Способ измерения временных параметров электромагнитных реле

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к способам измерения , временных параметров электромагнитных реле в процессе их изготовления . Цель изобретения - повышение точности измерения. На катушку испытуемого реле через коммутационный элемент подают напряжение, определяют время от момента коммутации напряжения , подаваемого на катушку испытуемого реле, до момента изменения состояния контакта испытуемого реле. дополнительно в момент срабатывания коммутационного элемента производят модуляцию и демодуляцию сигнала несущей частоты, в момент изменения состояния контакта испытуемого реле также производят модуляцию и демодуляцию сигнала несущей частоты, измеряемый временной параметр реле определяют как временной интервал между полученными демодулированными сигналами . Информативным сигналом может быть изменение частоты несущего сигна ла. Этот частотный сигнал может быть передан на значительное расстояние к измерителю временных интервалов, непосредственно у входов которого можно установить частотные демодуля - торы. Паразитные наводки, вызванные коммутационными выбросами в цепи испытуемого реле, имеют амплитудный характер, поэтому не передаются по линиям связи и не искажают результат та измерений. Аналогичные преимущест ва возникают и при использовании фазовой момУляции и демодуляции. 3 з.п. ф-лы, 6 ил. б (Л to СП ( оо со

СО«ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3786825/24-07 (22) 04,09.84 (46) 30.07.86. Бюл. «« - 32 (71) Ордена Ленина Омский завод электрических точных приборов "Электроточприбор

° ° ° ° ° ° ° ° °

72) Ю.С.Мальцев и В.Д.Шевченко

53) 621.318.56.004.5(088.8) (56) Патент Японии Р 51-38904, кл. Н 01 Н 47/00, 1977.

Миллисекундомер типа Ф209 ЗПБ.

418.000ПС ТУ 25-04-2157-72. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ПАРА.

МЕТРОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ РЕЛЕ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам измерения. временных параметров электромагнитных реле в процессе их иэготов. пения. Цель изобретения — повышение точности измерения. На катушку испытуемого реле через коммутационный элемент подают напряжение, определяют время от момента коммутации напряжения, подаваемого на катушку испытуемого реле, до момента изменения состояния контакта испытуемого реле, „.SU„„1254439 А 1 (5D 4 С 05 В 23/02, Н 01 H 49/00 дополнительно в момент срабатывания коммутационного элемента производят модуляцию и демодуляцию сигнала несущей частоты, в момент изменения состояния контакта испытуемого реле также производят модуляцию и демодуляцию сигнала несущей частоты, измеряемый временной параметр реле определяют как временной интервал между полученными демодулированными сигналами. Информативным сигналом может быть изменение частоты несущего сигна ла. Этот частотный сигнал может быть передан на значительное расстояние к измерителю временных интервалов, непосредственно у входов которого можно установить частотные демодуляторы. Паразитные наводки, вызванные коммутационными выбросами в цепи испытуемого реле, имеют амплитудный характер, поэтому не передаются по линиям связи и не искажают результат та измерений. Аналогичные преимущест ва возникают и при и пользовании фа" зовой мо уляции и демодуляции 3 зеле ф-лы, 6 ил.

1254439

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам измерения временных параметров электромагнитных реле в процессе их изготовления.

Цель изобретения — повышение точности измерения временных параметров электромагнитных реле.

Согласно предлагаемому способу измерения временных параметров электромагнитных реле, заключающемуся в том, что на катушку испытуемого ре- . ле через коммутационный элемент подают напряжение, определяют время сра батывания коммутационного элемента. и время от момента коммутации напряжения, подаваемого на катушку испытуемого реле, до момента изменения состояния контакта испытуемого реле, дополнительно в момент срабатывания коммутационного элемен-.. та производят модуляцию и демодулярию сигнала несущей частоты, в мо чент изменения состояния контакта испытуемого реле также производят модуляцию и демодуляцию сигнала несущей частоты, измеряемый временной параметр реле определяют, как временной интервал между полученными де-, модулированными сигналами.

Предложенный способ позволяет гговысить точность измерения вследствие существенного уменьшения погрешности, связанной с неодновременностью коммутации тока питания реле, коммутации его контактов, а также моментов запуска и остановки измерителя временных интервалов.

На фиг. 1 показана схема устройства, реализующего предложенный способ измерения временных параметров реле с использованием амплитудной модуляции и амплитудной демодуляции сигнала несущей частоты; на фиг. 2— схема амплитудного модулятора; на фиг. 3 — временные диаграммы, характеризующие предложенный способ измерения1 при использовании амплитудной

Модуляции и амплитудной демодуляции сигнала несущей частоты; на фиг. 4— схема устройства, реализующего предложенный способ измерения временных параметров реле с использованием частотной модуляции и частотной демодуляции сигнала несущей частоты; на фиг. 5 — схема частотного модулятора; на фиг. 6 — временные диаграммы, характеризующие предложенный спо5

45 соб измерения при использовании частотной модуляции и частотной демодуляции сигналов несущей частоты.

Устройство для реализации предложенного способа состоит из испытуемого реле с обмоткой 1 и контактом

2, источника 3 питания, пускового ключа 4, фильтра 5, модуляторов 6 и

7, генератора 8 несущей частоты, демодуляторов 9и 10 и измерителя 11 временных интервалов.

Обмотка испытуемого реле одним из выводов подключена к первому выводу пускового ключа 4 и первому выводу управляющего входа (клемма 12) модулятора 6. Второй вывод обмотки 1 через " источник 3 питания и фильтр 5 соединен вторым выводом пускового ключа

4 и вторым выводом управляющего входа (клемма 13) модулятора 6.

Контакт 2 испытуемого реле подключен к управляющему входу (клеммы 14 и 15) модулятора 7, входы 16 и 17 модуляторов 6 и 7 — к выходу генера тора 8 несущей частоты, выходы 18 и 19 модуляторов 6 и 7 — соответст-. енно к входам демодуляторов 9 и 10, ыход демодулятора 9 — к входу 20 (" Пуск" ) измерителя 11, а выход демодулятора 10 — к входу 21 (" Стоп" ) измерителя 11.

В качестве источника питания 3 может быть использован стандартный источник с регулируемым выходным напряжением, в качестве пускового ключа 4 — стандартный ключ типа тумблер, пускатель, реле с ртутным контактом. !

Фильтр 5 может быть выполнен в виде катушки индуктивности, параллельно которой включен конденсатор. Параметры катушки индуктивности и емкость конденсатора должны быть выбраны так, чтобы несущая частота (частота генератора 8) не проникала с управляющего входа (12, 13) модулятора

6 в цепь обмотки 1 реле, т.е. сопротивление фильтра. 5 должно быть велико для сигнала генератора 8, но мало для напряжения источника 3 питания.

На фиг. 2 представлены модуляторы

6 и 7, которые могут быть выполнены в виде амплитудных модуляторов по одной иэ стандартных схем. В этом случае модулятор 6 (7) состоит из пьезоэлектрического трансформатора, содержащего пьезоэлектрическую пластину 22, на которой нанесены входные электроды 23 и 24, управляющие элект1- 54439 роды 25 и 26 и выходные электроды

27 и 28. Входные электроды 23 и 24 соединены с клеммами 16, причем: электрод 24 соединен через разделительные элементы — конденсатор 29 и резистор 30. Клеммы 16 служат входом модулятора 6. Управляющие электроды 25 и 26 соединены с клеммами 12 и 13, причем электрод 25 соединен через разделительный конденсатор 31. 10

Клеммы 12 и 13 служат управляющим входом модулятора 6. Электроды 27 и 28 соединены с клеммами 18, служащими выходом модулятора 6.

Демодулятор 9 (10) может быть вы- 15 полнен в виде амплитудного демодулятора по одной из стандартных схем, в простейшем случае в виде амплитудного детектора на полупроводниковом диоде с нагрузкой — конденсатором. 20

Генератор 8 несущей частоты может

„быть выполнен в виде автоколебательного генератора синусоидальных колебаний по одной из стандартных схем.

В качестве измерителя 11 времен25 ных интервалов может быть использован стандартный частотомер типа ЧЗ35,;включенный в режим измерения интервалов времени.

На фиг. 4 представлено устройство для реализации предложенного способа измерения при использовании частотной модуляции и демодуляции сигнала несущей частоты.

Устройство состоит из испытуемого 35 реле с обмоткой 1 и контактом 2, источника 3 питания, пускового ключа

4, фильтра 5, модуляторов 6 и 7, демодуляторов 9 и 10 и измерителя 11 временных интервалов. 40

Обмотка 1 испытуемого реле одним из выводов подключена к первому контакту пускового ключа 4 и первому выводу 12 управляющего входа модулятора 6, второй вывод обмотки I через 45 источник питания 3 и фильтр 5 — к второму контакту пускового ключа 4 и второму выводу 13 управляющего входа модулятора 6, контакт 2 испытуемого реле — к выводам 14 и 15 управля- 50 ющего входа модулятора 7, выходы 18 и 19 модуляторов 6 и 7 — к входам демодуляторов 9 и 10 соответственно, выходы демодуляторов 9 и 10 — к вхо, дам 20 (".Пуск" ) и 21 (" Стоп" ) измерителя 11.

На фиг. 5 показан модулятор 6 (7), который может быть выполнен по одной из стандартных схем частотного модулятора. В этом случае модулятор 6 (7) состоит из резистора 32 (см, фиг. 5), имеющего отвод от части сопротивления, автогенератора 33, выход которого служит выходом 18 (19) модулятора 6 (7), и разделительных конденсаторов 34 и 35. Выводы

36 и 37 резистора 32 подключены к входам автогенератора 33, выводы 37 и 38 резистора 32 через разделительные конденсаторы 34 и 35 соединены с выводами 12 (14) и 13 (15) модулятора 6 (7) и служат управляющим входом модулятора 6 (7) .

Демодулятор 9 (10) выполнен по стандартной схеме частотного демодулятора.

В схеме по фиг. 4 функции генератора несущей частоты выполняют автогенераторы, входящие в состав модуляторов 6 и 7.

По предложенному способу процесс измерения временных параметров реле осуществляют следующим образом.

Для измерения времени срабатывания реле пусковой ключ 4 устанавливают в разомкнутое состояние (фиг. 1), измеритель 11 переводят в режим, при котором запускающим и останавливающим сигналами на входах

20 и 21 являются отрицательные перепады сигналов. Кнопкой "C6poc измерителя 11 устанавливают нулевые показания измерителя 11.

Коммутируют (замыкают) ключ 4, при этом по обмотке 1 реле начинает протекать ток от источника 3 питания.

Одновременно ключом 4 производят модуляцию сигнала несущей частоты, поступающего от генератора 8 на вход

16 модулятора 6. Замыкание ключа 4 вызывает замыкание управляющих электродов 25 и 26 пьезотрансформатора 22 (фиг. 2), при этом добротность пьезотрансформатора резко падает и выходной сигнал несущей частоты на клеммах 18 высокого уровня меняется на сигнал низкого уровня.

Производят амплитудную демодуляцию сигнала несущей частоты демодулятором 9, при этом в момент коммутации ключа 4 сигнал высокого уровня на выходе демодулятора 9 меняется на сигнал низкого уровня (отрицательный перепад), что приводит к запуску измерителя 11 °

1254439 его контакт 2 размыкается, этим контактом производят модуляцию второго сигнала несущей частоты, поступающего от генератора 8 на вход 17 модулятора 7. В момент размыкания контакта 2 испытуемого реле сигнал низкого уровня несущей частоты на выходе 19 модулятора 7 меняется на сигнал высокого уровня, Демодули10 руют этот второй сигнал несущей частоты демодулятором 10, при этом в момент размыкания контакта 2 испытуемого реле сигнал низкого уровня на выходе демодулятора 10 изменяет15 ся на сигнал высокого уровня (положительный перепад), поэтому в момент размыкания контакта 2 испытуемого реле измеритель 11 фиксирует результат измерения (время отпус20 кания).

Рассмотренные процессы иллюстрируются временными диаграммами, показанными на фиг. 3 ° Кривые "а" и "б" показывают изменение состояния пусй 5 кового ключа 4 и изменение состояния контакта 2 испытуемого реле; кривые

"s" и "г" — модулированные сигналы, на выходах 18 и 19 модуляторов 6 и ? соответственно, отражающие резуль30 таты модуляции контактами 4 и 2 сигналов несущей частоты генератора 8; е кривые д" и "е" - везультат..демодуляции сигналов "в" и "г" (сигналы на выходах демодуляторов 9 и 10 соЗ5 ответственно).

Разностный демодулированный сигнал, соответствующий интервалу времени между отрицательными перепадами демодулированных сигналов "д"

40 и "е", представляет собой время срабатывания испытуемого реле, а разностный демодулированный сигнал, соответствующий интервалу времени между-положительными перепадами де11 f I 11 11

45 модулированных сигналов д и е время отпускания реле.

По предложенному способу процесс измерения времени срабатывания реле при использовании частотной модуляу я) ции и демодуляции осуществляют следующим образом.

Через промежуток времени, опреде.т ляемый временем срабатывания испытуемого реле, его контакт 2 замыкает ся, этим контактом производят модуля цию второго сигнала несущей частоты, поступающего от генератора 8 на вход 17 модулятора.7, при этом на выходе 18 модулятора 7 сигнал высокого уровня несущей частоты меняется на сигнал низковго уровня. Демо=. дулируют этот второй сигнал несущей частоты демодулятором 10, при этом в .момент замыкания контакта 2 испытуемого реле сигнал высокого уровня на выходе демодулятора 10 (на входе

21 измерителя 11) меняется на сигнал низкого уровня (отрицательный перепад), поэтому в момент замыкания контакта 2 испытуемого реле измеритель 11 фиксирует результат измерения.

Измерение времени отпускания реле но предложенному способу осуществляют аналогичным образом. В исход" ном состоянии устанавливают пусково ключ 4 в замкнутое состояние, при этом по обмотке 1 реле протекает ток от источника 3 питания, контакт

2 реле замкнут. Устанавливают измеритель 11 в режим измерения, при котором запускающим и останавливаю" щим сигналами являются положительны перепады сигналов на входах 20 и 21

Кнопкой "Сброс" устанавливают нуле« вые показания измерителя 11.

Коммутируют (размыкают) ключ 4, при этом прекращается прохождение тока по обмотке 1 испытуемого реле.

Одновременно ключом 4 производят модуляцию сигнала несущей частоты, поступающего от генератора 8 на вход 16 модулятора б. Размыкание ключа 4 вызывает размыкание управля ющих электродов 25 и 26 пьезотрансформатора 21, при этом добротность пьеэотрансформатора резко возрастает и выходной сигнал несущей частот на клеммах 18 изменяется с низкого уровня на высокий. Производят демод ляцию сигнала несущей частоты демод лятором 9, при этом в момент коммутации ключа 4 сигнал низкого уровня на выходе демодулятора 9 меняется на сигнал высокого уровня (положительный перепад), что приводит к запуску измерителя 11.

Через промежуток времени, опредеделяемый временем отпускания реле, В исходном состоянии устанавлива-. ют пусковой ключ 4 (фиг. 4) в разомкнутое состояние, переключают измеритель 11 в режим, при котором запускающим и останавливающим сигн4 лом на входах 20 и 21 являются отрицательные перепады напряжения.

125- 39

При использовании частотной модуляции существенно повышается помехоустойчивость, По предлагаемому способу информативным (полезным) сигналом может быть изменение частоты несущего сиг нала, этот частотный сигнал может быть передан на значительное расстояние к измерителю временных интерва. лов, непосредственно у входов кото50

7

Кнопкои "Сброс" измерителя 11 устанавливают нулевые показания измерителя 11.

Коммутируют ток литания испытуемого реле, для чего переводят пуско. вой ключ 4 в замкнутое состояние.

Одновременно пусковым ключом 4 осуществляют частотную модуляцию сигнала несущей частоты. Замыкание контактов ключа 4 вызывает замыкание по высокой частоте части сопротивления резистора 32 (фиг. 4 и фиг. 5).

В результате этого в момент замыкания ключа 4 частота автогенератора

33 уменьшается.

Затем осуществляют частотную демодуляцию сигнала с помощью частотного демодулятора 6. Уменьшение частоты сигнала на выходе 18 модулятора 6 приводит к пропорциональному уменьшению амплитуды сигнала на выходе частотного демодулятора 9, поэтому на входе 20 измерителя 11 появляется отри ательный перепад, что приводит к запуску измерителя 11.

Через промежуток времени, определяемый временем срабатывания испытуемого реле, его контакт 2 за мыкается. Осуществляют частотную модуляцию второго сигнала несущей частоты контактом 2. Замыкание контакта 2 вызывает изменение (уменьшение) частоты сигнала на выходе 19 модулятора 7. Производят демодуляцию этого второго сигнала несущей частоты частотным демодулятором 10. Умень. шение частоты сигнала на выходе 19 модулятора 7 приводит к уменьшению напряжения демодулированного сигнала на выходе демодулятора 10, что формирует отрицательный перепад на входе 21 измерителя 11, т.е. формируется сигнал "Стоп", измеритель 11 фиксирует время срабатывания испытуемого реле.

Рассмотренные процессы иллюстрируются временными диаграммами, приведенными на фиг.. 6.

Кривые "а" и "б" характеризуют процессы замыкания и размыкания пускового ключа 4 и контакта 2 испытуемого реле соответственно, кривые в" и "r" — процессы частотной модуляции сигналов "а" и "б" соответственно; кривые "д" и "е" — результат демодуляции сигналов "в" и "г" соответственно.

f5

Разностный демодулированный сигнал (разность сигналов "д и "е ) характеризует время срабатывания и время отпускания испытуемого реле.

Для осуществления предложенного способа может быть использована также фазовая модуляция и фазовая демодуляция сигналов несущей частоты контактами пускового ключа и контактами испытуемого реле. При этом модуляторы 6 и 7 и демодуляторы 9 и 10 должны быть выполнены соответственно в виде фазовых модуляторов и фазовых демодуляторов.

В предложенном способе неодновременность замыкания цепи обмотки испытуемого реле и появления сигнала

"Пуск" на измерителе 11 определяется неопределенностью момента замыкания (размыкания) пускового ключа 4 относительно сигнала несущей частоты генератора 8 (фиг. 1). Если моменту размыкания ключа 4 соответствует переход через нуль сигнала несущей частоты (фиг. 3), сигнал на выходе демодулятора может измениться не ранее,чем через 1/4 периода следования сигнала несущейчастоты.Соответственно

\ неодновременность моментов замыкания (размыкания) контакта 2 и изменения демодулированного сигнала достигает также 1/4 периода следования сигнала несущей частоты. Таким образом, максимальная погрешность от неоднородности моментов изменения состояния пускового ключа (или контакта испытуемого реле) и моментов запуска (остановки) измерителя временных интервалов составляет 1/2 периода несущей частоты. Если выбрать частоту несущего сигнала равной 100 кГц, то его период равен 10 мкс, а половина периода 5 мкс, т.е. погрешность измерения интервала времени в 1 мс уменьшится до 0,5Х. При более высокой частоте несущего сигнала указанная погрешность соответственно меньше.

1254439

9 рого можно установить частотные демодуляторы. Паразитные наводки, вызванные коммутационными выбросами в цепи испытуемого реле, имеют амплитудный характер, поэтому не передаются. по линиям связи и не искажают результат измерения. Аналогичные преимущества возникают и при использовании фаэоной модуляции и демодуляции.

Формула изобретения

1. Способ измерения временных параметров электромагнитных реле, заключающийся в том, что на катушку испытуемого реле через коммутационный элемент подают напряжение, определяют время от момента коммутации напряжения, подаваемого на катушку испытуемого реле, до момента изменения состояния контакта испытуемого; реле, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в момент срабатывания коммутационного элемента производят модуляцию и де,модуляцию сигнала несущей частоты, в момент изменения состояния контакта испытуемого реле также произво ят модуляцию и демодуляцию сигнала несущей частоты, измеряемый временной параметр реле определяют как

10 временной интервал между полученными демодулированными сигналами.

2. Способ цо п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что используют частотную модуляцию и демодуляцию сиг15 налов несущей частоты.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что используют фазовую модуляцию и демодуляцию сигнала несущей частоты.

20 4. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что используют амплитудную модуляцию и амплитудную демодуляцию сигналов несущей частоты.

1254439

IPue, Л

ВыкИ13 иг.

1254439

РаиадЮ

ЬааУАюЮуюещю У

8ииФдемРулвиюра

Äèã. Ю

Составитель Н.Малахова

Техред М.Коданич

Редактор Л.Пчелинская

Корректор М. Демчик

Заказ 4718/50

Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полигра4ическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4