Преобразователь перемещения в код

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 03 М 1/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

К АВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2I) 4074531/24-24 (22) 02.06.86 (46) 30.10.87. Бюл. И 40 (7I) МВТУ им.Н.Э.Баумана (72) А.В.Еланцев, В.В.Маркелов и С.Б.Сорокоумов (53) 681 325 (088.8) (56) Агейкин Д.И. и др. Датчики контроля и регулирования, H.

Машиностроение, 1965, с.206, фиг. 1.193.

Авторское свидетельство СССР

У 1057975, кл.G 08 С 9/02, 1982. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В

КОД (57) Изобретение относи ся к измерительной технике и может быть использовано в качестве граммометра.

С целью расширения области примене„ЛО„И4Щ}02. А 1 ния преобразователя путем обеспечения возможности измерения усилия контактного нажатия электромагнитны>. рече в преобразователь перемещения в код, содержащий дифференциальнь1й емкостный датчик I, дифференциальньп» усилитель 2, операционный усилитель 5, ключ 6, формирователь

8 импульсов, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 7, источник 11

»апряжения,введены генератор 3 перемени го тока, выпрямитель 4,переключатель 9 и иннертор 10. При измерении щупом датчика l размыкают нормально замкнутые контакты контролируемого реле

l2, Приложе»»ное усилие вызывает поворот среднего электрода датчика 1, на выходе дифференциального усилителя 2 возникает сигнал, который чеС:

1 рез выпрямитель 4, операционный усилитель 5 и замкнутый ключ 6 поступает на вход АЦП 7, где преобразуется в код. В момент размыкания контактов реле 12 ключ 6 размыкается и на выходе АЦП 7 остаются показания, соответствующие амплитуде входного на349002 пряжения в момент размыкания или усилию контактного нажатия реле 12.

Для контроля нормально разомкнутых реле переключатель 9 устанавливается в другое положение и преобразователь работает аналогичным образом.

1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве граммометра.

Целью изобретения является расширение области применения преобразователя путем обеспечения возможности измерения усилия контактного нажатия электромагнитных реле.

На чертеже представлена структурная схема преобразователя.

Преобразователь перемещения в код содержит дифференциальный емкостный датчик 1, дифференциальный усилитель 2, генератор 3 йеременного тока с двумя независимыми одноименными выходами, выпрямитель 4, операционный усилитель 5, ключ 6, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 7, формирователь 8 импульсов, переключатель 9, инвертор 10, источник 11 напряжения, контакты 12 электромагнитного реле. Дифференциальный емкостный датчик 1 содержит неподвижные электроды 13, электрод 14, жестко соединенный со щупом 15 и валом 16, установленным в корпусе

17, возвратную пружину 18. АЦП 7 выполнен в виде последовательно включенных амплитудного детектора 19 и блока 20 регистрации. Формирователь

8 может быть выполнен в виде кнопки.

В режиме измерения усилия нажатия контактов 12 электромагнитных реле преобразователь работает следующим образом.

Подвижный электрод 14 образует с разделенными зазором электродами 13 два воздушных конденсатора С, и

С . Емкости этих конденсаторов определяются величиной воздушного промежутка и площадями взаимного перекрытия электродов 13 и 14. В исходном состоянии электрод 14 занимает

15 и

:35

40 положение, при котором емкости конденсаторов С, и С равны. Перед началом измерения усилия контактного нажатия реле посредством кратковременного замыкания кнопки-формирователя 8 амплитудный детектор 19 переводят в нулевое состояние, к выходу источника ll напряжения и входу инвертора 10 подсоединяют контролируемые контакты 12 реле. Если контролируется усилие контактного нажатия нормально замкнутых контактов, то с помощью переключателя 9 к входу управления ключа 6 подключают вход инвертора 10. Если же осуществляется контроль нормально разомкнутых контактов 12 реле, то к входу управления ключа 6 подсоединяют выход ипвертора 10. Генератор 3 переменного тока обеспечивает нулевой фазовый сдвиг токов, протекающих через конденсаторы С С2. Перед началом измерения на равных емкостях

С, и С создают одинаковое падение напряжения О, и 0

На выходе дифференциального усилителя 2 вырабатывается нулевой сигнал, который через выпрямитель 4, операционный усилитель 5, замкнутый ключ

6 и амплитудный детектор 19 поступает на блок 20 регистрации.

При контроле усилия контактного нажатия нормально замкнутых контактов 12 реле сигнал с источника ll напряжения через нормально замкнутые контакты 12 реле и переключатель

9 поступает на управляющий вход ключа 6 и поддерживает ключ 6 в проводящем состоянии. Измеряемое усилие F контактного нажатия электромагнитного реле должно быть приложено к концу щупа 15 перпендикулярно оси его вращения. Это положение

1 34 должно сохраняться в процессе всего измерения. Усилие Г прикладывается в направлении, обеспечивающем размыкание нормально замкнутых контактов

12 реле. При приложении усилия F к щупу 15 последний отклоняется, вызывая при этом поворот электрода 14 вокруг оси. При этом изменяется площадь взаимного перекрытия электродов 13 и 14, вследствие чего меняется соотношение емкостей конденсаторов С, и С и падений напряжения на них U, и 0 . На выходе дифференциального усилителя 2 возникает переменный сигнал, величина которого однозначно определяется углам поворота щупа 15, т.е. прилаженным к щупу 15 усилием контактного . вжав тия электромагнитного реле. Выпрямленный выпрямителем 4 и усиленный операционным усилителем 5 сигнал через ключ 6 поступает на А!Ш 7, который обеспечивает регистрацию и хранение максимального значения поступающего электрического сигнала.

Как только усилие, приложенное к щупу 15, превысит усилие контактного нажатия контролируемого реле, нормально замкнутые контакты )2 реле размыкаются, одновременно с этим на управляющий вход ключа 6 перестает поступать сигнал с источника 11 напряжения. В результате ключ 6 tteреходиг в непроводящее состояние и блокирует прохождение сигнала с выхода операционного усилителя 5 на вход АЦП 7, на выходе которого автоматически фиксируется значение амплитуды электрического сигнала, соответствующее моменту размыкания контактов 12 реле. После снятия усилия со щупа 15 и кратковременного замыкания кнопки-формирователя В преабразователь переходит в исходное состояние и готов к следующему измерению.

При контроле нормально разомкнутых контактов преобразователь работает аналогично, с той лишь разницей, что в исходном состоянии положительный сигнал с выхода инвертора

10 поступает на управляющий вход ключа 6 и поддерживает ега в проводящем состоянии. После замыкания контактов 12 контролируемого реле на вход инвертора 10 поступает положительный сигнал с выхода источника

11 напряжения. В результате выход

9002

H1t13Eсртара 10 и Гае 1ltHptiHt tH с ним через переключатель 9 управляющий вход ключа 6 приобретают потенциал общей шины. При этом ключ 6 псрехо5 дит в неграводящее состояние, фиксиpvH MQt1Ettò замыкания контактов 12

?О зг

50

45 реле .

Операционный усилитель 5 вместе с дифференциальным усилителем 2 позволяет учесть коэффициент пропорциональности между разностным сигналам на входе дифференщ эльнаго уси.гителя " и величиной усилия, приложеннаг к щупу 15.

Преобразователь обеспечивает высокую точность и достоверность результатов контроля, исключая влияние

pt,верса щупа на конечный результат и субъективную ошибку оператора при определении момента замыкания (размыкания) контролируемых контактов электромагнитного реле. Результат контроля запоминается да момента сброса, т.е. считывание результата мажет осуществляться после окончания процесса измерения. Это значительно снижает утомляемость оператора и повышает производительность труда.

Ф а р м у л а и з а б р е т е н и я

Про; бразователь перемещения в кад, содержащий дифференциальный емкастный датчик, выводы которого подключены к входам дифференциального усилителя, аперационный усилитель, ключ, флрмирователь импульсов, выход которого подключен к входу сброса аналого-цифрового преобразователя, источник напряжения, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расшире:шя области применения преобразователя путем обеспечения возможности измерения усилия контактного нажатия электромагнитного реле, в него введены генератор переменнога тока, выпрямитель, переключатель и инвертор, первый и второй входы генератора переменного тока подключены к входам дифференциального усилителя, выход которого через выпрямитель подключен к входу операционнаго усилителя, выход операционного усилителя подключен к информационному входу ключа, выход которого подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразователя, выход источника напряжения через контакты контролируемого электроСоставитель М.Сидорова

Техред А.Кравчук

Редактор А.Маковская

Корректор С.Некмар

Тираж 899

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Закаэ 5200/57

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 магнитного реле подключен к входу инвертора и к одному входу переключателя, другой вход которого соедиl349002

6 нен с выходом инвертора, а выход подключен к управляющему входу ключа.