Электронный граммометр

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля усилия контактного нажатия электромагнитных реле. Целью изобретения является повышение точности и достоверности результатов измерения. Электронный граммометр содержит корпус 1, щуп 2 с зубчатым сектором, размещенным на оси 3, которая .закреплена с возможностью вращения в корпусе 1 и связана с ним с помощью.возвратной спиральной пружины 6. С зубчатым сектором 2 соединена рейка 4. Источники 7 и 8 света через отверстия в рейке 4 сопряжены оптически с фотоприемниками 9 и 10. При движении рейки 4 под воздействием силы, размыкающей контакты 26 испытуемого реле 25, импульсные сигналы с фотоприемников поступают на формирователи 11 и 12. Если.усилие F больше допустимого, то размыкание контактов 26 блокирует прохождение сигнала через элемент И 19 от источйика 22, на выходе будет нулевой сигнал от элемента 21. Одновременно блокируется прохождение сигнала через формирователь 12 импульсов на вход коммутатора 15. При этом счетчик 16 и индикатор 18 фиксируют число импульсов, соответствующее усилию F. 1 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО1.1ИАЛИСТИЧЕСКИХ ,РЕСПУБЛИК (51)5 6 01 1 1/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4800368/10 (22) 23.01.90 (46) 15.07,92. Бюл. 1Ф 26

{71) Научно-исследовательский институт

"Ин<борматика j сйстемы управления"

МГТУ им, Н,Э.Баумана и завод "Староруспри бор" (72) А.B.Еланцев, В.В.Маркелов, С.Б.Сорокоумов, Ю.А.Куракин„. Ю.П.Кашников, С.В.Соколов и В.С.Фатеев (56) Авторское свидетельство СССР

: М 1349002, кл, Н 03 М 1/12; 1987.

Авторское свидетельство СССР

М 1159163, кл. Н 03 М 1/60, 1985; (54) ЭЛЕКТРОННЫЙ ГРАММОМЕТР (57) Изобретение относится к измеритель. ной технике и может быть использовано для контроля усилия контактного нажатия электромагнитных реле, Целью изобретения является повышение точности и достоверности результатов измерения.

„„5U,, 1747962 А1

Электронный граммометр содержит корпус

1, щуп 2 с зубчатым сектором, размещенным на оси 3, которая закреплена с возможностью вращения в корпусе 1 и связана с ним с помощью, возвратной спиральной пружины 6. С.зубчатым сектором 2 соединена рейка 4. Источники 7 и 8 света через отверстия в рейке 4 сопряжены оптически с фотоприемниками 9 и 10. При движении рейки 4 под воздействием Qwlbl, размыкающей контакты 26 испытуемого реве 25, импульсные сигналы с фотоприемников поступают на формирователи 11 и 12. Если. усилие F больше допустимого, то размыкание контактов

26 блокирует прохождение сигнала через элемент И 19 от источйика 22, на выходе будет нулевой сигнал от элемента 21. Одновременно блокируется прохождение сигна- (/) ла через формирователь 12 импульсов на С вход коммутатора 15. Нри этом счетчик 16 и индикатор 18 фиксируют число импульсов, соответствующее усилию F. 1 ил.

1747962

Изобретение относится к контроль- занные через отверстия в зубчатой рейке но-.измерительной технике и может быть источник и приемник света, второй формииспользовано для контроля усилия контакт- рователь импульсов и второй переключаногонажатияэлектромагнитныхрелевпро- тель, при атом расстояние между цессе их производства, а также для 5 оптическими осями двух пар оптически свяпроведения регулировочных работ.. занных между собой источников и приемниИзвестйо прйменяемое для "контроля ков света некратно половине шага усилий контактного нажатия электромаг- отверстий в зубчатой рейке, счетчик импульнитных реле устройство на базе граммомет- сов выполнен реверсивным, выход каждого ра часового типа,: 10 приемника света подключен к выходу соот- .

Недостатками указанного устройства ветствующего формирователя импульсов, являются наличие субъективной ошибки выходы которых соединены с входами фазооператора при контроле и невысокие точ- вого детектора;: выход которого связан чеHbcTb и достоверность результатов контро- реэ формирователь сигнала с входом ля. 15 управления коммутатора, первый и второй

Наиболее близким к предлагаемому по . выходы которого подключены к прямому и технической сущности является эЛектрон- реверсивному входам счетчика соответстный граммометр, обладающий достаточно венно, а вход коммутатора соединен с выхавысокой точностью и позволяющйй автома- дом элемента И, один из входов которого тиэировать процесс контроля. - . 20 связан через первый переключатель с выхо-.

Однако примененнbtå в известном дом или входом инвертора, а другой вход

: граммометре электронные блоки обработки элемента И подключен к выходу одного из электрического сигнала не исключают про- формирователей импульсов, при этом шихождений в регистр сигналов во время: на обнуленияреверсиеногосчетчикачерез реверса щупа, которйе не несут полезной 25 второй переклочатель соединена с общей информации, что снижает точность и досто- шиной электро. ного граммометра, которая верность результатов измерения. Участие: через токоограничивающий элемент связаоператора при определении момента: на с входом инвертора; а источник напряже. замыкания или размыкания контактов нияивходинвертораснабженыэлементами контролируемого электромагйитного ре- 30 для подключения испытуемого реле, - ле я вляется источником появления субь- На чертеже изображена структурная ективных ошибок при измерении и также.. схема электронного граммометра. приводит к снижению точности и достовер- - Электронный граммометр содержит ности результатов контроля. Кроме того, корпус 1, щуп 2 с зубчатым сектором, ось 3, любые возвраты и колебания щупа в про- 35 зубчатую рейку 4 с отверстиями, направляцессе измерения накладываются на истин- . ющие 5, возвратную спиральную пружину 6, ный результат. . источники 7 и 8 светз, приемники 9 и 10

Цель изобретения — повышение точно- света, два форчйровагеля 11 и 12 импульсти и достоверности результатов измере- . сов, фазовый детектоо !3, формировательиия, ..... "-: -:" 40 14 сигнала, управляемый коммутатор 15, реГ! Оставленная цель достигается тем, что . версйвный счетчик 16, Дешифратор 17, инв электронный граммометр, содержащий дикатор 18, элемент И 19; — ийвертор 20, корпус, щуп с зубчатым сектором, раэме- токоограничивающий элемент 21, источник щенным на оси, закрепленной с возможно- 22 напряжения, два переклточателя 23 и 24 стью вращения в корпусе и кинематически 45 и клеммы 25 для йодклачейия контролируесвязанной с ним с помощью возвратной мого электромагнитного реле. На чертеже спиральной пружины, соединенную с зубча-.... также показан} койтактй 26,контролируетым сектором зубчаткою рейку с отверстия- мого электромагнитного реле.

, ми, расположенйыми с постоянным шагом — . Электронный граммометр работаетслепараллельно зубчатой поверхности и с на- 50 дующим образом, правляющими, источник света и оптически Перед началом измерения усилия консвязанный с ййм через отверстия в зубчатой " тактного"йа>катия реле посредством краткорейке приемнйк света, формирователь временного замыкания переключателя 23 импульсов, переключатель, дешифратор, "Сброс" реверсивнйй счетчик 16 переводятиндикатор, йстачйик напряжения; токоогра- 55 ся в нулевое состояние, к выходу источника ничивающий-элемент и счетчйк импульсов; 22 напряжения и входу инвертора 20 через связанный через дешифратор с индикато- клеммы 25 подсоединяют койтакты 26 контром, вйедены фазовйй детектор, формиро- ролируемого реле, Если контролируют усиватель сигнала, управляемый коммугатор; лие контактното нажатия нормально инвертор, элемент И, вторые оптйчески свя- замкнутых контактов, то с помощью пере1747962 ключателя 24 к одному из входов элемента тектора 13, который позволяет определить

И 19 подключают вход инвертора 20. Если знак фазового сдвига между первой и егоосуществляют контроль нормально разо- рой последовательностями импульсов, С мкнутых контактов 26 реле, то к входу эле- точки зрения обеспечения работы фазового мента И 19 подсоединяют выход инвертора 5 детектора оптимальным является фазовый

20, Это обеспечивает соответствие выход- сдвиг + л/2, который достигается выбором ного сигнала элемента И 19 сигналу на вы- расстояния L в направлении движения рейходе формирователя 12 импульсов. В ки 4 между оптическими. осями двух пар исходном состоянии, когда щуп 2 с зубча- оптически связанных между собой источнитым сектором и кинематически связанная с 10 ка и приемника света в соответствии с выним зубчатая рейка 4 неподвижны, на выхо- . ражением (=(2n+1) а/4, где п — О, 1, 2, ...; де приемников 9 и 10 света и соответствую- а — период расположения отверстий зубчащих им формирователей 1112 импульсов той рейки 4. Однако для определения на- . присутствуютнеизменяющиеся во времени правления движения рейки 4 с помощью электрические сигналы, При этом фазовый 15 фазов6го детектора t3 необходимым и додетектор 13 и формирователь 14 сигнала .статочным условием является некратность обеспечивают подключение выхода элемен- велйчины L половине периода а(и а/2). та И 19 через управляемый коммутатор 15 к Формирователь 14 сигнала под дейстодному из входов реверсивного счетчйка 16, вием сигнала на выходе фазового детектора

Поскольку на входе управляемого ком- 20 13 формирует сигнал управления, обеспечимутатора 15 присутствует постоянный элек- вающий подключение входа управляемого трический сигнал уровня логической коммутатора 15 к прямому входу реверсивединицы или логического нуля(в зависимо- ного сче гчика 16, Поскольку на одном из сти от того, находится на оптической оси входов элемента И 19 присутствует сигнал . источник8света — приемник10светаотвер- 25 логической единйцы, поступающий с источстие рейки 4 или нет), счетчик 16 не изменя- ника 22 напряжения через нормально замкетсвоегонулевогосостояния. Индйкатор18 нутые контакты 26 и переключатель 24, и дешифратор 17 отражают нулевое состоя- последовательность импульсных сигналов с ние счетчика 16, выхода формирователя 12 беспрепятственРассмотрим работу электронного грэм- 30 но поступает через элемент И 19 и управлямометра при контроле усилия контактного емый" коммутатор -15 на прямой вход нажатия нормально замкнутых KQHfGKToe 26 счетчика 16. В случае обратного хода щупа контролируемого реле. Измеряемое усилие 2, например в результате ошибки оператоF контактного нажатия электромагнитного ра, меняется фазовое соотношение между реле должйо быть приложено к щупу 2 пер- 35 последовательностямй ймпульсов на выхопендикулярно оси 3. Это положениедолжно дах формирователей 11 и 12. что приводит к сохраняться в процессе всего измерения, изменению сигнала управления на выходе

Усилие прикладывается в направлении, формирователя 14 сигнала и подключению обеспечивающем размыкание нормально входа коммутатора 15 к реверсивному входу замкнутых контактов 26. При приложейии 40 счетчика 16. усилия к щупу 2 с зубчатым сектором по- - В результатевреверсивномсчетчике16 следний отклоняется, вызывая при этом ли- осуществляется вычитание" из общего колинейные перемещения кинема1 ически чества зарегистрировзнйых импульсов чиссвязанн6й с ним рейки 4 с отверстиями. ла импульсов, соответствуащих обратному

Перемещение рейки 4 вызывает последова- 45 ходу щупа 2. При дальнейшем движении щутельное пересечение ее отверстиями опти- па 2 по направлению приложения силы F ческих осей источник 7 света — приемник 9 происходит повторное переключение упсвета и источник 8 света — приемник 10 равляемого коммутатора 15 и последовасвета; В результате на выходе приемников тельность импульСов поступает на прямой

9 и 10 света и электрически связайных с 50 входсчетчика16. Такимобразом,состояние ними формирователей 11 и 12 импульсов реверсивного счетчика 16 и индикатора 18 формируются две последовательности им- соответствует теку:цему положению щупа 2 пульсов электрическихсигналов, в которых и, соответственно, приложенной к, нему число импульсов соответствует числу отвер- силы F. стий рейки 4, пересекших оптическую ось 55 Как олько усилие, приложенное к щупу источник света — приемник света s. резуль- 2, превысит усилие контактного нажатия тате отклонения щупа 2, а фазовое соотно- контролируемого реле нормально замкнушение между импульсами — направлению тые контакты 26,".онтрплируемого реле раздвижения рейки4. Обе последовательности мыкаются. Одновременно на второй вход импульсов поступают на входы фазового де1747962

20

35

40 элемента И 19 перестает поступать сигнал с источника 22 напряжения. На этом входе присутствует сигнал логического" нуля, поступающий через токоограничивающий элемент 21 с общей шины устройства, В результате блокируется прохождение сигналов с выхода формирователя 12 импульсов на вход управляемого коммутатора 15, При этом реверсивный счетчик 16 in индикатор 18 фиксируют количество импульсов, соответствующих усилию F, при котором произошло размыкание контактов 26 контролируемого реле, Усилие F связано с величиной перемещения зубчатой рейки 4 (количеством импульсов, йоступающих на реверсивный счетчик 16) через жесткость спиральной пружины 6 и йередаточное отношение кинематической связи между щупом 2 и рейкой

4. После снятия усилия с щупа 2 рейка 4 возвращается в исходное состояние, при этом замыкаются контакты 26 и последовательность импульсов с выхода формирователя 12 поступает через элемент И 19 и коммутатор 15 на реверсивный вход счетчика 16, Счетчик 16 nepexoдит в нулевое положение. После отключения и повторного включения йапряжения питания граммометра возможно неопределенное (случайное) состояние счетчика 16. Необходимо кратковременно замкнуть переключатель

23 "Сброс", что обеспечивает приведение счетчика 16 в нулевое состояние, При контроле нормальйа разомкнутых контактов граммометр работает аналогичйо, за исключейием того, что в исходном состоянии выход инвертора 20 с йомощью переключателя 24 подключается к второму входу элемента И 19. При этом положительный сигнал с выхода инвертора 20 обеспе чивает прохождение сйгналов с eûõîäà формирователя 12 импульсов через элемент

И 19 ча вход управляемого коммутатора 15.

B момент замыкания контактов реле 26 на . вход инвертора 20 поступает положительный сигнал, что приводит к блокированию прохождения серии импульсов с первого входа элемента И 19 на его выход. Токоограничивающий элемент 21 обеспечивает сигнал логического нуля йа входе инвертора

20 при разомкнутых контактах 26 контролируемого реле.

В качестве источников 7 и 8 света могут быть использованы светодиоды, например, АЛ107. Приемниками 9 и 10 света могут служйть фотодиоды, например, ФД8К, Функции формирователей 11 и 12 импульсов и формирователя 14 сигнала могут выполнять коммутаторы, выполненные, например, на . базе микросхемы К521САЗ. В качестве фазово; о детектора 13 может быть применен фазовый вольтметр. Управляемый коммутатор 15 может быть выполнен на основе электронного ключа, например, микросхемы

К590КН2. В качестве реверсивного счетчика

16 может быть использована микросхема

К15ЗИЕ7, в качестве дешифратора 17 — микросхема К155ЙД1, Индикатор 18 может быть выполнен на светодиодных матрицах, например, ЗЛС320А, АЛС314А, инвертором 20 и элементом И 19 могут служить микросхемй

К155ЛАЗ.

Формула изобретения

Электронный граммометр, содержащий корпус, щуп с зубчатым сектором, размещенным на оси, закреплейной с воэможйостью вращения в корпусе и кинематически связанной с ним с помощью возвратной спиральной пружины, соединенную с зубчатым сектором зубчатую рейку с отверстиями, расположенными с постоянным шагом

25 параллельно зубчатой поверхности, и с направляющими, источник света и оптически связанный с ним через отверстия в зубчатой рейке приемник света, формирователь импульсов; переключатель, дешифратор, индикатор, источник напряжения, токоограничивающий элемент и счетчик импульсов, связанный через дешифратор с индикатором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и достоверности результатов измерения, в него введены фазовый детектор, формирователь сигнала, управляемый коммутатор, инвертор, элемент И. вторые оптически связанные через отверстия в зубчатой рейке источник и приемник света, второй формирователь импульсов и второй переключатель, при этом расстояние между оптическими осями двух пар оптически связанных между собой источников и приемников света не кратно по45 ловине шага отверстий в зубчатой рейке, счетчик импульсов выполнен реверсивным, выход каждого приемника света подключен к выходу соответствующего формирователя импульсов, вы. <оды Kl)Topbtx соединейы с

50 входами фазового детектора. выход которо- . го связан чере» формирователь сигнала с

- входом управления коммутатора, первый и второй выходы которого подключены К прямому и реверсивному входам счетчика соот55 ветственно, а вход коммутатора соединен с выходом элемента И, Один из входов" которого связан через первый переключатель с выходом или входом инвертора, а другой вход элемента И подключен к выходу Одного из формирователей импульсов, при этом

9 1747962 . 1Î

Составитель А;Еланцев *

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор М.Демчик

Редактор А.Огар Заказ 2496 . Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113036, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5.

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

S шина обнуления реверсивного счетчика че- мент свяэана с в @фй4 В Ф фйфЪ, з йФточерез второй переключатель соединена с о щей шиной электронного граммометра, ны элемеитфйи для подключения которая через токоограничивающий эле- испытуемого раб.