SU765890A1 - Устройство дл подгонки резисторов из изолированного провода - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДГОНКИ РЕЗИСТОРОВ ИЗ ИЗОЛИРОВАННОГО ПРОВОДА

I

Изобретение относитс  к технологичесvHM устройствам дл  производства моточных изделий из изолированного провода, в частности, микропровода, и -может быть использовано дл  подгонки до номинального значени  резистивных из микропровода в . стекл нной изол ции без нарушени  сплошности последней.

Известно устройство, реализующее способ подгонки проволочных резисторов и основанное на подгонке резисторов до номинального значени  без разрушени  изол - ю ции сматываемого излишка провода 1. Электрическа  схема этого устройства построена так, что подгон емый резистор и сопротивление сматываемого провода включены как плечи в мостовую измерительную схему, в которой два других плеча образо- ваны магазинами сопротивлени : магазином , на котором устанавливаетс  сопротивление , равное номинальному дл  подгон емого резистора, и магазином, иа котором устанавливаетс  сопротивление, равное сопротивлению участка провода, подлежащего сматыванию с подгон емого резистора. В образованную таким образом схему вход т также источник переменного напр жени , включенный в диагональ мостовой схемы , и нуль-индикатор.

Известное устройство обеспечивает подгонку резисторов до 10 мОм с точностью не хуже 0,02%. Г1ри подгонке резисторов более высокого номинального значени  точность изделий, получаемых на этом устройстве ухудшаетс  из-за наличи  реактивности подгон емого резистора и сматываемого участка микропровода, укладываемого на вспомогательный каркас.

Наиболее близким к изобретнию по технической суш1иости и Достигаемому результату  вл етс  устройство дл  автоматического контрол  проволочных катушек в процессе их намотки без повреждени  изол ции , где отдающа  бобина - потенциальный источник помех - исключена из измерительной цепи 2. Устройство содержит гармонический генератор, емкостные токопровод щий и токосъемный электроды, мостовую измерительную схему, подключенные к последней фазочувствительиый нуль-индикатор и фазоинверсный электронный усилитель , между входом и. выходом которого включена одна ветвь мостовой измерительной схемы, образованной наматываемой катушкой и последовательно с ней включенным эталонным резистором, а выход фазоинверсного усилител  нагружен на прецизионный делитель напр жени , образующий вторую ветвь мостовой измерительной схемы.

Однако известное устройство предназначено только дл  намотки резистивных элементов и не может быть использовано дл  завершающего цикла изготовлени  моточных изделий дл  подгонки к номинальному значению прецизионных микропроволочных резисторов обмоток в основном, по следующим причинам. Известное устройство предусматривает использование в качестве токосъемного электрёда емкость, образованную электропровод щей поверхностью бобины и наматываемым на нее проводом или емкость между проводом на непровод щей поверхности бобин и электропровод щей средой , в которую погружают бобину. Величина емкости при этом посто нна и практически не зависит от количества витков провода , намотанного на бобину. Прецизионные микропроволочные резисторы не изготавлигзают с намоткой на электропровод щую поверхность, а помещать их дл  подгонки в электропровод щую среду нецелесообразно из-за опасности изменени  номинала вследствие неполного удалени  электропроводной среды. Кроме того, электропровод ща  среда и последующа  сушка подгон емого резистора привод т к возникновению тензоэффекта в проводе и перераспределению механических напр жений в обмотке , что  вл етс  одной из причин обрывов . Использование в качестве токосъемного электрода активного сопротивлени  подгон емого резистора (которое в процессе подгонки  вл етс  величиной переменной) приводит к тому, что при подгонке прецизионного резистора сопротивление сматываемого излишнего участка провода (которое включено в плечо измерительного моста последовательно с эталонным резистором) бывает невелико - в среднем 2-4% от величины сопротивлени , подгон емого резистора , а следовательно, невелико и сопротивление эталонного резистора. При таком положении обратна  св зь фазоинверсного усилител  становитс  настолько глубокой, а напр жение на его выходе малым, что оказываетс  недостаточным дл  питани  фазочувствительного выпр мител : подгон емый резистор гасит на себе практически более 90°/о напр жени  с гармоническог( генератора . Усилитель небаланса фазочувст вительного выпр мител  щунтирует сопротивление сматываемого с подгон емого резистора участка излишнего провода, что снижает точность измерени .

Целью изобретени   вл етс  повышение Td4HOCTH в широком диапазоне номиналь ных значений сопротивлений.

Это достигаетс  тем, что в устройстве, содержащем гармонический генератор, токосъемный и емкостной токоподвод щий

электроды, мостовую и измерительную схему с фазочувствительным нуль-индикатором, управл ющим двигателем намотки, и источник опорного напр жени  в виде фазоинверсного электронного усилител , между входом и выходом которого включена одна ветвь мостовой схемы, образованна  наматываемой катущкой и последовательно с ней включенным эталонным резистором, а выход нагружен на прецизионный делитель напр жени , образующий вторую ветвь измерительной мостовой схемы, в качестве токо ,съемиого электрода использовано активное сопротивление подгон емого к номинальному значению резистора, св занного через эмиттерный повторитель с упом нутым фазоинверсным усилителем, выход которого дополнительно нагружен на усилитель-ограничитель опорного, напр жени , а между входом фазочувствительного нуль-индикатора и выходом мостовой измерительной схемы включен усилитель с входным сопротивлением 10 -10 Ом. .

Емкостной токопровод щий электрод предложенного устройства может быть выполнен в виде остеклованного изнутри паза 1В электропровод щем материале и снабжен СО стороны наматываемой катушки фиксаТором провода в форме открытой спирали, при этом наматываема  катушка может быть выполнена в виде неподвижной констоли, на свободном конце которой установлен приемный механизм сматываемого провода в форме стального тора, насаженного на ось вращени .

На фиг. 1 изображена функциональна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 функциональна  схема измерительного контура; цд фиг. 3 и 4 - токопровод щий электрод и наматываема  катушка (приемный механизм сматываемого с подгон емого резистора излишка провода).

Предлагаемое устройство дл  изготовлени  моточных изделий из микропровода в стекл нной изол ции содержит изолированный провод 1, образующий сопротивление подгон емого резистора 2 и наматываемой катушки 3. Гармонический генератор 4, подключенный одним из полюсов к токопровод щему электроду 5, образующему с проводом 1 емкость 6, а другим (заземленным) подсоединен к эмиттерному повторителю 7, через который подгон емый резистор 2 св зан с фазоинверсным усилителем &,  вл ющимс  источником опорного напр жени  мостовой измерительной схемы.

Наматываема  катушка 3 и соединенный с нею последовательно через контакт 9 эталонный резистор 10 охватывает эмиттерный повторитель 7 и фазоинверсный усилитель 8 обратной св зью, образу  при этом одну из ветвей мостовой измерительной схемы.

Выход фазоинверсного усилител  8 нагружен прецизионным делителем из резисторов 11 и 12, образующих другую ветвь мостовой измерительной схемы, и усилите

лем-ограничителсм 13 опорного напр жени , KOTOpt iH, в свою очередь, нагружен на первичную обмотку трансформатора 14 с симметричным выходом.

Общий вывод (точка 15) резисторов II и 12 и контакт 9 подключены к соответствующим клеммам на высокоомном входе усилител  16, который предотвращает щунтирование наматываемой катушки 3 элементами нуль-индикатора, состо щего из усилител  небаланса 17, фазочувствительного выпр мител  18 и пол ризованного реле 19, включенного в цепь питани  двигател  20 йамотки . Фазочувствительный выпр митель 18 в, качестве опорного использует напр жение со вторичной обмотки трансформатора 14.

Дл  фиксации провода 1 в пазу токоподвод щего электрода на конце его со стороны наматываемой катушки выполнена открыта  спираль 21, а поверхность паза покрыта стекл нной пленкой толщиной 80- 100 мм, котора   вл етс  дополнительной защитой от пробо  изол ции провОда 1 при высоких напр жени х на выходе гармонического генератора 4.

Емкость 6 при такой фиксации провода 1 остаетс  практически посто нной, а провод легко заправл етс  самозаходом в паз, щирина которого составл ет не более трех диаметров провода 1, а прот женность в электропровод щем материале - 5-10 мм (прот женность провода I в пазу обозначена точкой а).

Дл  исключени  погрешностей, возникающих при использовании щеточных контактов , и обеспечени  безынерционной смотки провода 1, предотвращающей тензоэффект в проводе 1, наматываема  катушка 3 выполнена в виде неподвижной консоли, защемленной одним концом в опоре 22, на которой выполнены контактна  площадка 23 дл  осуществлени  гальванического контакта 9 и предохранительна  крышка 24, покрыта  с внутренней стороны слоем поре-, лона.

На свободном конце консоли размещен стальной тор 25, имеющий свою ось вращени , кинематически св занную с двигате; ем намотки 20.

В основу работы предлагаемого устройства положены следующие положени :

- входное сопротивление любого однои многокаскадногоусилител ,, охваченного параллельной отрицательной обратной св зью , меньше суммарного сопротивлени  обратной св зи во столько раз, какова величина коэффициента усилени  усилител . Если учесть, что коэффициент усилени  фазоинверсного усилител  8 не менее 1000, а суммарное сопротивление- наматываемой катушки 3 и эталонного резистора мало (сматываетс  провода 1 не более 3-5% по сопротивлению от подгон емого резистора), то сопротивлением эмитсерного повторител  7 и усилител  8 можно пренебречь и считать точку а (сосредоточенный параметр контролируемого электродом 5 провода 1) закороченной на корпусе устройства. Теори  и эксперимент позвол ют в этом случае считать , что сопротивление катушки 3, эталоиный резистор 10 и резисторы 11 и 12 образуют измерительную мостовую схему, источником питани  которой  вл етс  фазоинверсный усилитель 8;

-в услови х, когда гас щий на себе напр жение гармонического генератора 4

0 резнстивный элемент - подгон емый резистор 2 - не  вл етс  по сопротивлению посто нным , напр жение на выходе фазоинверсного усилител  8 будет подвержено значительным колебани м: от минимального и недостаточного дл  чувствительных нуль-, индикаторов (на практике менее 2 мкВ), до максимального (1 В и более) при больщой смотке провода с подгон емого резистора 2. Дл  оптимальной работы нуль-индикатора , а точнее его фазочувствительного

0 выпр мител  18, следует в первом случае усиливать напр жение с фазоинверсного усилител  8, а во втором - ограничивать величину выходного напр жени . Таким образом , применение усилител -ограничител  13, нагруженного на выход фазоинверсно го усилител  8,  вл етс  необходимым дл  точного измерени  сопротивлени  сматываемого провода;

-любой высокоомный вход Эутектрнческого звена  вл етс  гарантией от шунтироваO ни  подключенного к нему низкоомного элемента другими элементами схемы, поэтому дл  повышени  точности измерени  на входе нуль-индикатора предложенного устр-ойства необходим промежуточный усилитель 16 с высокоомным входом дл  предотвращени  шунтировани  сопротивлени  катушки 3;

-точность измерени  сопротивлени  сматываемого провода 1 с подгон емого резистора 2 определ етс  также эталонным ре« зистором 8 и соотношением резисторов 11 и 12, поэтому в качестве резисторов И и 12 использованы точные микропроволочные резисторы , а эталонным резистором 8  вл етс  магазин сопротивлений безреактивный. Устройство работает следующим образом .

Подгон емый резистор 2 устанавливают в центре, один нз которых кинематически св зан с двигателем намотки 20, а другой электрически соединен со входом эмнттер0 ного повторител  7. Провод I с токопропода , не имеющего ггр мой электрической св т зи со входом эмиттерного повторител  7, отсоедин ют, фиксируют в электроде 5, и осуществл ют гальванический контакт 9

на контактной площадке 23. Пое.ме этою закрывают крышку 24, создава  при этом пружин щее давление на участок проноа  . размещенный на площадке 23. Это даплеиис предотвращает пр мое воздействие на комтакт 9 от кручени  провода 1 при его укладке на катушку 3, и тем самым исключаетс  нарушение контакта 9 даже при достаточно высоких скорост х смотки микропровода. В спирали 21 провод фиксируетс  самозаходом.

На магазине эталонного резистора 10 выставл ют сопротивление, равное сопротивлению излишнего провода на подгон емом резисторе 2. Мостова  измерительна  схема при этом оказываетс  разбалаисированной , реле 19 срабатывает и включает питание двигател  20 намотки, который начинает вращать резистор 2 и тор 25.

За счет Эффекта сцеплени  трущихс  друг о друга поверхностей электризованной изол ции провода 1 и тора 25, тор 25 захватывает провод I и укладывает его на катушку 3. При этом движущийс  провод 1 самозаходом по спирали 21 опускаетс  к ее центру и фиксируетс  в пазу электрода 5.

На мотка продолжаетс  до тех пор, пока сопротивление катущки 3. не станет равным эталонному на магазине эталонного резистора 10 и не обесточитс  реле 19, отключив питание двигател  намотки 20.

Провод 1 обрывают (после останова двигател  20) в средней части электрода 5, заделывают его на токопровод резистора 2 и вынимают последний из центров, как готовый подогнанный к номинальному значению резистор.

Claims (3)

1. Устройство дл  подгонки резисторов из изолированного провода, например микропровода , содержащее механизм приема сматываемого с подгон емого резистора провода с электрическими контактными элементами и приводом с блоком управл1ени , вращающийс  механизм креплени  с вращающимис  контактными элементами, расположенный между ними емкостной электрод дл  св зи жилы контролируемого провода с электрической цепью, мостовую измерительную схему, однаветвь которой образована прецизионным делителем, друга  ветвь образуетс  участком между контактными элементами дл  подсоединени  контролируемоГО провода и образцовым элементом между общими точками первой и второй ветвей включен вход фазочувствительного усилител , выходом подключенного к блоку управлени  приводом смотки провода, и источник питани , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности в широком дьТапазоне номинальных значений сопротивлений, оно снабжено фазоинверсным усилителем, усилителем-ограничителем , фазоинверсныи усилитель подключен одним полюсом к вращающимс  контактным элементам механизма креплени  подгон емого резистора, а другим - к одному из полюсов источника питани , подключенного другим полюсом к указанному электроду, выход фазоинверсного усилител  подключен к делителю мостовой схемы и входу усилител  ограничител , который выходом подключен к фазочувствительному усилителю, образцовый элемент выполнен в виде резистора и включен между контактным элементом механизма приема ijpoO вода и выходом фазоинверсного-усилител , механизм креплени  подгон емого резистора также св зан с приводом, причем механизм приема провода выполнен из неподвижного проводоприемника с неподвижным контактным элементом и вращающимс , св  занным с приводом проводоукладчиком.

2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что механизм приема провода выполнен в виде неподвижной консоли, через которую проходит вращающа с  ось, на свобод0 вый конец которой установлен элемент в виде тора.

3.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что емкостной электрод выполнен в виде металлического бруска с пазом, внут ренн   поверхность паза покрыта слоем изол ции , при этом металлический брусок со стороны механизма приема снабжен стабилизатором положени  провода, выполненным в виде спирали.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

№ 246640, кл. И 01 С 17/22, 1966.

2.Авторское свидетельство СССР

MO 255412, кл. Н 01 С 17/22, 1968 (прототип ). Фиг.1 И

,6

г

Z5