Устройство контроля качества изоляции обмоточных проводов

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - повышение достоверности контроля достигается путем введения в устройство дифференциального усилителя 11 и резистора 12. Вновь введенные элементы позволяют исключить погрешность регистрации дефектов при изменении скорости намотки и повысить разрешающую способность устройства за счет устранения импульса запрета. Устройство содержит также контактный электрод 1, источник 2 стабилизированного тока, формирователь 3 импульсов запуска, пиковый детектор 4, АЦП 5, блок 6 сравнения и запоминания, схему 7 совпадения, счетчики 8 и 9 дефектов, ждущий мультивибратор 10, намоточный станок 13. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()9) ((!) (5!)5 G 01 R 31/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4676383/21 (22) 11.04.89 (46) 23.07.91. Бюл. N.. 27 (71) Томский политехнический институт им.С.M. Кирова (72) П.П,Бесперстов, А.И.Заикин, К,Г.Пугачев и Ю.А.Кириллов (53) 621.317 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1308954, кл. G 01 R 31/12; 1985. (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА

ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОЧНЫХ ПРОВОДОВ (57) Изобретение относится к контрольноизмерителной технике. Цель изобретения — повышение достоверности контроля — достигается путем введения в устройство дифференциального усилителя 11 и резистора

12. Вновь введенные элементы позволяют исключить погрешность регистрации дефектов при изменении скорости намотки и повысить разрешающую способность устройства за счет устранения импульса запрета. Устройство содержит также контактный электрод 1, источник 2 стабилизированного тока, формирователь 3 импульсов запуска, пиковый детектор 4, АЦП 5, блок 6 сравнения и запоминания, схему 7 совпадения, счетчики 8 и 9 дефектов, ждущий мультивибратор 10, намоточный станок 13. 3 ил.

1665320

35

Изобрете аеоп юсьпся кконтрольноизмерительной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля качества изоляции обмоточных проводов в процессе производства обмоток электротехнических изделий.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля., На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы работы устройства; на фиг,3 — блок-схема блока сравнения и запоминания.

Устройство (фиг.1) содер>кит контактный электрод 1, источник 2 стабилизированного постоянного тока, формирователь 3 импульса запуска, пиковый детектор 4 с цепью сброса, аналого-цифровой преобразователь 5, блок 6 сравнения и запоминания, схему 7 совпадения, первый счетчик 8 дефектов, второй счетчик 9 дефектов, ждущий мультивибратор 10, дифференциальный усилитель 11, резистор 12, один конец которого соединен с корпусом намоточного станка 13, другой конец подключен к контактному электроду 1, входу первого счетчика 8 дефектов, входу ждущего мул ьтивибратора 10 и второму входу дифференциального усилителя 11, Первый вход дифференциального усилителя 11 соединен с выходом источника 2 стабилизированного постоянного тока, входом формирователя 3 импульса запуска и концом обмоточного провода 14, Выходдифференциального усилителя 1 1 соединен с входом пикового детектора 4. Выход последнего соединен с входом аналото-цифрового преобразователя 5, выход которого соединен с информационными входами блока 6 сравнения и запоминания. Выход блока 6 сравнения и запоминания подключен к второму входу схемы 7 совпадения, выход которой соединен с входом второго счетчика 9 дефектов, Выход ждущего мультивибратора 10 соединен с первым входом схемы 7 совпадения.

Выход формирователя 3 импульса запуска соединен с цепью сброса пикового детектора 4 и управляющим входом блока 6 сравнения и запоминания. Контактный электрод 1 установлен на входе катушки 14 в намоточный станок 13.

Устройство работает следующим образом.

При прохождении участков обмоточного провода с бездефектной изоляцией через контактный электрод 1, если элементы намоточного станка 13 не повре>кдают изоляцию, никаких изменений в сигналах устройства не происходит. Источник 2 стабилизированного постоянного тока находится в режиме стабилизации напряжения и на его выходе постоянный потенциал Ul.

Это напряжение через дифференциальный усилитель 11 поступает на вход пикового детектора 4, где и запоминается, а с его выхода — на вход аналого-цифрового преобразователя, который преобразует его в двоичный код, Последний подается на вход. блоков сравнения и запоминания, но в него не проходит, так как отсутствует импульс запуска с формирователя 3 импульса запуска, Путь 0 некоторый момент т1 (фиг.2) через контактный электрод 1 проходит дефектный участок эмалевой изоляции, имеющийся на проводе в состоянии поставки.

В момент прохождения дефектного участка через контактный электрод происходит замыкание жилы провода через контактный электрод 1 и резистор 12 на корпус станка.

Источник 2 стабилизированного тока переходит в режим стабилизации тока и через катушку 14 провода, контактный электрод 1 и резистор 12 начинает протекать стабилизированный постоянный ток lo, который вызывает падение напря>кения на резисторе

12, равное (фиг,2б)

Uu - =la Ra где R< — сопротивление резистора, Это напряжение поступает на первый счетчик 8 дефектов (дефектов, имеющихся в состоянии поставки) и регистрируется. Так как дефектный участок эмалевой изоляции, имеющийся на проводе в состоянии поставки, зарегистрированный первым счетчиком

Одефектов, может вызвать замыканиежилы провода с любым из элементов намоточного станка 13 или корпусом статора и регистрируется вторым счетчиком 9 дефектов (дефектов, вносимых элементами намоточного станка 13) столько раз, сколько раз жила провода в дефектном месте соприкасается с элементами намоточного станка, то этот ложный счет необходимо исключить.

При прохо>кдении дефектного участка через контактный электрод 1 может возникнуть ложный счет вторым счетчиком 9 дефектов, так как контактный электрод 1 является датчиком точечных повреждений и имитатором замыкания дефектных участков провода с корпусом станка, который также необходимо исключить.

Исключение ложных срабатываний второго счетчика 9 осуществляется следующим образом. При прохождении дефекта через контактный электрод 1 формируется сигнал, который поступает на первый счетчик 8 дефектов. Одновременно этот же сигнал поступает на вход ждущего мультивибратора

10. с вь хода которого формируется импульс длительностью Т1(фиг.2в), поступающий на первый вход схемы 7 совпадения. и запре1665320

10

20

40

55 щает прохождение сигнала с блока 6 сравнения и запоминания к второму счетчику 9 дефектов на время Т1. Длительность импульса Т1 равна

Т1 = Тг+ Тз, где Тг — время, необходимое для записи пиковым детектором напряжения, соответствующего дефекту,и преобразования его в двоичный код аналого-цифровым преобразователем;

Тз — время опроса и запоминания в блоке сравнения и запоминания.

Замыкание жилы в дефектном участке на корпус станка через контактный электрод 1 не вызовет ложного срабатывания второго счетчика 9. Запоминание уровня напряжения, присущее данномудефекту происходит в следующей последовательности. В момент времени т1 жила провода в дефектном участке замыкает через контактный электрод 1 и резистор 12 на корпус станка. В. результате часть провода откорочена через резистор

12 на корпус станка (общий провод) и сопротивление провода, заключенного между точкой подключения выхода источника 2 стабилизированного постоянного тока и дефектным участком изоляции, в месте которого происходит замыкание провода на корпус станка через резистор 12, принимает величину В1, Протекающий через сопротивление R1 и R< стабильный постоянный ток 4 вызовет падение напряжения на выходе стабилизированного источника 2 постоянного тока до величины (фиг.2а)

02 = lo (R1+ )

Сигнал Uz с выхода источника 2 стабилизированного тока поступает на первый (неинвертирующий) вход дифференциального усилителя 11. На второй (инвертирующий) вход дифференциэльногоусилителя 11 не поступает напряжение О (фиг.26). На выходе дифференциального усилителя 11 вырабатывается рэзностный сигнал, равный

Оз = Ог-U который и является падением напряжения на сопротивлении R>. С выхода источника 2 стабилизированного постоянного тока сигнал поступает на вход формирователя 3 импульса запуска. С выхода дифференциального усилителя 11 сигнал Оз поступает на вход пикового детектора 4.

Конденсатор пикового детектора 4 разряжается и нэ выходе пикового детектора 4 происходит линейное изменение напряжения с 01 до Оз(фиг,2г). При этом амплитуда

Оз на выходе пикового детектора 4 запоминается. Время изменения напряжения на выходе пикового детектора от U j до Оз определяется постоянной времени заряда конденсатора пикового детектора 4. С выхода пикового детектора 4 напряжение Оз подается на вход аналого-цифрового преобразователя 5, где преобразуется в двоичный код, подаваемый нэ вход блока 6 сравнения и запоминания. На выходе формирователя

3 импульса запуска формируется импульс запуска, задержанный нэ время Тр (фиг,2д), который поступает на управляющий вход блока 6 сравнения и запоминания и нэ цепь сброса пикового детектора 4.

Двоичный код с выхода аналого-цифрового преобразователя 5 записывается буферными регистрами блока 6 сравнения и запоминания. После этого импульсом запуска осуществляется сброс пикового детектора 4 и íà его выходе устанавливается напряжение 01. Двоичный код дефекта, записанный буферными регистрами блока 6 сравнения и запоминания, сравнивается с кодами, записанными в оперативно-запоминающем устройстве (ОЗУ) блока сравнения и запоминания.. Каждому коду соответствует определенное значение напряжения. соответствующее определенному дефекту. Если такого кода в ОЗУнет(этот дефект ранее не зафиксирован), то он записывается в ОЗУ и на выходе блока 6 сравнения и запоминания формируется сигнал дефекта, поступающий на второй вход схемы 7 совпадения, но на второй счетчик 9 дефектов он не проходит, так KBK по первому входу схемы 7 совпадения действует импульс запрета с выхода ждущего мультивибратора 10.

Задержка Тз, входящая в Т1, необходима для того. чтобы блок 6 сравнения и запоминания мог записать установившийся код, соответствующий значению напряжения

Оз. Исходя из этого, определяется его длительность.

Соприкосновение рассматриваемого дефекта с любым из элементов намоточного станка 13 ложного счета вторым счетчиком

Q не дает. Пусть указанный процесс происходит в момент времени t2 (фиг,2а). Замыкание рассматриваемого дефектного участка провода на элементы намоточного станка 13 вновь вызывает изменение напряжения на выходе источника 2 стабилизированного постоянного тока с 0>, но уже до напряжения

Оз, так как замыкание происходит не через контактный электрод 1, а на элементы намоточного оборудования. Стабилизированный ток 4 протекает только через сопротивление обмотки R1 и напряжение на выходе источника тока равно

Us=to R<, а поскольку напряжение О равно нулю, то на второй {инвертирующий) вход дифференциального усилителя 11 напряжение ком1665320 пенсации не поступает, «1 на выходе дифференциального усилителя 11 формируется сигнал»«з, который численно равен напряжению, действующему по первому (неинвертирующему) входу, Поскольку двоичный код, соответствующий напряжению».«э, запомне«» ОЗУ блока сравнения и запоминания при прохождении дефекта через контактный электрод 1 в момент времени t«, то сигнала на выходе блока 6 сравнения и эапоми«»ания нет. Сигнал на выходе блока 6 сравнения и запоминания появляется только в том случае, если сигнал на выходе дифференциального усилителя 2 отличен от сигнала, запомненного блоком 6 сравнения и запоминания.

Блок сравнения и запоминания состоит, из следу«ощих элементов (фиг.3): буферного регистра 15, схемы 16 сравнения, оперативi ««о-запоминающего устройства (ОЗУ) 17, ге, нераора 18 адреса, RS- триггера 19, первой

; 20 и второй 21 схем ИЛИ, первой 22 и второй

, 23 схем совпадения и формирователя 24 импульса.

Блок сравнения и запоминания работа, ет следующим образом. Из аналого-цифро вого преобразователя двоичный код

; напряжения поступает на входы буферного регистра 15. С приходом импульса запуска буферный регистр пропускаетдвоичный код на первый вход схемы 16 сравнения. Этот же импульс запуска через первый вход первой схемы 20 ИЛИ переводит генератор 18 адреса в исходное состояние, а по входу триггера разрешает генерацию адреса. Начинается просмотр ОЗУ17, На шинеданных

ОЗУ устанавливаются двоичнь«е коды. Эти коды поступают на второй вход схемы 16 сравнения. В схеме сравнения происходит сравнение пришедшего двоичного кода с двоичным кодом, извлеченным из ОЗУ 17.

При совпадении кодов на выходе первой схемы 22 совпадения появляется сигнал, который через второй влад первой схемы 20

ИЛИ производит сброс генератора 18 адреса в исходное состояние, а. через второй вход второй схемы 21 ИЛИ происходит по входу R RS-триггера останов генератора 18 адреса.

Если же в ОЗУ 17 не окажется двоичного кода, равноге пришедшел«у, то. когда появятся свободные ячейки памяти на выходе второй схемы 23 совпадения, появится сиг5

50 нал, который запустит формирователь 24 импульса, На выходе формирователя 24 импульса появляется сигнал, по которому схема 16 сравнения пропускает двоичный код с первого входа на шину данных 03У 17, переводится ОЗУ из режима "Считывание" в режим "Запись", через первый вход второй схемы ИЛИ 21 происходит по входу R RSтриггера останов генератора 18 адреса„и этот же сигнал появляется на выходе схемы сравнения и запоминания, который и является импульсом счета, поступающим на второй вход схемы совпадения устройства.

Формула изобретения

Устройство контроля качества изоляции обмоточных проводов, содержащее контактный электрод, источник стабилизированного тока, формирователь импульсов запуска, пиковый детектор с цепью сброса, аналого-цифровой преобразователь. блок сравнения и запоминания, схему совпадения, первый и второй счетчики дефектов, ждущий мультивибратор, вход которого соединен с входом первого счетчика дефектов, первый выход источника стабилизированного тока соединен с общей шиной устройства, а второй вывод соединен с выводом объекта контроля и с входом формирователя импульса запуска, выход которого соединен с цепью сброса пикового детектора и с управляющим входом блока сравнения и запоминания, выход пикового детектора саед««нен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с информационными входами блока сравнения и запоминания. выход которого соединен с первым входом схемы совпадения, выход которой соединен с входом второго счетчика дефектов, выход ждущего мультивибратора соединен с вторым входом схемы совпадения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в него введены дифференциальный усилитель, резистор, первый вывод которого соединен с корпусом намоточного станка и с общей шиной устройства, а второй вывод соединен с контактным электродом с входом первого счетчика дефектов и с первым входом дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с выходом источника стабилизированного тока. выход дифференциального усилителя соединен с входом пикового детектора.

1665320

Фиг.5

Составитель С. Радзевич

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М. Кучерявая

Редактор В. Данко

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

Заказ 2390 Тираж 429 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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