Устройство для автоматизированного исследования качества электроизоляционных материалов и изоляции электрических цепей

 

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1УЬЛИН

„.SU„„1652939 А1 (gg)e (0! R 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕ"ТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯЦ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4213826/21 (22) 23.03.87 (46) 30.05.91. Бюл. ¹ 20 (71) Отделение Всесоюзного научноисследовательского института электромеханики и Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) A.È. Галушко, В.А. Тузов, P.Ä. Микаилов, В.И. Лопатин, А.А. Егоров, !0.0. Резник и Е.Б. Катков (53) 681.327.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹- 363936, кл. С 01 R 27/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 995025, кл. Г 01 К 31/02, 1981. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТНЗИРОВАННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ КАЧЕСТВА

ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ, содержащее С, tgf-метр, измеритель сопротивления, источник измерительного напряжения, блок управления и коммутирующий блок, состоящий из группы реле каналов и группы реле приборов, первый вход которой соединен с объединенными нормально разомкнутыми контактами группы реле каналов, нормально замкнутые контакты которых объединены и соединены с вторым входом .группы реле приборов, первый выход которой соединен с измерительным входом С, tg3-метра, выходы которого соединены с первой группой входов блока управления, вторая группа входов которого соединена с выходами измерителя сопротивлений, измерительный вход которого соединен с вторым выходом группы реле приборов, третий выход которой соединен с выводами источника напряжений, управляю2 щие входы С, tp3-метра и измерителя сопротивлений соединены соответственно с первым и вторым управляющими выходами блока управления, группа выходов которого соединена с входами управления коммутирующего блока, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения достоверности определения показателей качества диэлектрика, в устроиство введены элект рометр, вьгходы которого соединены с третьей группой входов блока управ ления, третий вьгход которого соединен с управляющим входом электрометра, измерительный вход которого соединен с четвертым выходом группы реле приборов, электрометрический тракт, содержащий триаксиальные кабели, число которых на единицу больше числа изме- ф рительных датчиков, помещанных в измерительную камеру, в коммутирующий блок введен экранированный узел управления каналами, дистанционные

4В входы управления которых являются

Сл управляюпп ми входами коммутирующего блока, причем узел управления каналами состоит из идентичных схем управления соответствующими электрометричес- 4Ф кими реле. и переключателя режима C© управления, каждая схема управления содержит тумблер ручного управления, транзисторный ключ и логическую схему, состоящую из элемента НЕ с открытым коллектором и элемента 2И-ИЛИ-НЕ, 3 первый вход которого соединен с соот- Д ° ветствующим входом дистанционного управления узла управления каналами, второй и третий входы элемента 2ИИЛИ-НЕ соединены соответственно с первым и вторым контактами переключа1652939

55 и четыре элемента 4И-НЕ, причем вход первого элемента HF соединен с выходом элемента 2И-ИЛИ-HF. схемы управления первым и вторым реле и первыми

5 входами второго, третьего и четвертого элементов 4И-HE блокирующей логической схемы, выход первого элемента НЕ соединен с первым входом первого элемента 4И-НЕ, вход второго элемента НЕ соединен с выходом элемента 2И-ИЛИ-НЕ схемы управления третьим и четвертым реле и с вторыми входами первого, третьего и четвертого элементов 4И-НЕ блокирующей логической схемы, выход второго элемента НЕ которой соединен с вторым входои второго элемента 4И-HE âõîä третьего элемента НЕ соединен с выходом элемента 2И-ИЛИ-НЕ схемы управ- 20 ления пятым и шестым реле, с третьими входами первого и второго элементов 4И-НЕ блокирующей логической схемы, выход третьего элемента НЕ которой соединен с третьим входом третье- 25 .го элемента 4И-НЕ, вход четвертого элемента НЕ соединен с выходом элемента 2И-ИЛИ-НЕ схемы управления восьмым реле группы реле приборов, выход четвертого элемента НЕ блокирующей логической схемы соединен с первым входом первого элемента 2ИЛИ-НЕ и с третьим и четвертым входами четвертого элемента 4И-НЕ, вход пятого элемента НЕ соединен с выходом элемента

2И-ИЛИ-НЕ схемы управления девятым

35 реле, выход пятого элемента НЕ блокирующей логической схемы соединен с

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к автоматизированным устройствам для измерения, контроля и прогнозирования показателей качества диэлектриков сопротивления, диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь или производных от этих параметров показателей и может применяться для измерения показателей качества изоляции кабелей, печатных плат, обмоток трансформаторов и других электротехнических изделий.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и вторьпчи входами первого элемента

2ИЛИ-НЕ и элемента 2И-HF,, выход первого элемента ?ИЛИ-HF. соединен с четвертыми входами первого и второго элементов 4И-HF, выход четвертого элемента 4И-НЕ соединен с входом шестого элемента HF. и с вторым входом второго элемента 2ИЛИ-HF., выход шестого элемента НЕ соединен с первым входом элемента 2И-НЕ, выход которого соединен с первым входом второго элемента 2ИЛИ-HF., выход которого соединен с четвертым входом третьего элемента 4И-НЕ, причем выходы четырех элементов 4И-НЕ и элемента 2К-НЕ соединены с входами элементов НЕ с открытым коллектором схем управления соответствующими реле.

3. Устройство по пп.1 и 2, о т— личающееся тем, что, с целью улучшения его эксплуатационных характеристик за счет непосредственного визуального отображения режима работы коммутируемого электрометрического тракта путем индикации прохождения команд включения реле При одновременном исключении появления дополнительных помех в коммутируемом тракте, в калдую схему управления реле введен светодиод, при этоманод светодиода соединен с резистором, подключенным к источнику питания, и с выходом элемента НЕ с открытым коллектором соответствующей схемы управ-.

4 ления, катод светодиода соединен с базой транзистора ключевого каскада ., этой схемы управления. повышение достоверности определения показателей качества диэлектриков.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг.2схема управления реле; на фиг.З блокирующая логическая схема; на фиг.4 — функциональная схема устройства.

Устройство для автоматизированного исследования качества электроизоляционных материалов и изоляции электрических цепей содержит измерительную камеру. 1 с расположенными в ней измерительными датчиками 2, С, tg3 метр 3, измеритель 4 сопротивления, электрометр 5 ° источник 6

1652939 теля режима управления, четвертый вход элемента 2И-ИЛИ-НЕ соединен с первым контактом тумблера ручного управления, второй контакт которого соединен с третьим и шестым контактами переключателя режима управления, соединенными с источником логической

"1", третий контакт тумблера ручного управления, четвертый и пятый контак- 10 ты переключателя режима управления соединены с общей шиной, выход элемента 2И-ИЛИ-HP. соединен с входом элемента НЕ с открытым коллектором, выход которого соединен с входом 15 транзисторного ключа и через резистор — с первым источником питания, выходы транзисторных ключей схем управления реле соединены с управляющими обмотками соответствующих элект- 20 рометрических реле, группы реле каналов, число которых равно числу изме- рительных датчиков, и группы реле приборов, в которых переключающие контакты первого и второго реле яв- 25 ляются первым выходом, переключающие контакты третьего и четвертого реле через первый и второй токоограничивающие резисторы являются вторым вы.ходом реле приборов, переключающий контакт пятого реле соединен с центральной жилой измерительного входного кабеля электрометра, средний экран которого соединен с нормально разомкнутым контактом шестого реле, 35 ( внешний экран входного кабеля электрометра и нормально замкнутые контак" ты пятого и шестого реле соединены ( с экранирующим корпусом коммутирующе( во блока переключающий контакт шесФ

40 того реле соединен со средними экранами триаксиальных кабелей электрометрического тракта, нормально разомкнутый контакт пятого реле соединен с первым и вторым добавочными резисторами, второй вывод .первого добавочного резистора соединен с нормально замкнутым контактом седьмого реле, второй вывод второго добавочного резистора соединен с нормаль50 но разомкнутым контактом седьмого реле, переключающий контакт которого соединен с нормально разомкнутыми контактами первого и третьего реле и является первым входом группы реле приборов, нормально разомкнутые контакты второго и четвертого реле объединены и соединены с нормально замкнутым контактом восьмого реле, переключающий контакт которого соединен с центральной жилой первого триаксиального кабеля электрометрического тракта, нормально разомкнутый контакт восьмого реле через третий токоограничивающий резистор соединен с положительньк выводом источника измерительного напряжения, отрицательный вывод которого через четвертый токоограничивающий резистор соединен с экранирующим корпусом коммутирующего блока и нормально разомкнутым контактом девятого реле, переключающий контакт которого является вторым входом реле приборов, переключающие контакты группы реле каналов соединены с соответствующими центральными жилами триаксиальных кабелей электрометрического тракта, внешние экраны которых объединены со стороны входа коммутирующего блока и соединены с внешним экраном первого триаксиального кабеля и экранирующим корпусом коммутирующего блока, со стороны измерительной камеры внешние экраны соединены с ее корпусом, средние экраны, кроме .экрана первого триаксиального кабеля, соединены соответственно с третьими электродами измерительных датчиков, центральные жилы соединены .соответственно с первыми электродами измерительных датчиков, вторые электроды которых объединены и соединены с центральной жилой первого триаксиального кабеля.

2 ° Устройство по п.1, в котором управляющие обмотки трех пар реле— первого и второго, третьего и четвертого, пятого и шестого — группы реле приборов соединены параллельно в каждой паре, каждая из которых подключена к выходу транзисторного ключа соответствующей схемы управления, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик устройства за счет обеспечения защиты измерительных входов приборов путем исключения одновременного срабатывания этих пар реле при аварийных сбоях в работе устройства, а также обеспечения включения пятого и шестого реле, коммутирующих измерительный вход электрометра, после включения восьмого и девятого реле, в узел управления каналов введена блокирующая логическая схема, содержащая шесть элементов НЕ, один элемент 2И-НЕ, два элемента 2ИЛИ-НЕ

1652939 и змерительного напряжения (ИИН), блок 7 управления, коммутирующий блок 8, узел 9 управления каналами, группу электрометрических реле 10, переключатель 11 режима управления, 5 тумблер 12 ручного управления, транзисторный ключ 13, логическую схему

14, элемент HF. 15 с открытым коллектором, элемент 2И-ИЛИ-НЕ 16, источник

1 1 логической единицы, светодиод 18, резистор 19 управляющие обмотки 20 рфле каналов и приборов ?О, группа реле 21 каналов, группа реле 22 приборовв, кабели 23 электр ам етриче ского тракта, первый триаксиальный кабель

24, триаксиальные кабели 25, 26 связи, с первого по четвертое реле 2730, первый и второй токоограничиваю— щие резисторы 31, 32, пятое реле 33, 20 измерительный входной кабель 34 электрбметра, шестое реле 35, первый и второй добавочные резисторы 36, 37, седьмое и восьмое реле 38,39, третий и четвертый токоограничинающие резисторы 40,41, девятое реле. 42, шесть элементов HE 43-48, элемент 2И-НЕ 49, д а элемента 2И-ИЛИ-HF. 50,51, четыре элемента 4И-НЕ 52-55, микроЭБИ 56, периферийные блоки 57, таймер 58, интерфейсные модули (ИИ) 59, цифровой термометр 60 с датчиком 61 температурЦ, цифроаналоговый преобразонатель (ОАП) 62, регулятор 63 напряжения и канал 64 общего пользования (КОП).

Элементы устройства имеют следующее назначение.

Измерительная камера 1 служит для экранирования измерительных датчиков и создания, например, требуемых

40 климатических или технологических воздействий на исследуемые образцы электрической изоляции.

Измерительные датчики 2 обеспечивают подключение измерительных це- 45 пей к исследуемым образцам, C tg3-метр 3 измеряет емкость и тангенс угла диэлектрических потерь образцов.

Измеритель 4 сопротивления измеряет сопротивление изоляции образцов. Кроме. того, приборы 3 и 4 позволяют выявить короткие замыкания или пробои изоляции в образцах, Электрометр 5 обеспечивает опре55 деление сопротивления изоляции тех

Исследуемых образцов, у которых этот параметр ныне предела измерений прибора 4. Электрометр используется в режиме измерения мальм токов (нано- и пикоамперы) .

Источник 6 измерительного напряжения выдает стабильное без помех измерительное напряжение и используется в режиме определения сопротивления изоляции совместно с электрометром 5.

Блок 7 управления реализует программу конкретных испытаний путем выработки необходимых команд управления. принимает и обрабатывает измерительную информацию, регистрирует результаты обработки, отображает оперативную инфармацию, вьдерживает требуемые временные соотношения.

Коммутирующий блок 8 обеспечивает дистанционно управляемое подключение измерительных датчиков к измерительным приборам, Узел 9 управления каналами коммутирующего блока формирует сигналы управления реле.

Группа электрометрических реле 10 коммутирующего блока реализует коммутируемые гальванические связи измерительных входов приборов с электрометрическим трактом с учетом требовании электрометрии.

Переключатель 11 режима управления задает дистанционный или ручной режим работы коммутатора.

Тумблеры 12 ручного управления обеспечивают управление оператором работой того или иного реле блока электрометрических реле н ручном режиме управления коммутатором.

Транзисторные ключи 13 янляются усилителями сигналов управления реле.

Логические схемы 14 обеспечивают прохождение команд дистанционного или ручного управления.

Элементы HE 15 с открытым коллектором согласуют выходы логических элементов с входами транзисторньг ключей 13.

Элементы 2И-ИЛИ-НЕ 16 осуществляют цифровую коммутацию сигналов управления.

Источник 17 логической "1" служит для создания электрического уровня, соответствующего логической "1", Светодиоды 18 индицируют прохождение команд управления соответствуюшими реле, 1652939

Резисторы 19 обеспечивают требуеиый выходной ток элементов 15 и базовый ток транзисторных ключей 13.

Группа реле 21 каналов обеспечи5 вает коммутацию измерительных датчиков.

Группа репе 22 приборов обеспечивает коммутацию измерительных входов приборов. t0

Электрический тракт 23 связывает измерительные датчики с группой реле каналов.

Триаксиальные кабели 25, 26 связи, соединяют группу реле каналов с груп- 15 пой реле приборов.

Первое 27 и второе 28 реле группы реле приборов коимутируют измерительный вход С, tgk-иетра.

Третье 29 и четвертое 30 реле

20 коммутируют измерительный вход измерителя сопротивления.

Первый 31 и второй 32 токоограничивающие резисторы не допускают разрушения контактов рели при коротком замыкании каких-либо каналов измерительного тракта.

Пятое 33 и шестое 35 реле коммутируют измерительный вход электрометра. 30

Первый 36 и второй 37 добавочные резисторы улучшают динамические характеристики коммутируемой измерительной цепи электрометра за счет увеличения постоянной времени этой 35 цели.

Седьмое реле 38 включает в измерительную цепь электрометра первый или второй добавочный резистор.

Восьмое блокировочное реле 39 40 подключает первый триаксиальный кабель 24 электрометрического тракта к реле, коммутирующим входы измерительных приборов 3 и 4 к положительному полюсу ИИН 6. 45

Третий 40 и четвертый 41 токоограничивающие резисторы не допускают разрушения контактов реле и выхода из строя ИИН при коротком замыкании каких-либо каналов измерительного 50 тракта.

Девятое блокировочное реле 42 подключает все нормально замкнутые контакты реле группы реле каналов к корпусу БЭР, т. е. замыкает цепь, пода-55 ющую на датчики 2 измерительное напряжение.

- Блокирующая логическая схема исключает замыкание измерительных входов приборов между собой и обеспечивает подключение входа электрометра только после подключения ИИН.

Устройство, осуществляющее, например, автоматизированные температурные исследования и испытания, работает следующим образом.

В измерительную камеру 1 помещают исследуемые объекты, например образцы электроизоляционных материалов (ЭИМ) 65, <а которых размещают измерительные датчики 2. В иикроЭВМ 56 вводится программа конкретного испытания. Например, программа предусматривает исследование диэлектрических характеристик образцов ЭПМ последовательно на нескольких температурных ступеня с. В соответствии с програм-мой микроЭВМ 56 осуществляет вывод температуры в измерительной камере

1 на первую заданную температурную ступень. Для этого микроЭВМ получает данные о текущей температуре путем опроса через КОП 64 и соответствующий HN 59 измерителя 60 температуры, датчик 61 которого расположен в непосредственной близости от измериI тельных датчиков 2. Сравнивая текущее значение температуры с заданным, микроЭВМ вырабатывает цифровые управляющие сигналы и посылает их через

КОП 64 и соответствующий ИМ 59 на

UATI 62, с которого уже аналоговые сигналы управления поступают на регулятор 63 напряжения. Таким образом, меняется напряжение на нагревательном элементе, что приводит к изменению температуры внутри измерительной камеры 1 до достижения первой заданной температурной ступени. Далее осуществляется временная выдержка, необ

-ходимая для выравнивания температурного поля внутри измерительной каиеры 1 и прогрева всех образцов. Длительность этой выдержки определяется программой испытания.

Все временные интервалы, используемые в программе, определяются путем опроса таймера 60 через КОП 64 и соот. ветствующий HN 59.

Процесс измерения электрических параметров образцов заключается в следующем ..

МикроЭВМ 56 вырабатывает команду подключения измерительного входа

С t gс3-метра (Вкл. С, tgP), которая через КОП 64 и соответствующий ИМ

59 поступает высоким электрическим

1652939!

2 уровнем, т.е. логической "1", на соответствующий вывод входа ДУ узла 9 управления каналами, т. е, на первый вход элемента 2И-ИЛИ-НЕ 16 схемы управления первой парой реле 27, 28, При этом на второй вход элемента 16 этой и всех остальных логических схем

14 поступает логическая "1" от переключателя 11 режима управления, установленного в положение "ДУ" перед водом программы в микроЭВМ и находящегося в этом положении до оконча-! ния данного испытания. С выхода элене н та 1 6 этой сх емы упр авл ения к ома нда "Вкл. С, tgf" логическим "0", g. е. низким электрическим уровнем, поступает на вход первого элемента !!Е 43 блокирующей логической схемы.

Ее работа описывается следующими логическими выражениями.

a YbYcVdVe;

Ь1/аЧс ЧЙЧе; сЧЯеЧаМЪ; . и 1/аЧЬ еЯЙ В = eVd) alb, а!

Ь,d I е ! ( где а

Ь а

1 с

d! команда Вкл. С, команда подключения входа измерителя сопротивления (Вкл. R); команда подключения входа электрометра (Вкл.Э); команда подключения положительного полюса ИИН (Вкл . + U) команда подключения отрицательного полюса ИИН (Вкл. — U); команда подключения входа

С, Д-метра только при отсутствии всех остальных команд (/Вкл. С, tg3/); команда подключения входа измерителя сопротивления только при отсутствии всех остальных команд (/Вкл.R/); команда подключения входа электрометра только при отс тствии команд

Вкл. С, tg u ккп. и наличии команд Вкл. + U иВкл. -U (/Вкл. Э/) 3 команда подключения положительного полюса ИИН только при отсутстиии команд

"Вкл. С, t о" и "Вкл. R" (/Вкл. + U ); е — команда подключения отрицаI тельного полюса ИИН только ри отс тствии команд

Вкл. С, tg)" и "Вкл.R" и наличии команды "Вкл, + U" (/Вкл. — О/), причем все перечисленные команды имеют уровень логического "0".

Далее с выхода первого элемента

4И-НЕ 52 (блокирующ/ей логической схемы команда /"Вкл. С, tg (поступае r на вход элемента НЕ 15 с открытым коллектором схемы управления первой парой реле 27, 28. На выходе этого элемента устанавливается высокий уро20 вень электрического сигнала команды /Вкл. С, tg3/, т.е. логическая

"1", который через светодиод 18 индикации подключения измерительного входа С, tg3-метра поступает на базу транзистора транзисторного ключа

13 схемы управления первой парой реле. При этом транзистор открывается, его базовый ток, протекающий от первого источника питания (+!! !) через резистор 19, обеспечивает зажигание светодиода 18, т.е. индикацию пролоЖцения команды "Вкл. С, tgg", а коллекторный ток, протекающий от второго источника питания (+UII, ) через управляющие обмотки первой пары реле 27, 28, вызывает срабатывание -этих реле.

Таким образом, при наличии команды

"Вкл. С, tg8" на входе ДУ узла 9 управления каналами первый вывод измерительного входа С, tg8 -метра через коммутирующие контакты реле 27 и первый кабель 25 связи подключается ко всем нормально разомкнутым контактам реле .группы реле 21 каналов, а второй

45 вывод через коммутирующие контакты реле 28, 39 и первый триаксиальный кабель 24 электрометрического тракта подключается ко всем вторым электродам измерительных датчиков 2.

Затем микроЭВМ 56 вырабатывает команду включения реле первого измерительного канала (Вкл.К1), которая аналогично команде "Вкл. С, tgg пос" тупает логической "1" на первый вход элемента 2И-ИЛИ-НЕ 16 схемы управления первым реле группы реле 21 каналон. С никола элемента 16 команда

"Вкл.К!" поступает нелосредстненно на п

1652939

14

13 вход элемента HF. 15 с открытым коллектором схемы управления первого реле 21 группы. Дальнейшее прохождение команды аналогиччо прохождению команды /Вкл. С, tg f/ и приводит к 5 срабатыванию первого реле группы 21 и зажиганию светодиода первого измерительного канала. Через коммутирующие контакты этого реле и соответствующий триаксиальный кабель электрометрического тракта 23 первый вывод измерительного входа С., tg3-метра подключается к первому электроду первого измерительного датчика 2.

Таким образом, реализуется цепь для определения в еличи ны емко с ти (С) и тангенса угла диэлектрических потерь (tg$) первого образца ЭИМ.

После этого микроЭВМ вырабатывает команду внешнего запуска С, tg3-мет- 20 ра, которая через КОП 64 и соответствующий ИМ 59 поступает на прибор 3 и запускает его, На цифровом выходе прибора 3 ус25 танавливаются в виде, например, параллельного кода данные, соответствующие измеренным величинам С и tgE первого образца ЭИМ. Эти данные через ИМ u KOII вводятся в микроЭВМ и запоминаются в ее ОЗУ для последующей обработки.

Затем микроЭВМ снимает команду

"Вкл.К1" и выдает команду включения реле второго измерительного канала

"Вкл.К2", причем команда "Вкл.С, tg3 " 35 сохраняется. Прохождение команды

"Вкл.К2" аналогично прохождению команды "Вкл.К1". Первое реле .группы

21 оказывается в исходном состоянии, а второе реле срабатывает, что приво- 40 дит к реализации измерительной цепи для второго образца ЭИМ.

Указанный цикл коммутации-измерения повторяется последовательно для всех установленных в измерительную 45 камеру образцов ЭИМ.

Завершив прием данных величин С и tg о последнего исследуемого образца ЭИМ, микроЭВМ снимает команды включения реле соответствующего измерительного канала и "Вкл. С, Сд3".

После .этого микроЭВМ 56 вырабатывает команду переключения измерительного входа измерителя 4 сопротивления "Вкл.R", прохождение которой ана- 55 логично прохождению команды "Вкл. С, Cga", а затеи команду "Вкл.К!". Результаты выполнения этих команд является срабатывание второй пары реле

29,30 группы реле приборов 22 и первого реле группы реле каналов 21, т. е. реализация измерительной цепи для определения величины сопротивления изоляции (R) первого образца

ЭИМ. Дальнейшая последовательность действий — выработка команд внешнего запуска прибора 4 и включений реле каналов, ввод данных величины R образцов — аналогична процессу измерения величин С и tg Р, Сняв команды включения реле, соответствующего программе последнего измерительного канала, и "Вкл.К, микроЭВМ проводит анализ измеренных величин R образцов ЭИМ и в соответствии с заданной программой, например, исключает из обработки результатов измерении на даннои,температурнои ступени, а также из последующих измерений те образцы, у которых величина сопротивления не больше суммы величин сопротивлений первого и второгоо токоогра ничивающих резисторов. Если же имеются образцы ЭИМ, у которых величина сопротивления не меньше верхнего предельного значения диапазона измерений измерителя сопротивлений, т.е. при измерении величины этих образцов микроЭВМ приняла данные, соответствующие верхнему предельному значению прибора 4, то это обстоятельство служит признаком перехода к определению величины R этих образцов с помощью электрометра 5 и ИИН 6. При этом микроЭВМ последовательно вь!рабатывает команды "Вкл. + U u

"Вкл. — Н", прохожцение которых ана51 логично прохождению команды Вкл. С, tgE" и вызывает срабатывание реле

39,42 и зажигание соответствующих светодиодов индикации. Положительный полюс ИИН через третий токоограничивающий резистор 40, коммутирующие контакты восьмого блокировочного реле 39 и первый триаксиальный кабель

24 электрометрического тракта подсоединяется к вторым электродам измери- . тельных датчиков 2, а отрицательный полюс через четвертый токоограничивающий резистор 41 соединяется с корпусом группы электрометрических реле

10 и — через коммутирующие контакты девятого блокировочного реле 42, второй триаксиальный кабель 26 связи, нормально замкнутые контакты реле 21 группы и триаксчальные кабели .электрометрического тракта 23 — с первыми электродами измерительных датчиков.

1652939

На все образцы 65 подается высокостабильное измерительное напряжение. Команды "Вкл. + U" и "Вкл. — U" не снимаются до окончания измерений

5 электроиетром, т ° е. на образцах ЭИМ в этом интервале времени постоянно поддерживается измерительное напряжение. Это обеспечивает стабилизацию тока, протекающего через образцы, и уМеньшение погрешностей измерений эпектрометром, возникающих за счет влияния переходных процессов при коммутации ИИН.

Далее осуществляется временная вы- 15 держка, длительность которой определяется программой испытания. Эта выдержка необходима в основном для завершения процесса поляризации образцов ЭИМ, а также для рассасывания за- 20 рядов, возникающих при коммутации (так называемый процесс "наброса" зарядов). По окончании выдержки микроЭВМ вырабатывает команду подключе.— н я измерительного входа электромет- 25 ра 5 "Вкл.Э", прохождение которой а алогично прохождению команды

"Вкл. С, th)" и вызывает зажигание ,светодиода индикации и срабатывание третьей пары реле 33, 35. При этом 30 средний экран измерительного входного кабеля 34 электрометра через коммутирующие контакты реле 35 соединяется со средними экранами триаксиальных кабелей 24 — 26, которые оказываются отключенными от корпуса БЭР, а центральная жила кабеля 34 через комь утирующие контакты реле 33, первый добавочный резистор 36, нормально замкнутые контакты седьмого реле 38 40 и первый триаксиальный кабель 25 связи соединяется с нормально разомкнутыии контактами реле группы реле 21 каналов. Далее .микроЭВМ вырабатывает команду подключения первого измери- 45 тельного канала из числа тех, в котор ых находятся образцы ЭИМ с величиной сопротивления, определяемой с помощью электрометра. Затем микроЭВМ формирует команды управления электрометром, которые поступают на него через КОП

64 и соответствующий интерфейсный модуль 59.

Электрометр 5 измеряет протекающий через данный образец ЭИМ ток, значения которого в виде цифрового кода

55 принимаются в микроЭВМ и служат для выработки команд управления электрометром, например для переключения поддиапазонов измерения, и расчета величины сопротивления по имеющейся в программе формуле где R — величина сопротивления

ОБ изоляции данного (i-го) образца ЭИМ;

U - величина напряжения ИИН

6, введенная в ОЗУ, микроЭВМ;

I †значение тока измерен (Э ное электрометром 5 °

Величина Х в соответствии с вве денной программой фиксируется микроЭВМ после некоторой выдержки на выбранном поддиапазоне измерения -электрометра. Выдержка необходима для стабилизации I> после последнего переключения поддиалазона в этом приборе.

Если величина I находится достаточно близко к нижнему предельному значению диапазона измерений электрометра, например один, два нижних под-; диапазона (пикоамперы), и во время выдержки на выбранном поддиапазоне не стабилизируется, то микроЭВМ вырабатывает команду включения в измерительную цепь второго добавочного резистора 37 вместо первого 36 (Вкл.

К ). Эта команда проходит аналогично команде подключения измерительных каналов, например "Вкл. К1". Результатом выполнения команды "Вкл.R ° и" акоп является срабатывание седьмого реле

38 группы реле 22 приборов и, таким образом, увеличение добавочного сопротивления во входной цепи электрометра.

Проводятся последовательные измерения токов, протекающих через все подключаемые к эпектрометру образцы

ЭИМ.

После фиксации в микроЭВМ величины I в последнем из числа подключаеУ мых к электрометру измерительном канале снимаются команды . включения этого канала, "Вкл. Э", "Вкл. + U"

"Вкл. — U" и "Вкл. В.,н,". Все измерительные цепи устанавливаются в ис.ходное состояние (фиг.1). Процесс измерения электрических параметров образцов на первой заданной температуркой ступени закончен, Во время этого процесса в измерительной каме ре 1 поддерживается, например, с nr

1652939 мощью микроЭВМ температура первой заданной ступени.

Далее и соответствии с программой микроЭВМ осуществляет вывод температуры в измерительной камере на вторую э заданную ступень, и после стабилизации температуры повторяется процесс ,измерений. Циклы нагрева-измерения

I аналогичны для всего данного испытания.

После измерений на каждой температурной ступени микроЭВМ согласно программе может осуществлять, например, предварительную обработку измерительной информации (расчет диэлектричес кой проницаемости, объемного или поверхностного удельного сопротивления, их средних значений и т.п.). Результаты измерений и предварительной обработки могут выводиться и качестве оперативной информации на экран дисплея и при необходимости регистрироваться в виде протокола заданной формы.

Завершаются испытания статистической обработкой и регистрацией итоговой информации на периферийных устройствах 57.

В устройстве предусмотрена возможность управления коммутирующим блоком 8 и измерительными приборами 35 непосредственно оператором с помощью органов ручного управления, расположенных на их передних панелях.

Режим "Ручное управление" (РУ) ис- 35 пользуется, например, для предварительной оценки параметрон образцов и выявления их дефектов перед началом испытания.

Переключатель 1 режима управле- 40 ния в этом случае устанавливается в положение "РУ". На вторые входы элементов 1б всех логических схем 14 поступает логическии "0", что обеспечивает запрет прохождения всех ко- 45 манд ДУ. На третьи входы этих элементов поступает логическая "1", разрешающая прохождение команд ручного управления, идентичных командам режима ДУ, от соответствующих тумбле- 50 ров 12. Алгоритм проведения измерений в этом случае аналогичен рассмотренному вьппе алгоритму автоматического режима и реализуется оператором с помощью органов ручного управления измерительных приборов и коммутатора.

При использовании устройства достигаются следующие положительные эффекты.

Расширены функциональные возможности устройства; верхняя граница диапазона измерения сопротивления увеличена, например, до 10 Ом, достигнута возможность исследования свойств ЭИМ за счет измерения нескольких, например трех (Г, tgt), R) электрических характеристик образцов изоляции. Причем эти исследования могут выполняться н различных климатических условиях, которые обеспечиваются применяемым типом измерительной камеры (термокамера, нлагокамера и т.п.), при этом в составе устройства достаточно заменить (подключить) требуемые прибор-регистратор этих условий (н примере — термометр) и регулятор, управляющий исполнительными элементами измерительной камеры (н примере — РНТО), а так,же внести соответствующую подпрограмму н микроЭВМ; получена возможность определения комплекса показателей качества диэлектриков для диагностики и прогнозирования состояния электрической изоляции, Причем устройство позволяет выполнять исследования свойств диэлектриков в автоматизированном режиме с эффективным использованием микроЭВМ.

Улучшены эксплуатационные характеристики устройства. Введение блоки рующих схем исключает выход из строя высокочунствительных измерительныХ приборов и дорогостоящих электрометрических реле.

Повьппена достоверность определения показателей качества диэлектриков за счет введения электрометрического тракта, исключения субъективных ошибок оператора при коммутациях образцы-приборы и визуальном считывании результатов измерений, а также за счет возможности применения ста" тистической обработки. Повышается качество труда оператора за счет устранения таких непроизводительных (ручных) операций, как подсоединение образцов к приборам, различные переключения приборов, регистрация ггроиежуточных результатов измерений, предварительная математическая обработка этих результатов, последующий ввод их в компьютер (или использование микрокалькулятора) для статистической обработки данных эксперимента, регистрация итоговых результатов

1652939

20 фиг. 1 в требуемом виде. Кроме того, оператор получает возможность вмешиватьI ся в,ход испытаний путем диалога с микроЭВМ.

1652939 редактор А, Маковская Техред А.КРавчУк

Корректор М. Самборская

Заказ 3429 Тираж 403 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям.и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101