Измеритель удельного электросопротивления углеграфитовых изделий

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения удельного электросопротивления углеграфитовой продукции. Цель изобретения - повышение точности измерения удельного электросопротивления четырехзондовым методом. Измеритель включает в себя контактное устройство 1, содержащее токовые зонды 2, потенциальные зонды 3 и сигнальные зонды 4 для обеспечения устойчивого электрического контакта с изделием, и измерительный блок, преобразующий падение напряжения на изделии при пропускании через него импульса стабильного электрического тока непосредственно в цифровое значение удельного электрического сопротивления. Измерительный блок содержит стабилизатор 5 тока, переключатели 6 и 7, усилитель 8 с задаваемым коэффициентом усиления, два компаратора 10 и 13, делитель 12, схему 11 интегрирования, схему 14 формирования опорного сигнала, логические элементы ЗИ 15, 2ИЛИ-НЕ 16, два одновибратора 18 и 19, аналого-цифровой преобразователь 9, схему 23 цифровой индикации, RS-триггер 17, ключ 20 и автономный источник 21 питания. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1597767

А1 рц G 01 R 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 .(21) 4369122!24-21 (22) 22.01.88 (46) 07.10.90. Бюл. ¹ 37 (72) Б.П.Цедов, В.A.Æáàíoâ, С.И.Чагров и Э.С.Варыпаев (53) 621.317 (088.8) (56) Техническое описание и Инструкция по эксплуатации на систему

"Зонд-2А". Запорожский филиал ВНИКИ

"Цветавтоматика", 1985, (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ УДЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОСОПРОТИВЛЕНИЯ УГЛЕГРАФИТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения удельного электросопротивления углеграфитовой продукции. Цель изобретения — повышение точности измерения .удельного электросопротивления четырехзондовым методом. Измеритель включает в себя контактное устройство 1, содержащее

2 токовые зонды 2, потенциальные зонды

3 и сигнальные зонды 4 для обеспечения устойчивого электрического контакта с изделием, и измерительный блок, преобразующий падение напряжения на изделии при пропускании через него импульса стабильного элек-. трического тока непосредственно в цифровое значение удельного электрического сопротивления. Измерительный блок содержит стабилизатор 5 тока, переключатели 6 и 7, усилитель

8 задаваемым коэффициентом усиления, два компаратора 10 и 13, делитель

t2 схему 11 интегрирования, схему

14 формирования опорного сигнала, логические элементы ЗИ 15, 2ИЛИ-НЕ 16, э два одновибратора 18 и 19, аналогоцифровой преобразователь 9, схему

23 цифровой индикации, RS-триггер С®

17, ключ 20 и автономный источник

21 питания. 1 ил.

1597767

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения удельного электросопротивления графитированных, обожженных, угольных и углеродистых изделий, и может быть применено в металлургической промьппленности.

Цель изобретения — повышение точности измерения удельного электросопротивления электродной продукции путем снижения погрешности результатов измерения.

На чертеже представлена функциональная схема измерителя. l5

Измеритель удельного электросопротивления углеграфитовых изделий включает в себя контактное устройство °

1, содержащее токовые зонды 2, потенциальные зонды 3 и сигнальные зонды 20

4, стабилизатор 5 тока, механически взаимосвязанные переключатели 6 и 7, усилитель 8 с задаваемым коэффициентом усиления, аналого-цифровой преобразователь 9, первый компаратор 10, схему 11 интегрирования, делитель 12 напряжения, второй компаратор 13, схему 14 формирования опорного сигнала, элемент ЗИ 15, элемент 2 ИЛИНЕ 16, RS-триггер, 17, одновибраторы 18 и 19, ключ 20, автономный источник 21 питания, элемент 2И 22, схему 23 цифровой индикации и схему

24 формирования калибровочного сигнала. Сигнальные зонды 4 закреплены . на контактном устройстве 1 жестко, а зонды 2 и 3 — подпружинены с по,мощью калиброванных по усилию сжатия пружин и изолированы от металлического основания изоляционными втул40 ками, причем конструктивно обеспечено выступание зондов 2 и 3 по отношению к зондам 4. С измерительной схемой зонды соединяются через штепсель- ный разъем. !

Измеритель работает следующим образом., Цикл измерения начинается с момента установления нормированного механического и устойчивого электрического контакта зондов 2-4 контактного устройства 1 с поверхностью объекта измерения. Сигналы низкого .уровня с сигнальных зондов 4 через переключатель 6 формируют на выходе элемента 2ИЛИ-НЕ 16 логическую "1", которая через одновибратор 19 воздействует на первый вход RS-триггера

17, на выходе которого формируется сигнал "1". Сигналы с выхода RS-триггера 17 и элемента 2ИЛИ-НЕ 16 через элемент 2И 22 открывают ключ 20. Про- исходит включение стабилизатора 5 тока и формирование в объекте измерения посредством токовых зондов 2 измерительного тока.

Измерительный ток при включении нарастает до заданного значения, далее стабилизуется и создает на участке объекта измерения между потенциальными зондами 3 падение напряжения U„ Напряжение U„ ÷åðåç переключатель 7 и усилитель 8 с задаваемым коэффициентом усиления поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 9, запуск которого осуществляется через одновибратор

18 сигналов "1" с выхода элемента

ЗИ 15. На первый вход последнего подается сигнал с компаратора 10, осуществляющего контроль наличия и величины выходного напряжения усилителя 8 по минимальному значению амплитуды сигнала. Компаратор 10 срабатывает при превышении выходным напряжением усилителя 8 установленного минимального уровня, который формируется схемой 14 формирования опорного сигнала ° На второй вход элемента ЗИ 15 подается сигнал с компаратора 13, срабатывающего по окончании переходного процесса по фронту выходного напряжения усилителя 8.

На инвертирующий вход компаратора 13 выходное напряжение усилителя

8 подается через делитель 12, а на неинвертирующий вход — через схему

11 интегрирования. Сигнал на выходе компаратора 13 формируется при равенстве уменьшенного текущегои за-держанного во времени выходного напряжения усилителя 8. На третий вход элемента ЗИ 15 поступает сигнал с выхода элемента 2ИЛИ-НЕ 16. Таким образом формируется сигнал запуска аналого-цифрового преобразователя 9.

По окончании аналого-цифрового преобразователя выходным сигналом

"Конец преобразования" аналого-цифрового преобразователя 9, подаваемым на второй вход RS-триггера 17, изменяется его состояние.

Появление логического "0" на выходе RS-триггера 17 закрывает ключ

20 и выключает стабилизатор 5 тока.

Протекание измерительного тока через р=U„x K x Kpp объект измерения прекращается. На цифровом выходе аналого-цифрового преобразователя 9 формируется цифровой код, соответствующий величине сигнала на выходе усилителя 8, который преобразуется и индицируется схемой 23 цифровой индикации в виде числа в десятичном коде непосредственно в единицах удельного электросопротивления.

Для осуществления следующего цикла измерения контактное устройство

1 следует снять с поверхности измеряемого объекта и снова установить стабильный контакт путем нажатия на контактное устройство 1 до упора сигнальных зондов 4 в поверхность измеряемого объекта. При отрыве сигнальных зондов 4 от поверхности измеряемого объекта на выходе элемента

2ИЛИ-HE 16 формируется логический

"0", а при повторном контакте с поверхностью измеряемого объекта— снова логическая "1", фронтом которой запускается одновибратор 19, что вызывает переброс RS-триггера 17, появление логической "1" на его выходе и открывание ключа 20. Происходит повторное включение стабилизатора 5 тока и формирование в объект е измер ения измерительного тока, Далее, работа схемы повторяется в изложенной последовательности.

В режиме "Калибровка" осуществляется проверка исправности блоков измерительного канала. Подачей потенциала "Цифровая земля" на входы элемента 2ИЛИ-НЕ 16 через переключатель

6 имитируется установление контакта контактного устройства 1 с объектом измерения. При этом с выхода элемента 2ИЛИ-HE 16 потенциал разрешающей логической "1" подается на вход элемента ЗИ 15. Одновременно на вход усилителя 8 через переключатель 7 подается контрольный сигнал, сформированный схемой 24 формирования калибровочного сигнала. Величина контрольного сигнала выбирается больше наименьшего сигнала U„снимаемого с потенциальных зондов при измерении. После срабатывания компараторов 10 и 13 осуществляется запуск одновибратором 18 аналого-цифрового преобразователя 9. Работоспособность измерительного канала проверяется для нескольких значений коэффициента К„ усилителя 8. Схема 23

97767 6 индикации высвечивает ряд контроль" ных чисел в единицах удельного электр осопр отивления.

Преобразование значения напряжения, снимаемого потенциальными зондами 3, в величину удельного электрического сопротивления, высвечиваемого схемой 23 цифровой индикации, выпол10 няется в соответствии с формулой где U — падение напряжения между и потенциальными зондами;

К, — задаваемый при калибровке коэффициент усиления усилителя 8, зависящий от геометрических размеров изде20 лия, от расстояния между зондами и от величины тока в измерительной цепи;. пр

К вЂ” коэффици ент пр е обр аз ования анал ог о-цифр о вог о пр еобразователя 9 и схемы 23 цифровой индикации.

Использование предлагаемого измерителя удельного электросопротивления позволяет повысить оперативность контроля по ходу технологического процесса изготовления углеродистых изделий, а также приводит к снижению погрешности измерений.

Формула изобретения

Измеритель удельного электросопротивления углеграфитовых изделий, содержащий контактное устройство с двумя токовыми и двумя потенциальными зондами, стабилизатор тока, сое4р диненный с токовыми зондами, два механически взаимосвязанных переключателя и схему формирования калибровочного сигнала, соединенную с первым входом первого переключателя, с вто4 рым входом которого соединены потенциальные зонды, вольтметр, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения удельного электросопротивления углеграфитовых изделий, вольтметр выполнен цифровым, причем в него введены усилитель с задаваемым коэффициентом усиления, два компаратора, делитель, схема интегрирования, схема формироВания ОпорнОГО сиГнала два сиГналь ных зонда, логические элементы ЗИ, 2ИЛИ-НЕ, 2И, два одновибратора, аналого-цифровой преобразователь, схема цифровой индикации, RS-триггер, ключ

1597767

Составитель П,Тарасенко

Редактор Н.Яцола Техред Л.Олийнык Корректор С.Черни

Заказ 3051 Тираж 557 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина, 101 и автономный источник питания, причем вход усилителя с задаваемым коэффициентом усиления соединен с выходом первого переключателя, а выходс информационным входом аналого-цифрового преобразователя, с первым вхо-. дом первого компаратора и через схему интегрирования и делитель соответственно с первым и вторым входами 1р второго компа атора, выход которого соединен с входом элемента ЗИ, с вторым входом первого компаратора соединена схема формирования опорного сигнала, а выход первого компаратора соединен с вторым входом элемента

ЗИ, два сигнальных зонда контактного устройства соединены с вторым входом

;второго переключателя, первый вход которого соединен с общей шиной, выход второго переключателя соединен . с входами элемента 2ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с третьим входом элемента ЗИ и с входом первого одновибратора, а выход элемента ЗИ - с входом второго одновибратора, выход которого соединен с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя, информационный выход которого соединен со схемой цифровой индикации, а управляющий выход — с вторым входом RS-триггера, первый вход которого соединен с выходом первого одновибратора, выход RS-триггера соединен с первым входом элемента 2И, второй вход которого соединен с выходом элемента 2ИЛИ-НЕ, а выход элемента

2И соединен с управляющим входом ключа, через который соединен автономный источник питания со стабилизатором тока.