Источник импульсного магнитного поля

 

Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и может быть использовано в качестве источника поля при контроле ферромагнитных изделий, при исследовании силового воздействия импульсного магнитного поля на ферромагнитные изделия для управления исполнительным механизмом в системе управления, например клапаном. Таймер 2 запускается датчиком 1 положения и вместе с таймером 3 служит для формирования выходного импульса. Элементы И 4 и 13, элементы ИЛИ 5 и 7, генератор 10, формирователь 11 и мультивибратор 12 служат для формирования управляющих импульсов ключей 19,20. Если средний ток в обмотках выходных исполнительных элементов 21,22 превышает допустимый, то пороговый блок 18 через функциональный преобразователь 14 ограничивает его. Инвертор 6 обеспечивает работу ключей 19,20 в противофазе. Напряжение на интегратор 17 подается с шунта 16. Формирователь 15 служит для сброса интегратора 17. Счетные импульсы на таймер 2 поступают с датчика 8 импульсов через умножитель 9 частоты. Преобразователь 14 служит также для стабилизации среднего тока в элементах 21,22 при изменении питающего напряжения на входе 27. Управление формой выходных импульсов осуществляется кодом, поступающим на шину 26 данных. Это позволяет управлять формой импульса, поступающего на элементы 21,22, обеспечивая их надежное срабатывание, стабилизировать параметры этих импульсов и обеспечивать автономность устройства. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОО3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕаЪ)-ЛИН (191 (11) (51) 4 С 01 R 33 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHCNY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕНКЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4409312/24-21 (22) 13.04.83 (46) 15.12.89. Бюп. )) 46 (75) М.Е.Губичев, А.В,Ежков, В.А,Лашков и IO,H.Òèõîíîâ (53) 621.3)7.44(038.3) (56) Патент США IF 4626758, кл. 324-64, 02. 12.86.

Патент Великобритании Р 2172715, кл. F 02 D 441)//2222, 18.03,86 ° (54) ИСТОЧНИК ИМПУЛЬС))ОГО 11АГНИТНОГО

ПОЛЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и может быть использовано в качестве источника поля при контроле ферромагнитных иэделий, при исследовании силового воздействия импульсного магнитного поля на ферромагнитные изделия для управления исполнительным меха- низмом в системе управления, например клапаном. Таймер 2 запускается датчиком 1 положения и вместе с таймером 3 служит для формирования выходного импульса. Элементы И 4 и 13, элементы ИЛИ 5 и 7, генератор 10, 2 формирователь 11 и мультивибратор 12 служат для формирования управляющих импульсов ключей 19 и 20. Ксли средний ток в обмотках выходных исполнительных элементов 21 и 22 превышает допустимый, то пороговый блок 18 через функциональный преобразователь

14 ограничивает его ° Инвертор 6 обеспечивает работу ключей 19 и 20 в противофазе. Напряжение на интегратор

17 попается с шунта 16, Формирователь 15 служит для сброса интегратора 17. Счетные импульсы на таймер 2 поступают с датчика 3 импульсов через умножитель 9 частоты, Преобразователь 14 служит также для стабилизации среднего тока в элементах 21 и 22 при изменении питающего напряжения на входе 27. Управление формой выходных импульсов осуществляется кодом, поступаюним на нину 26 данных.

Это позволяет управлять формой импульса, поступающего на элементы 21 и 22, обеспечивая их надежное срабатывание„ стабилизировать параметры этих импульсов и обеспечить автоном- . ность устройства. 1 з.п, ф-лы, 2 ил.

1529154

Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и может быть использовано в качестве источника поля при контроле ферромагнитных изделий, при исследовании силового воздействия импульсного магнитного поля на ферромагнитные изделия, для управления исполнительным механизмом в системе управления, например кла!

35 паном.

Цепью изобретения является повышение надежности за счет выбора оптимальной формы импульса, поступающего на исполнительный элемент, стаби- 15 лизации параметров этого импульса, обеспечения автономной работы.

На фиг ° 1 представлена функциональная схема предлагаемого источника импульсного магнитного поля; íà 20 фиг. 2 — программируемый таймер.

Источник импульсного магнитного поля содержит датчик 1 положения, последовательно соединенные первый программируемый таймер 2, второй 25 программируемый таймер 3, элемент И

4 и элемент ИЛИ 5, выход которого через инвертор 6 поцключен к первому входу элемента ИЛИ 7, Выход датчика

8 импульсов через умножитель 9 частоты подключен к счетному входу таймера 2. Устройство содержит также последовательно соединенные генератор 10, формирователь 11 импульсов, ждущий мультивибратор 12, элемент

13 И.

Функциональный преобразователь 14 подключен к управляющему входу ждущего мультивибратора 12, а второй формирователь 15 импульсов — к выходу 40 таймера 3. Шунт 16 включен последовательно в цепь питания исполнительных элементов (обмоток), а напряжение с него поступает на вход интегратора 17, выход которого соединен с 45 входом порогового блока 18. Ключи 19 и 20 подключены к выводам выходных исполнительных элементов 21 и 22.

Второй выход шунта 16 и первый вход преобразователя 14 подключен к выхо- О ду внешнего источника питания, т.е. являются входом питания устройства.

Таймеры 2 и 3 содержат (фиг, 2) триггер 23, элемент И 24 и счетчик

25. Позицией 26 обозначена шина данных, позицией 27 — вход питания устройства, Датчики 1 и 8 могут быть выполнены в виде фотоэлектрических датчиков положения и у гла задающего элемента, например маховика, или являться различными выходами делителя частоты, подключенного к выходу генератора импульсов. Датчик 1 предназначен для формирования однократного импульса в начале цикла работы устройства, а датчик 8 — для формирования последовательности импульсов в течение цикла.

Информационные входы счетчика 25 таймера 2 и 3 поцключены к шине 26 данных устройства. Счетчик 25 выполнен реверсивным, работает на вычитание. Он может включить также входной буферный регистр, в который по соответствующему адресу заносится информация с шины данных, Выходы регистра подключены к информационным входам реверсивного счетчика, выход которого является выходом счетчика 25, Формирователь 11 может быть выполнен в виде ждущего мультивибратора„ формирующего импульсы заданной длительности. Он может быть выполнен перестраиваемым. Иультивибратор 12 выполнен управляемым, так что длительность его выходных импульсов зависит от напряжения на управляющем входе. В качестве мультивибратора можно использовать также программируемый таймер с высокочастотным генератором на счетном входе. При этом информационный вход таймера подключен к кодовому выходу преобразователя 14 или через АЦП к его аналоговому выходу.

Преобразователь 14 может быть выполнен в виде дешифратора (ППЗУ), устанавливающее однозначное соответствие между выходным кодом АЦП, на вход которого поступает напряжение с первого входа преобразователя 14, и выходным кодом преобразователя 14, который через соответствующий ЦАП может также подаваться на его аналоговый выход (это необходимо в случае выполнения мультивибратора 12 анапоговым). Второй вход дешифратора подключен к выходу блока 18 и.при появлении, например, логической единицы на втором входе дешифратора вид задаваемой им функциональной зависи-. мости меняется, уменьшая значение выходного кода в заданное число раэ или ограничивая его по величине.

Формирователь 15 прецназначен для формирования KopoTкого импульса по заднему фронту входного импульса и

5 !52 может быть выполнен в виде последовательно соединенных дифферепциатора, ограничителя, блока смещения и инвертора. Интегратор 17 представляет собой последонательно соединенные дифференциальный усилитель и интегратор со сбросом. Блок 18 выполнен в виде двух компараторов с объединенными входами. Выводы компараторов соединены с выходами блока 18, выход компаратора, подключенный ко входу элемента 7 может быть также соединен с выходом сигнала неисправности устройства. Элементы 21 и 22 могут представлять собой электромагниты, управляющие обмотки клапанов, форсунок и т.п.

Устройство работает следующим образом, Выходной импульс датчика 1 запускает таймер 2, который начинает подсчитывать выходные импульсы умножителя 9, В момент, когда число этих импульсов окажется равным значению кода, записанного в момент запуска в счетчик 25, потенциал иа его выходе переполнения устанавливает триггер 23 в исходное состояние и запускает таймер 3, Триггер 23 выполнен с динамическими входами, т ° е, срабатывает по перепаду входного потенциала, например из единицы в нопь.

Пока на выходе таймера 2 присутствует высокий логический уровень импульсы через элемент И 13 и элемент

ИЛИ 5 поступают на управляющий вход ключа 20. Длительность импульсов за— дается мультивибратором 12, который в свою очередь управляется преобразователем 14, 3То позволяет сформировать первую часть импульса тока в элементах 21 и 22 с амплитудой, превышаюцей амплитуду остальной части выходного импульса. 1(огда ключ 20 открыт, через выходные элементы 21 и 22 протекает ток, Напряженность выходного поля определяется средним значением тока в элементах 21 и 22.

В моменты времени, когда ключ 20 закрывается, открывается ключ 19, исключая влияние ЭДС самоиндукции на параметры выходного импульса поля и защищая элементы 21 и 22.

Запуск таймера 3 происходит в момент окончания выходного импульса таймера 2. С этого момента на ключ 20 через элемент И 4 и элемент ИЛИ 5 поступают импульсы меньшей скважно9154

20

35

55 сти с выхода формирователя I I, В момент окончания импульса на выходе таймера 3 у< тройство оказывается в исходном состоянии. Ймпульсы напряжения с шунта 16 интегрируются интегратором 17. Если его выходной сигнал превысит первое пороговое значение, задаваемое установкой на входе соответствуюцего компаратора блока 18, последний через преобразователь 14 ограничивает скважность импульсов мультивибратора 12, а следовательно и амплитуду выходных импульсов (их начальной части). Если же напряжение на интеграторе 17 продолжает нозрастать, оно достигает второго порогового значения, при этом блок 18 через элемент ИЛИ 7 замыкает ключ 19 и сигнапизирует о неисправности, В момент окончания выходного импульса таймера 3 формирователь 15 сбрасывает интегратор 17.

I1o сравнению с известным, предлагаемое устройство обладает следующими преп муце ст вами: поз ноля ет сформировать выходной импульс поля сложной формы с напряженностью на начальном участке большей или меньшей, чем в остальной части импульса, что позволяет получить заданный закон изменения намагничиваюцего поля, а при использовании в силовых элементах обеспечить надежное срабатывание исполнительного органа; амплитуда начальной части выходного импульса в предлагаемом устройстве стабильна при изменении напряжения питания, что обеспечивает надежное срабатывание исполнительного элемента или перемагничивание заданным полем; вид зависи мости выходно го си гнал а от напряжения питания (или иной величины, информация о которой подается на функциональный преобразователь) может изменяться путем перестройки, изМенения структуры дешифратора этого преобразователя; выходные обмотки в предлагаемом устройстве надежно защищены от перегрева, а ЭДС самоиндукции не оказывает влияния на выходной сигнал; при выходе из строя управляющего процессора, подключенного к шине данных, устройство продолжает работать по заданной программе, поскольку информация о длительности вы- ° ходного импульса и его форме хранится в программируемь|х таймерах ° Это

1529154 обеспечивает повышение надежности по сравнению с известными устройствами. формулаизобретения

1. Источник импульсного магнитного поля, содержащий датчик положения, выход которого соединен с входом запуска программируемого таймера, счетный вход которого соединен с выходом блока формирования, вход которого соединен с выходом датчика импульсов, а также группу выходных исполнительных элементов, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен вторым программируемым таймером, двумя элементами

ИЛИ, инвертором, двумя элементами И, двумя формирователями импульсов, генератором импульсов, функциональным преобразователем, ждущим мультивибратором, пороговым блоком, двумя ключами, шунтом и интегратором, при этом блок формирования выполнен в виде умножителя частоты, выход первого программируемого таймера соединен с входом запуска второго программируемого таймера и первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами упвавления первого ключа и входом инвертора, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом управления второго ключа, первый выход которого соединен с.первым выводом щунта, первым входом интегратора и первыми выводами группы выходных исполнительных элементов, вторые выводы которых соединены с вторым выводом второго ключа и первым выводом

40 первого ключа, второй вывод которого соединен с общей шиной, причем второй вывод шунта соединен с вторым входом интегратора, входом питания источника импульсного магнитного поля и входом функционального преобразователя, выход которого соединен с управляющим входом ждущего мультивибратора, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход генератора импульсов соединен со счетным входом второго программируемого таймера и входом первого формирователя импульсов, выход которого соединен с входом запуска ждущего мультивибратора и первым входом второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, а выход второго программируемого таймера соединен с вторым входом элемента

И и входом второго формирователя импульсов, выход которого соединен с входом сброса интегратора, выход которого соединен с входом пооогового блока, выходы которого соединены соответственно с управляющим входом функционального преобразователя и вторым входом второго элемента ИЛИ.

2. Источник по и. I о т л и— ч а ю шийся тем, что программируемый таймер выполнен в виде триггера, элемента И и счетчика, при этом вход запуска программируемого таймера соединен с первым входом триггера и входом записи счетчика, счетный вход которого соединен с выходом элемента И, входы которого соединены соответственно со счетным входом программируемого таймера и выходом триггера, второй вход которого соединен с выходом переполнения счетчика и выходом программируемого таймера, I529I54

Составитель С.Шумилишская

Редактор Н,Парфенова Техред Л.Сердюкова

Корректор М Поко

Заказ 7637/41 Тираж 714 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ CCСР

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

Производственно-издательский комбинат Патент, r. Укгород, ул. Гагарина, 1

11 tl

101