Устройство для контроля остаточной емкости малогабаритного гальванического элемента

 

Изобретение относится к электротехнической промьшшенности, к средствам контроля параметров малогабаритных гальванических элементов. , Цель изобретения - сократить время контроля остаточной емкости гальванических элементов и повысить,точность измерений. Устройство содержит генератор 4 тока, обеспечивающий питание контролируемого элемента зарядным токовьм импульсом заданной величины и длительности, компаратор 8, один вход которого подключен к источнику 15 порогового напряжения, другой вход - к выходу схемы 7 сравнения, а выход подключен к входу трехвходовой логической схемы И 9. Компаратор 8 и трехвходовая логическая схема И 9 i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

<»>SU, (51)4 Н 01 M 10 48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3990923/24-07 (22) 18.12.85 (46) 15.01.88. Бюл. У 2 (71) Центральный научно-исследовательский институт бытового обслуживания (72) Ю.А.Нартов, Н,M.Ôîìèí, А.В.Швец, В.Т.Полонский, А.И.Шкляев и Е,С.Кеслер (53) 621.355.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР у 482840, кл. Н 01 М 10/48, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Р 1236569, кл. H 01 М 10/48, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОСТАТОЧНОЙ ЕМКОСТИ МАЛОГАБАРИТНОГО ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА (57) Изобретение относится к электротехнической промьппленности, к средствам контроля параметров малогабаритных гальванических элементов.

Цель изобретения — сократить время контроля остаточной емкости гальванических элементов и повысить. точность измерений. Устройство содержит генератор 4 тока, обеспечивающий питание контролируемого элемента зарядным токовым импульсом заданной величины и длительности, компаратор 8, один вход которого подключен к источнику

15 порогового напряжения, другой вход — к выходу схемы 7 сравнения, а выход подключен к входу трехвходовой логической схемы И 9. Компаратор 8 и трехвходовая логическая схема И 9

1367070 обеспечивают формирование серии импульсов, длительность которой определяется временем заряда диэлектрической емкости контролируемого элемента до заданного уровня порогового напряИзобретение относится к электротехнике, к средствам контроля параметров малогабаритных гальванических элементов, используемых для.питания электронных часов, микрокалькуляторов и других подобных приборов с автономным питанием.

Целью изобретения является сокращение времени контроля и повышение 10 точности измерений остаточной емкости малогабаритных гальванических элементов.

На чертеже изображена схема устройства. 1L

Устройство, контролирующее остаточную емкость гальванического элемента, содержит клеммы для подключе ния контролируемого элемента, генератор 1 эталонной частоты, делитель 2 частоты, схему 3 управления измерениями, генератор 4 тока, интегратор 5, аналоговый инвертор 6, схему 7 сравнения, компаратор 8, логическую схему

И 9, счетчик 10, дешифратор 11 и ин- 25 дикатор 12, переключатели 13 и 14 с положениями 13. 1-13.3 и .,14.1-14.3, источник 15 порогового напряжения.

Генератор 1 эталонной частоты вырабатывает сигнал прямоугольной формы З0 частоты 100 кГц, стабилизированный кварцевым резонатором.

Схема 3 управления измерениями выделяет калиброванный по длительности () импульс из серии импульсов, пос-, тупающих с делителя 2 частоты, который управляет работой генератора 4 тока.

Генератор 4 тока обеспечивает формирование положительного зарядного токового импульса, протекающего через контролируемый гальванический элемент, с заданной величиной I и длительностью с„ .

3а время протекания зарядного импульса тока напряжение контролируеможения, а число импульсов в серии пропорционально величине остаточной емкости контролируемого элемента и подсчитывается счетчиком импульсов индикаторной цепи. 1 ил. го гальванического элемента возрастает линейно во времени. Этот сигнал поступает на вход интегратора 5, имеющий постоянную времени интегрирования в 10-100 раз большую, чем дли-. тельность измерительного импульса, и на вход аналогового инвертора 6 ° С выхода интегратора 5 и инвертора 6 сигналы поступают на входы схемы 7 сравнения, в которой производится вычитание постоянной составляющей напряжения контролируемого элемента, чем обеспечивается компенсация ЭДС контролируемых элементов при каждой их смене, в том числе элементов с различной ЭДС.

Линейно нарастающий от нуля до некоторой величины сигнал с выхода схемы 7 сравнения поступает на один вход компаратора 8. На второй вход компаратора 8 подается )пороговое> напряжение Е „, с источника 15 порогового напряжения °

Запрещающий сигнал низкого уровня с инверсного выхода компаратора 8, формируемый в момент равенства напряжений на его входах, поступает на один из входов логической схемы И 9.

На второй вход схемы И 9 подается разрешающий сигнал с выхода схемы 3 управления измерениями, совпадающий с передним фронтом зарядного импульса тока, протекающего через контролируемый гальванический элемент.

На третий вход схемы И 9 непрерывно подается сигнал прямоугольной формы с выходов делителя 2 частоты через переключатель 14 с периодом следования импульсов в 10 — 10 раз меньше длительности зарядного импульса тока о„.

С выхода схемы И 9 серия импульсов, число которых характеризует остаточную емкость контролируемого гальванического элемента, поступает

1367070 на вход счетчика 10, информация с выхода которого через дешифратор 11 поступает на цифровой индикатор 12 °

Устройство работает следующим об5 разом.

Генератор 1 эталонной частоты генерирует высокочастотные колебания прямоугольной формы со скважностью, равной двум, стабилизированные по частоте кварцевым резонатором. Эти колебания подаются на делитель 2 частоты, имеющий несколько выходов с различными коэффициентами деления основной частоты генератора 1 эталон- 15 ной частоты для обеспечения требуемого диапазона и соответствующего режима измерения остаточной емкости в зависимости от типа гальванического элемента. 20

Выбор режима измерений производится установкой переключателей 13 и 14 в положения 13.1 и 14.1 при минимальной степени разряженности элемента и в положения 13,3 и 14.3 при макси-. 25 мальной степени разряженности контролируемого элемента.

Сигнал с переключателя 13 поступает на вход схемы 3 управления измерениями, которая обеспечивает выделение 30 одноГо калиброванного по длительности импульса (I,Ä), который поступает на вход генератора 4 тока и управляет его работой. Генератор 4 тока соединен по выходу через положительную выходную клемму с контролируемым эле35 ментом. В течение действия калиброванного импульса, поступающего со схемы 3 управления измерениями, генератор 4 тока формирует зарядный им40 пульс тока, протекающий через контролируемый гальванический элемент с заданной величиной I и длительностью

l<

С началом протекания зарядного .токового импульса напряжение на эле-. менте линейно нарастает в сторону больших значений от величины ЭДС.

Величина остаточной электрической 5р емкости элемента и его внутренняя диэлектрическая емкость коррелированы, т.е. зависимы, причем чем меньше остаточная электрическая емкость элемента, тем больше его диэлектрическая 55 емкость. Однако от величины остаточной электрической емкости зависит и внутреннее сопротивление гальванического элемента.

Контроль остаточной емкости гальванического элемента н устройстве обеспечивается путем измерения внутренней диэлектрической емкости элемента, заряжаемой постоянным током, формируемым генератором 4 тока в цепи гальванического элемента.

При заряде диэлектрической емкости постоянным током исключается влияние на скорость нарастания напряжения внутреннего сопротивления гальванического элемента, поскольку величина падения напряжения на внутреннем сопротиялении постоянна (зарядный ток в цепи контролируемого элемента в процессе измерений остается постоянным) и мала (сопротивление цепи генератора

4 тока значительно больше внутреннего сопротивления гальванического элемента) .

Скорость нарастания напряжения. на контролируемом гальваническом элемента определяет момент срабатывания компаратора 8, т.е. момент достижения на выходе схемы 7 сравнения величины порогового напряжения Е,, подаваемого на второй вход компаратора 8 с

1 источника 15 порогового напряжения.

Интервал времени о от начала протекания через контролируемый элемент зарядного токового импульса до момента срабатывания компаратора 8 характеризует остаточную емкость контролируемого элемента питания, причем чем сильнее разряжен элемент, тем больше

< 2 < ) °

Для формирования интервала времени составлена цепь, которая содержит компаратор 8, подключенный по одному входу к выходу схемы 7 сравнения, а по другому — к источнику 15 порогового напряжения, трехвходовую логическую схему И 9, подключенную по одному входу к инверсному выходу компаратора

8, а по другому. входу — к выходу схемы 3 управления измерениями. На третий вход схемы И 9 непрерывно подаются импульсы эталонных частот с делителя 2 частоты.

Схема 3 управления измерениями формирует сигнал, который разрешает включение генератора 4 тока по переднему фронту и одновременно по тому же фронту разрешает прохождение импульсов эталонных частот с выходов делителя 2 частоты через переключатель 14 на выход схемы И 9.

1367070

Формула из обретения

Составитель И.Найдина

Техред Л.Сердюкова Корректор О.Кравцова

Редактор М.Циткина

Заказ 6846/51 Тираж 746 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Схема И 9 пропускает через себя импульсы эталонных частот только до момента срабатывания компаратора 8, после чего сигнал с инверсного выхода компаратора 8, поступающий на один иэ входов схемы И 9, запрещает прохождение импульсов. Таким образом, на выходе схемы И формируется серия импульсов, причем длительность серии 10 импульсов равна, а количество импульсов в серии определяет величину остаточной емкости контролируемого гальванического элемента.

Количество импульсов в серии подсчитывается счетчиком 10 импульсов, цифровой код с выхода которого через дешифратор 11 поступает на цифровой индикатор 12.

В соответствии с изложенным пока- 20 зания цифрового индикатора 12 минимальны при контроле элементов питания с номинальной величиной остаточной емкости, соответственно, чем меньше величина остаточной емкости гальвани- 26 ческого элемента, тем выше показания цифрового индикатора 12. Соответствие показаний индикатора 12 величинам остаточной емкости устанавливается в процессе калибровки. 30

Таким образом, процесс контроля остаточной емкости гальванических элементов производится без разряда элемента за время, не превышающее длительности зарядного токового импульса, (о=0,05 — 0,1) с повышенной точностью .

ЗБ измерений за счет использования генератора тока, который исключает влия-„ ние на результаты контроля внутреннего сопротивления контролируемого галь-„ ванического элемента.

Устройство для контроля остаточной емкости малогабаритного гальваничес-: кого элемента, содержащее генератор эталонной частоты и делитель частоты, соединенные последовательно два переключателя режимов измерения, подключенных к выходам делителя частоты

У схему управления измерениями, подключенную по входу через контакты одного из переключателей к выходам делителя частоты, индикаторную цепь, состоящую из последовательно включенных счетчика импульсов, дешифратора и индикатора, схему сравнения, интегратор и аналоговый инвертор, подключенные выходами к входам схемы сравнения, компаратор логическую схему И и выход1 ные клеммы для подключения контролируемого гальванического элемента, причем положительная выходная клемма соединена с входом интегратора и аналогового инвертора, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени измерений и повышения точ ности контроля, в устройство дополнительно введены генератор тока, формирующий положительные зарядные токовые импульсы, и источник порогового напряжения, логическая схема И выполнена трехвходовой, а компаратор — с двумя входами и инверсным выходом, причем положительная выходная клемма соединена с выходом генератора тока, связанного по входу с выходом схемы управления измерениями, компаратор одним входом соединен с выходом схемы сравнения, другим — с выходом источника порогового напряжения, логичес-,. кая схема И одним входом связана через контакты другого переключателя с выходами делителя частоты, вторым входом — с выходом схемы управления измерениями, третьим входом — с инверсным выходом компаратора, а выход логической схемы И соединен с входом счетчика импульсов измерительной цепи.