Устройство для контроля электромагнита

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля параметров электромагнитов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства и повьшение достоверности контроля за счет контроля предельного быстродействия возвратного механизма электромагнита в автоматическом режиме. Устройство содержит блок питания, выключатель, два ключа, генератор импульсов, входные и выходные клеммы, датчик тока, дифференцирующий усилитель, усилитель ограничитель, два RS-триггера, амплитудный детектор, блок вычитания, пороговый блок, элемент И, одновибратор, элемент запрета, два счетчика, два элемента ИЛИ, ждущий мультивибратор и элемент индикации. За счет введения блока вычитания, порогового блока, второго счетчика, второго RS- триггера, элементами, элемента запрета и одновибратора обеспечивается контроль предельного быстродействия возвратного механизма электромагнита в автоматическом режиме, что расширяет функциональные возможности устройства и повышает достоверность контроля. 2 ил. (Л to со О (О а Од

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19> (11) (511 4 0 .05 В 23 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3947005/24-24 (22) 13.08.85 (46) 15,02,87, Бюл. Р б (72) Г. И. Стеценко (53) 621.374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 546856, кл, G 05 В 23/02, 1975.

Авторское свидетельство СССР

У 11374459 кл. G 05 В 23/02, 1983.

I (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТА (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля параметров электромагнитов, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства и повышение достоверности контроля за счет контроля предельного быстродействия возвратного механизма электромагнита в автоматическом режиме, Устройство содержит блок питания, выключатель, два ключа, генератор импульсов, входные и выходные клеммы, датчик тока, дифференцирующий усилитель, усилитель ограничитель, два В -триггера, амплитудный детектор, блок вычитания, пороговый блок, элемент И, одновибратор, элемент запрета, два счетчика, два элемента ИЛИ, ждущий мультивибратор и элемент индикации. За счет введенйя блока вычитания, порогового блока, второго счетчика, второго RFтриггера, элемента И, элемента запрета и одновибратора обеспечивается

L контроль предельного быстродействия возвратного механизма электромагнита в автоматическом режиме, что расйиряет функциональные возможности устройства и повышает достоверность контроля. 2 ил.

1290266

Изобретение относится к контроль.. но-измерительной те1нике и может бЫть использовано для контроля параметров электромагнитов постоянного тока, не имеющих собственных контакт. ных групп, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства и повышение достоверности контроля путем обеспечения контроля предельного быстродействия возвратного механизма электромагнита в автомати" ческом режиме.

На фиг, 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство (фиг. 1) содержит блок !питания, 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 BS-триггер 10 амплитудный детектор Il диод 12, конденсатор 13, повторитель 14 напряжения, первый дифференциальный усилитель 15, третий ключ 16, первый ключ 17, первую выходную клемму 18, блок вычитания 19, второй дифференциальный усилитель 20, первый входной резистор 21, первый согласующий резистор 22, второй согласующий резистор 23, резистор 24 обратной связи, пороговый блок 25, третий дифференц 1апьный усилитель 26, третий 27 и четвертый 28 согласующие резисторы, выходной резистор 29, второй

HS-триггер 30, элемент 3!И, одновибратор 32, элемент 33 запрета, второй счетчик импульсов 34, второй элемент

35ИЛИ, вторую входную клемму 36, первый 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 напряжения, вторую выходную клемму 46

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. 2 а) для установки устройства в исходное состояние. При этом задним фронтом этого импульса триггер 10 устанавливается в единичное состояние по прямому выходу. Сигналом с этого выхода триггера 10 замыкается ключ 17 (фиг. 2 ), а сигналом с инверсного выхода триггера 10 устанав5 ливается логический ноль (фиг. 28) на вход элемента ЗIИ, на инверсном выходе триггера 30 также устанавливается логический ноль (фиг. 2м) и обнуляется счетчик 34. Пройдя через элемент 37 ИЛИ, установочный импульс поступает на вход установки в нулевое состояние счетчика 39 импульсов и обнуляет его (фиг. 2г).

Кроме того, на время действия импуль-!

5 са установки исходного состояния замыкается ключ 16, разрежая конденсатор 13 (фиг. 2 c), тем самым устанавливая на выходе амплитудного детек"

" тора 11 и выходной клемме 18 устройства нулевой уровень напряжения. На выходе блока 19 вычитания также усганавливается нулевой уровень напряжения (фиг. 2k).

Режимы работы блока 25 и одновибратора 32 выбраны так, что при подаче питания на схему на их выходах устанавливается отрицательное напряжение (фиг. 2д,п).

В таком состоянии устройство наЗО ходится pо начала проверок электромагнита„

Для начала проверок электромагнита включают выключатель 2, При этом через ключ 3 запускается управляемый генератор 4 импульсов, который формирует прямоугольные импульсы (фиг.

2b — В) с изменяющейся паузой, которые поступают на входную клемму 5, а пройдя через обмотку электромагнита (не показана) — на входную клемму 6 и датчик 7 тока. Ток в обмотке электромагнита нарастает по определенному закону. Падение напряжения на датчике 7 тока (фиг. 2ж) от величины U до 0, пропорциональное току, через электромагнит дифференцируется по времени дифференцирующим усилителем

8. Усилитель"ограничитель 9 выделяет и усиливает импульс отрицательной полярности (фиг. 2g), задним фронтом которого триггер 10 по прямому выходу устанавливается в нулевое состояние, размыкая тем самым ключ 17 (фиг. 2x).

Конденсатор 13 заряжается до амплитудного значения напряжения, соответствующего току срабатывания электромагнита (фиг. 2с). Это напряжение

1290266 поступает на выходную клемму 18 и на вход блока 19 вычитания, на другой вход которого поступает напряжение с датчика 7 тока. При этом на выходе блока 19 вычитания устанавливается напряжение, равное разности напряжений, соответствующих началу (П ) и окончанию (U ) движения якоря электромагнита (фиг. 2 ) при его срабатывании. Это напряжение с выхода блока 19 вычитания поступает на прямой вход порогового блока 25. При этом, если разность напряжений определяющая ход якоря электромагнита, превышает напряжение опорной шиHbl U „(фиг. 2 к), выбранное по минимально допустимой величине хода якоря, при которой электромагнит функционирует нормально, то на выходе порогового блока 25 формируется им- 20 пульс положительной полярности (фиг. 2 h), по заднему фронту которого триггер 30 по инверсному выходу устанавливается в единичное состояние (фиг. 2м), и этот сигнал поступает на вход элемента 31И, на второй вход которого также единичный сигнал (фиг. 2 н) поступает с инверсного выхода триггера 10, который установился в единичное состояние по заднему фронту импульса с выхода усилителяограничителя 9 (фиг. 2 u), При наличии единичных сигналов на обоих входах элемента 31И срабатывает и передним фронтом импульса с его выхода 35 запускается одновибратор 32, который формирует импульс (фиг. 2п), поступающий на первый вход элемента 33 запрета, на втором (запрещающем) вхо де которого присутствует импульс с 40 выхода генератора 4 импульсов, по переднему фронту которого на время его действия подается сигнал, запрещающий срабатывание элемента 33 запрета, а также формируется дифферен- 45 цирующим элементом 38 импульс (фиг.2s), который поступает на счетный вход счетчика 39 импульсов и записывает единицу в его младший разряд. Счетчик 39 устанавливается в нулевое 50 состояние каждый раз, когда на выходе усилителя-ограничителя 9 формируется импульс (фиг. 2ц), обусловленный движением якоря электромагнита, который через элемент 37 ИЛИ поступает на вход установки счетчика 39 импульсов в нулевое состояние.

По окончании импульса с выхода генератора 4 импульсов (фиг. 28) снимается сигнал запрета с соответствующего входа элемента 33 запрета, а другой вход которого после срабатывания электромагнита поступил им— пульс с выхода одновибратора 32 (фиг. 2 и ) . При этом на выходе элемента 33 запрета формируется импульс (фиг. ?.р), который поступает на счетный вход счетчика 34 и на вход элемента 35 ИЛИ, пройдя через который этот импульс задним фронтом устанавливает триггер 10 по прямому выходу в единичное состояние, и сигналом с его выхода снова замыкается ключ 17 (фиг. 2 x). По инверсному выходу триггера !О устанавливается логический ноль (фиг. 2н), также как и по инверсному выходу триггера 30 (фиг. Ъи).

На время действия импульса с выхода элемента 35 ИЛИ замыкается ключ 16 и разряжается конденсатор 13 (фиг. 2с) амплитудного детектора 11, а сам импульс с выхода элемента 33 запрета записывается в счетчик 34 импульсов.

Если быстродействие возвратного механизма контролируемого электромагнита не достигло предельного значения или параметры его срабатывания по быстродействию достигли предельного значения, то при поступлении второго импульса с выхода генератора 4 импульсов (фиг. 2 6) процессы в схеме повторяются аналогично действию первого импульса (фиг. 26), также формируется второй импульс обнуления (фиг. 2р), который записывается в счетчик 34 импульсов.

Третий импульс с выхода генератора 4 (фиг. 2 г) поступает с уменьшенной паузой между импульсами по сравнению с паузой между первым и вторым импульсами генератора 4. Под действием третьего импульса процессы в схеме также повторяются и третий импульс (фиг. 2 p) записывается в счетчик 34.

Таким образом, при длительности паузы, равной паузе между вторым (фиг. 26) и третьим (фиг. 2г) импульсами, наступает предельное быст. родействие возвратного механизма электромагнита, так как при поступлении четвертого импульса (фиг. 2у) возвратный механизм электромагнита не успевает сработать и вернуться в первоначальное положение. При этом импульс обнуления (фиг. 2 p) не фор мируется и в счетчик 34 больше импульсов не записывается, По передне1290266

Одновременно запускается ждущий мультивибратор 42 (фиг. ?.и), выход- ным импульсом которого включается элемент 43 индикации, который оповещает об окончании определения предельного быстродействия электромагнита, которое равно длительности паузы между предпоследним и последним импульсами, записанными в счетчик 34, которая известна и задается с требуемой точностью измерения в управляему фронту четвертого импульса с выхода генератора (фиг. 2 ) формируется импульс (фиг. 2 ), который поступает на счетный вход счетчика 39 и записывает единицу в его младший разряд °

Если возвратный механизм электромагнита не успевает за время паузы между импульсами (фиг. 2с,)),вернуться в первоначальное состояние, т.е. частота следования импульсов с выхода генератора 4 превьппает предельное быстродействие возвратного механизма электромагнита, то импульс на. выходе усилителя-ограничителя 9 не формируется и на вход установки в нулевое состояние счетчика 39 не поступает (фиг. 2u).

В этом случае счетчик 39 не устанавливается в нулевое состояние и в первом разряде счетчика остается логическая единица, которая записалась по переднему фронту четвертого импульса генератора (фиг. 2 ). При этом не формируется импульс и на выходе блока 25 (фиг. 2A) так как ход якоря электромагнита не достигает своего минимального значения (фиг.2к), а также не размыкается ключ 17 (фиг, 2)<) и конденсатор 13 амплитудного детектора ll заряжается до амплитудного значения напряжения, соответствующего установившемуся току после срабатывания электромагнита (фи . 2с).

При поступлении пятого импульса с выхода .генератора 4 (фиг. 2e) по его переднему фронту формируется импульс (фиг. 2 ), от которого на выходе старшего разряда счетчика 39 появляется логическая единица (фиг.2т) под действием которой размыкается ключ 3 (фиг. 2р) и отключается вход генератора 4 от блока 1 питания, вследствие чего прекращается формирование импульсов с выхода генератора (фиг. 2е). мом генераторе 4 импульсов. В данном случае это длительность паузы между вторым и третьим импульсами генератора 4 (фиг. 2 с, г) . . Если возвратный механизм электромагнита не обеспечивает необходимого быстродействия, то счетчик 39 не за полняется, а заполняется счетчик 39 и после записи в его старший разряд единицы отключается вход генератора

4 от блока 1 питания и производится включение элемента 43, что свидетель ствует об негодности электромагнита по быстродействию возвратного механизма.

Амплитудный детектор Il с помощью дифференциального усилителя 15, повторителя 14, диода 12 и конденсатора

13 обеспечивает измерение и запоминание в течение укаэанного интервала времени значения напряжения Г .

Блок 19 вычитания с помощью операционного усилителя, выполненного на дифференциальном усилителе 20, резисторе 24 обратной связи и согласующих резисторах 22 и ?3, определяет разность значений 1,-11

Пороговый блок 25 с помощью дифференциального усилителя 26 и согласующих резисторов 27, 28 и 29 определяет превышение значения 11, -Uz no .опорным значениям, заданным источником 45.

Устройство позволяет осуществлять визуальный контроль каждого полного срабатывания электромагнита, для чего достаточно к первому выходу триггера 30 подключить светодиодный индикатор, погасание которого оповещает о полном срабатывании электромагнита.

Для измерения фактического тока срабатывания электромагнита в процессе контроля на выходной клемме 18 измеряют напряжение вольтметром, шкалу которого в этом случае целесообразно проградуировать в единицах тока.

Устройство позволяет проводить и проверку стабильности работы электромагнита при предельных значениях быстродействия возвратноro механизма электромагнита, для чего генератор 4 импульсов включают в режим работы на фиксированной частоте. Предлагаемое устройство имеет более широкие функциональные возможности, так как позволяет контролировать не только ток срабатывания и работу возвратного

1290266

f0 ствия возвратного механизма электромагнита в автоматическом режиме, в устройство введены элемент И, одновибратор, элемент запрета, второй счетчик импульсов, второй ключ, второй RS-триггер, пороговый блок и блок вычитания, 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 BF-триггера, Б-вход которого соединен с S-входом

25 первого BS-триггера и с выходом второго элемента ИЛИ, инверсный выход второго BS-триггера соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом первого BH-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

35 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 ну40 левое состояние второго счетчика импульсов, выход старшего разряда первого счетчика импульсов соединен с управляющим входом второго ключа, вход которого соединен с вторым вы45 водом выключателя, а выход — с входом генератора импульсов, выход которого соединен с третьей входной клеммой устройства, второй выходной клеммой которого является прямой выход

50 второго RS-триггера, Устройство для контроля электромагнита, содержащее последовательно соединенные дифференцирующий усилитель и усилитель-ограничитель, подключенный выходом к R-входу первого

RS-триггера, S-вход которого соединен с управляющим входом амплитудного детектора, прямой выход — с управляющим входом первого ключа, соединенного выходом с сигнальным входом амплитудного детектора, вход первого ключа является первой входной клеммой устройства и соединен с первым выходом датчика тока и входом дифференцирующего усилителя, последовательно соединенные ждущий мультивибратор и элемент индикации, а также блок питания, подключенный выходом к первому выводу выключателя, генератор импульсов, соединенный выходом через дифференцирующий элемент со счетным входом первого счетчика импульсов, выход старшего разряда которого подключен к входу ждущего мультивибратора, а вход установки в нулевое состояние — к выходу первого элемента ИЛИ, подключенного первым входом к выходу усилителя-ограничителя, а второй вход первого. элемента ИЛИ является второй входной клеммой устройства, а также

1 механизма, но и обеспечивает в автоматическом режиме контроль быстродействия возвратного механизма электромагнита за счет определения минимального времени возврата возвратного механизма электромагнита при срабатывании с эдновременным повышением достоверности контроля за счет фиксирования срабатывания электромагнита лишь при достаточной величине хода якоря, Кроме того, устройство позволяет производить многократное измерение тока срабатывания при необходимой величине хода якоря электромагнита, что также расширяет его функциональные возможности.

Формула изобретения второй элемент ИЛИ и третью входную клемму, выход амплитудного детектора является первой выходной клеммой устройства, второй вывод датчика тока соединен с общей шиной устройства, о т л и ч а ю щ .е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей устройства и повышения достоверности контроля путем обеспечения контроля предельного быстродей!

290266

129026б

Составитель Н, Главизнина

Техред Л.Сердюкова

Редактор А. Гулько

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

Р

Заказ 7899/44 Тираж 8 4

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Корректор Т. Колб

Подписное