Устройство для определения силовых характеристик электромагнита
Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для онределения силовых характеристик пропорциональных электромагнитов. Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей и повышение производительности устройства. В устройство, содержащее электродвигатель 1 с блоком 7 управления, преобразователь вращательного движения в поступательное, тензодатчик 4, регистрирующий прибор 11, к первому входу которого через первый усилитель 9 подключен выход тензодатчика 4, а второй вход подключен к выходу второго усилителя 10, введены управляемый источник 8 тока, цифроаналоговый преобразователь 12, реверсивный счетчик 13, переключатель 14 режимов работы , блок 15 управления устройством и источник 16 опорного напряжения. При этом обеспечивается автоматическое определение тяговой Нж f(«5 ) и нагрузочной F,n f(IodH) характеристик пропорционального электромагнита как при увеличении, так и при уменьшении аргумента. 4 ил. ю (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ l4 ОТКРЫТИЙ (21) 4178800/24-07 (22) 12.01.87 (46) 07.08.88. Бюл. ¹ 29 (71) Курское отделение Всесоюзного научно-исследовательского, проектно-конструкторского и технологического института низковольтного аппаратостроения (72) А. И. Полтавченко и Я. Н. Сачковский (53) 621.318.3.004.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 547847, кл. Н 01 F 7/13, 1975.
Авторское свидетельство СССР
М 1111136, кл. G 05 В 23/02, 1983.
Авторское свидетельство СССР
¹ 318069, кл. H 01 F 7/13, 1970. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
СИЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОМАГНИТА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для определения силовых характеристик про„„Я0„„1415264 A 1 с51 4 Н 01 Н 49/00, С 05 В 23/02 порциональных электромагнитов. Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей и повышение производительности устройства. В устройство, содержащее электродвигатель 1 с блоком 7 управления, преобразователь вращательного движения в поступательное, тензодатчик 4, регистрирующий прибор 11, к первому входу которого через первый усилитель 9 подключен выход тензодатчика 4, а второй вход подключен к выходу второго усилителя 10, введены управляемый источник 8 тока, цифроаналоговый преобразователь 12, реверсивный счетчик 13, переключатель 14 режимов работы, блок 15 управления устройством и источник 16 опорного напряжения. При этом обеспечивается автоматическое определение тяговой F =1(о ) и нагрузочной F» = f(l .) характеристик пропорционального электромагнита как при увеличении, так и при уменьшении аргумента. 4 ил.
1415264
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения статических силовых характеристик электромагнитов, упругих элементов и различных силовых устройств.
Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей устройства и повышение производительности.
На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 -- схема блока управления устройства; на фиг. 3 и 4 алгоритмы работы устройства при определении тяговой и нагрузочной характеристик электромагнита.
У Tpoll«TBQ состоит из шагового электродвигателя 1, хо LOBO! о винта 2, толкат«ля с гайкой 3. в которой встроены упругие элементы тензодатчика 4 выводов для подк
Шаговыи электродвигатель вместе с ходовым винтом 2 и толкател(м с гайкой,3 предназнач(и .lля фиксации определеHHol положения якоря 6 относительно неподвижНоН части эл«ктромагнита 5. Причем ->тог приводной мех;<низм рассчитан т,>к, чт<я>ы с при. одом импульса на блок 7 inpattë«IIHH двигателе:>1 изменять положение якоря на единицу д,ln!Ii l (заранее определенную, исxo.rH из гр«бу«мой точности измерений) .
1!ензода гчик 4 сл жит для выдачи сигна.la, tlpotIop1titott;iльноГо сил(. тяГи F ч э. l«KГромагнита, H,л олжеil подбираться ГBKH vi образом, I I o(>l>l .I(формация его у пругих эл« »>>«н Гon д<1.>к« I I p è м <<к<. и>>1 ал в<<о »1 » .i бы.l cl зHà÷nòeënío м«ltt,ill(. длины едl
Блок 7 управления двигател M формирует сигtlaлы, нсобходимыс для работы шагового электродвигателя !. С npHxo,roì импу.lhca на первый вход блока 7 обеспечива T(я едини IHBIH нов >рот шагового электродвиг;1теля в прямом направлении, а ири посту<— ленни им1<уль«а На второй вход — в обра гном.
Управляемый источник 8 тока осу<цестьля I формирование тока обмотки электромагнита 13 ooãâåò«TBHH сo значени«м Ilallpnжения. подаваемого на его вход. Управлясмый источник 8 мокет быть выполнен, например, в виде стабилизатора тока, для к(торого t330.1нои сигнал является опорным.
Усилите,lit 9 и 10 предназначены для у it.leния маломощнь<х сигналов до требуемых величин.
Регистрирук>и<ий прибор 11 служ<п д.<я фиксации «иловых . арактерис>ик эл«KIpoмагн па. В качестве рс Гистрирук>щего при5
1О
ЗО
55 бора может быпгь использован, например, двухкоординатный самописец.
ЦАП 12 преобразует код в аналоговый сигнал.
Реверсивный счетчик 13 служит для формирования из последовательности импульсов параллельного кода сигнала, поступающего на второй вход регистрирующего прибора 11.
Переключатель 14 режимов работы подготавливает устройство для определения тяговой или нагрузочной характеристик и электромагнита.
Блок 15 управления устройством осуществляет управление всеми частями устройства и имеет шесть выходов 15.1 — 15.6.
Блок 15 управления устройством (фиг. 2) состоит из управляемого генератора 17 импульсов, триггеров 18 и 19, счетчика 20, по«тоянного запоминающего блока (ПЗБ) 21, выходного регистра 22, элемента И 23, триггера 24, элемента ИЛИ 25, схемы 26 пуска и схемы 27 установки нуля.
Блок 15 работает следующим образом.
11ри включении питания схема 27 устанонки нуля фиксирует исходное состояние устройства. С приходом сигнала «Пуск» триггер 24 устанавливается в единичное состояние и разрешает формирование импуль«оп Гснератору 17. На триггерах 18 и 19 cot>patIa пересчетка, с выхода которой импуль«û посrónают на счетный вход счетчика 20.
Выходной код счетчика подается на адресный вход ПЗБ 21. Разрядность счетчика
<ависит от разрядности адреса ПЗБ. При установившемся адресе ПЗБ с триггера 19 поступает сигнал на считывание информации с ПЗБ. С приходом импульса с элемента И 23 информация с ПЗБ записывается в выходной регистр 22, выходы которого подключены к выходам блока управления.
С приходом четвертого импульса с генератора изменяется на единицу код счетчика 20 (соответственно адрес ПЗБ), а пересчетка устанавливается в исходное состояние и начинается цикл опроса ПЗБ по новому адресу и установление новых выходных сигналов блока. Процесс продолжается до тех пор, Ii<>Ka вся программа проведения испытаний, .t«li««aHtIaH в ПЗБ, не будет отработана.
В конце программы в последнюю биту выходной информации записывается единица, которая после занесения в регистр 22 проходит через элемент ИЛИ 25 и сбрасывает триггер 24, прекращая работу генератора.
В Г13Б занесены две программы работы устройства, которые вызываются в зависимости от состояния переключателя 14 режимов работы. Выход переключателя соединен со старшей битой адреса ПЗБ. При сигнале «О» на этом выходе с ПЗБ считывается программа для снятия тяговой характеристики, а при сигнале «!» программа для снятия нагрузочной характеристики. Объем ПЗБ зависит от длины программы, т. е. от дискретности изменения хода якоря и тока катушки.! 415)264
Устройство функционирует следую(цим образом.
Для наглядности изображения алгоритмов (фиг. 3 и 4) использованы условные переходы, которые в устройстве не осуществляются. Практически в ПЗБ заносится последовательно все необходимое колич«ство повторяющихся операций.
В режиме определения тяговой харак)сристики F-.=i{h).
После пуска устройства с выхода 15. ) блока 15 управления снимается сигнал установки нуля счетчика 13. На выходс 5.6 блока 15 управления появляется сигнал, включающий источник !6 опорного напряжения
U,„è на обмотку электромагнита подается требуемый ток. Значение F ., полученное с тензодатчика 4 и усилителя (), поступает на первый вход регистрирующего прибора 11 и фиксируется им в точке, соответствующей сигналу, поступающему на второй вход прибора 11 (т. е. значению О). На выход 15.3 20 блока 15 управления начинак>т поступать импульсы, с приходом каждого и«которых на первый вход блока 7 управления шаговый электродвигатель 1 производит фиксированное перемещение и с помощью ходового винта 2 и толкателя с гайкой 3 изменяет положение якоря на единицу длины Ло. Эти импульсы поступают на второй вход реверсивного счетчика 3, который осуществляет их суммирование и таким образом (1>ормирлет параллельный двоичный код значения (> в 3р данный момент. Ко.> счетчика 13 преобразуется в аналоговый сип(ал с помощьк)
HAlI 12 и через усилитель 10 по(тупает на второй вход прибора 1!. Когда ход якоря (> достигает максимального значения, требуеM O I O II P II C H HT H H T H I O II O É X II P B K I (!) I((T li K 11, 3 5 выдача импульсов на выход 15.3 блока 15 управления прекращается. С выхода 5.{> блока 15 управления снимdåò«H ill (цкi выключения источника 16 и обмотка обесточивается. На выход 15.1 блока !5 управления начинают поступать импуль(ы, по которым шаговый электродвигатель производит вращение в обратном направлении, Поступает такое же количество импульсов как и при движении шагового электродвигателя 1 в прямом направлении. Таким образом, устрой- 45 ство возвращается в исходное состояние и готово для новых измерений.
В режиме определения нагру«очной характеристики электрома(нита F.:=/i/ -»,, где <> M — ток в обмотке электромагнита, фиксация значения F" осу(цеств iястся та- 50 ким же образом, как и в предыдущем случае
Положение якоря фиксируется в требуемых положениях, а импульсы появляются сначала на выходе 15.4 блока 15 управления и поступают для суммирования на второй вход счетчика 13. В данном режиме счетчик 13 формирует код значения тока обмотки )лек>ромагнита, который преобразуегся на LLAII
12 в аналоговый сигнал, поступающий чс ре« усилитель 10 4ля фиксации на управляемый источник 8 тока для управления нм. Ток в обмотке /;,л. начинает ступенчато расти.
Г1ри достижении им номинального значения импульсы с выхо.(а 15.4 блока 15 управления пропадают, а появляются на выходе 15.2 и
/„). начинает умсньн(аться. Когда ток стане г раным нулю, то определение нагрузочной характеристики при данном положении якоря завершается. Производится перемещение якоря в новое требуемое положение.
Г1овторяются все Операции по определению F. =/{/ .. . 1lосле определения характеристик во всех требуемых положениях якоря он возвращается в исходное положение.
Таким образом, устройство позволяет определять как тяговые F"=f!()), так и нагру«очные F .=/1/,n.) характеристики элеhTромагнитов. причем oRределение силoâûx характеристик прн различных значениях положсния якоря или тока обмотки осуществляется автоматически, что значительно Iloвы(пает производительно Th устройства
Фо/).л(д.)а изоб/)етенпя
Устройство для определения силовы характеристик электромагнита, содержащее эл KTpoдвигатель с блоком управления, преобра«ователь вращательного движения в постхпательное, предназначенный для связи
1(ала двигателя с якореxi контролируемого электромагнита, тензодатчик, усилители, регистрирук>щий прибор, причем первый вход ре(истрирующего прибора через первый усилитель соедин(и с выходом тензодатчика, а второй вход регистрирующего прибора сосдинен с выходом второго усилителя, 07.Iu IaIoIuee(:s< тем, что, с целью расширения эК Il, IÚ ÇTÈ(1ÈOÍIIЫХ ВО«МОЖНОСТРЙ и IIOBhl ill(HlIH производительности устройства, в него введен блок управления устройством с одним входом и шестьк) выходами, реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь
{14ЛП), источник опорного напряжения, управляемый источник тока, переключатель режимов определения силовых харакгеристик с четырьмя переключаю(цими контактными группами, причем размыкающая конгактная пара первой переключающей контактной группы указанного переключате, IH вклк)чена между источником опорного напряжения и входом управляемого источника гока, замыкающий контакт первой контактной групы соединен с выходом !LA!I и входом второго усилителя, размыкак)щая контактная пара второй контактной группы нклю иНа МЕжду ПЕРВЫМ ВХОДОМ рЕВЕрсИВНОГO И 1 1 l1 к а li и (. р в ы м в ы х о до м 6ч О к а x I l p ii H, 1 (Il 11 H
>>oTpoI(cTao»I. «а,((iкаюi.(ии конт,iKT второй контактной грх п и ы с Ос дин(. и (. в Горы )1 III>1X(), 1oX1 блок(1, пр«в.((EIIIH. ра IXII>IKIIK)ill;IH
KOilT;1KTH ii H па р;1 TpPTh(. II KOIIT;IKTI1011 г)>X II II (ii вк.(н>чена меж,lx вторым H xo.(o l рс (и p(и нного счетчика и трстьнм Н,О.IO I 6.(ок;1 у(1р;(н1415264 ления, замыкающий контакт третьей контактной группы соединен с четвертым выходом блока управления, размыкающая контактная пара четвертой контактной группы включена между общей шиной устройства и входом блока управления, замыкающий контакт четвертой контактной группы соединен с входом, предназначенным для подачи логической единицы, причем при определении тяговой характеристики электромагнита замкнуты размыкающие пары переключателя, а при определении нагрузочной характеристики электромагнита замкнуты замыкающие контактные пары переключателя, выходы реверсивного счетчика соединены с входами ЦАП, третий вход реверсивного счетчика соединен с пятым выходом блока управления, первый и третий выходы блока управления устройством соединены с входами блока управления двигателем, шестой выход блока управления устройством соединен с входом источника опорного напряжения.
1415264 с.оставитель I: Сафонов,!
Рел;>к«>р 0 I îловаи 1 с «рел 11. 13ер (Корректор I Р(ill(тии к
;3;t t iIв .3(3;1> 47 Тираж 746 11олп ис но(I311I1111111 I t>(3ларств(>и >го ко«(итета Г:((.Р по ле >a ° I и>о»р«гении >«» t 1>t tt >tjt
11:3()35, .«1о«ква, Ж 35. I it« >>tet.;I>t наг> ..! 4 5
I 1)>i>ll (во.i(TH(tilt(> II(> 1è> j>il(1>t I((ко(и;>е>>прияти(., I Ужг(> j>(>it. ъл 11;>о(кт>о>н, 4
