через

усилитель 10 д.ч  фиксации на управ.ч емый источник 8 тока дл  управлени  им. Ток в обмотке /(ifiM начинает ступенчато расти. При достижении им номинального значе 1и 

импульсы с выхода 15.4 блока 15 управлени  пропадают, а по вл ютс  на выходе 15.2 и /ибм начинает уменьн1атьс . Когда ток станет раным ну.чю, то определение нагрузоч)1ой характеристики при данно.м положении  ко- )  завершаетс . Производитс  перемещение

 кор  в новое требуемое положение.

Повтор ютс  все операции по определению F.( J. После определени  характеристик во всех требуемых положепи х  кор  он возвращаетс  в исходное поло5 жепие.

Таким образом, устройство позво, 1 ет определ ть как т говые (6), так и нагрузочные /|/1,бм) характеристики э.чект- poMai-нитов, причем определение силовых характеристик при различных значени х

0 положени   кор  или тока обмотки осуществл етс  автоматически, что значительно ио- вьииает производительность устройства

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   5 Устройство дл  определени  силовых характеристик электромагнита, содержан1ее электродвигатель с блоком управлени , преобразователь вращательного движени  в поступательное, предназначенный д,т  св зи иа.ча двигател  с  корем контролируемого

   0 электромагнита, тензодатчик, усилители, регистрирующий прибор, причем первый вход регистрирующего прибора через первый усилитель соединен с выходом тензодатчика, а второй вход регистрирующего прибора соедипен с выходом второго усилител , от5 личающеес  тем, что, с целью расширени  эксплуатационных возможностей и повышени  производительности устройства, в него введен блок управлени  устройством с одним входом и нестью выходами, реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), источник опорного напр жени , управл емый источник тока, переключате,1ь режимов определени  силовых характеристик с четырьм  переключающими контактными группами, причем размыкающа  кон5 тактна  пара первой переключающей контактной группы указанного переключате,1Я включена между источником опорного напр жени  и входом управл емого источника тока, замыкающий контакт первой коптакт- ной групы соедипен с выходом ПАП и входом

   0 второго уси.чител , размыкающа  контактна  нара второй контактной группы вк,1юче- на между первым входом реверсивного чет- чика и первым выходом б, 1ока уп|1ав,1ени  устройством, замыкающий контакт второй контактной соединен с вторым вы- ходо.м блока управ.ченн . размыкаклна  контактна  пара третьей контактной вк.1Н)чена междч вторым ВХ1)Д()1 реверсивного счетчика II третьим входом б.юка упраи0

   5

   лени , замыкающий контакт третьей контактной группы соединен с четвертым выходом блока управлени , размыкающа  контактна  пара четвертой контактной группы включена между общей шиной устройства и входом блока управлени , замыкающий контакт четвертой контактной группы соединен с входом, предназначенным дл  подачи логической единицы , причем при определении т говой характеристики электромагнита замкнуты размыкающие пары переключател , а при омре

   делении нагрузочной характеристики электромагнита замкнуты замыкающие контактные пары переключател , выходы реверсивного счетчика соединены с входами ЦАП, третий вход реверсивного счетчика соединен с п тым выходом блока управлени , первый и третий выходы блока управлени  устройством соединены с входами блока управлени  двигателем, шестой выход блока управлени  устройством соединен с входом источника опорного напр жени .

   iJttit «,&/ ;лмycm O BSut

   (Риг 2

   Раг 1

   Возвратить  корь 8 исходное состо ние