Устройство для подгонки резисторов из изолированного провода

 

О П И С А H И Е ()765890

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистических

Ресттубпии (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.01.79 (21) 2700553/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. К, Н Ol С 17/22 аа делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.09.80. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 28.09.80 (53) УДК 621.316..842 (088.8) С. С. Гречанлийский, И. И. Гришанов, С. Н. Димитраки, В. С. Мирошниченко и В. И. Настас (72) Авторы изобретения (71) Заявители

Кишиневский политехнический институт им. С. Лазо и Научно-производственное объединение «Микропровод» (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДГОНКИ РЕЗИСТОРОВ

ИЗ ИЗОЛИРОВАННОГО ПРОВОДА .

Гоеударстеениый комитет

3 Приоритет—

Изобретение относится к технологичес,им устройствам для производства моточных изделий из изолированного провода, в частности, микропровода, и -может быть использовано для подгонки до номинального значения реэистнвных из микропровода в стеклянной изоляции беэ нарушения сплошности последней.

Известно устройство, реализующее способ подгонки проволочных резисторов и основанное на подгонке резисторов до номинального значения без разрушения изоляции сматываемого излишка провода 11).

Электрическая схема этого устройства построена так, что подгоняемый резистор и сопротивление сматываемого провода включены как плечи в мостовую измерительную схему, в которой два других плеча образованы магазинами сопротивления: магазином, на котором устанавливается сопротивление, равное номинальному для подгоняемого резистора, и магазином, на котором устанавливается сопротивление, рааное сопротивлению участка провода, подлежащего сматыванию с подгоняемого резистора.

В образованную таким образом схему входят также источник переменного напряже2 ния, включенный в диагональ мостовой схемы, и нуль-индикатор.

Известное устройство обеспечивает подгонку резисторов до 10 мОм с точностью не хуже 0,02%. При подгонке резисторов более высокого номинального значения точность изделий, получаемых на этом устройстве ухудшается из-за наличия реактивности подгоняемого резистора и сматываемого участка микропровода, укладываемого на вспомогательный каркас.

|0 Наиболее близким к иэобретнию по технической сущности и достигаемому результату является устройство для автоматического контроля проволочных катушек в процессе их намотки без повреждения изоляции, где отдающая бобина — потенциальный источник помех — исключена иэ измерительной цепи 12) . Устройство содержит гармонический генератор, емкостные токопроводящий и токосъемный электроды, мостовую измерительную схему, подключенные к последней фазочувствительный нуль-индикатор и фазоинверсный электронный усилитель, между входом к выходом которого включена одна ветвь мостовой измерительной схемы, образованной наматываемой ка765890 тушкои и последовательно с ней включенным эталонным резистором, а выход фазоинверсного усилителя нагружен на прецизионный делитель напряжения, образующий вторую ветвь мостовой измерительной схемы.

Однако известное устройство предназначено только для намотки резнстивных элементов и не может быть использовано для завершающего цикла изготовления моточных изделий для подгонки к номинальному значению прецизионных микропроволочных резисторов обмоток в основном по следующим причинам, Известное устройство предусматривает использование в качестве токосьем ного электрода емкость, образованную электропроводящей поверхностью бобины и наматываемым на нее проводом или емкость между проводом на непроводящей поверхности бобин и электропроводящей средой, в которую погружают бобину. Величина емкости при этом постоянна и практически не зависит от количества витков провода, намотанного на бобину. Прецизионные микропроволочные резисторы не изготавливают с намоткой на электропроводящую поверхность, а помещать их для подгонки в электропроводящую среду нецелесообразно из-за опасности изменения номинала вследствие неполного удаления электропроводной среды, Кроме того, электропроводящая среда и последующая сушка подгоняемого резистора приводят к возникновению тензоэффекта в проводе и перераспределению механических напряжений в обмотке, что является одной из причин обрывов, Использование в качестве токосъемного электрода активного сопротивления подгоняемого резистора (которое в процессе подгонки является величиной переменной) приводит к тому, что при подгонке прецизионного резистора сопротивление сматываемого излишнего участка провода (которое включено в плечо измерительного моста по следовательно с эталонным резистором) бывает невелико — в среднем 2 — 4 /р от величины сопротивления. подгоняемого резистора, а следовательно, невелико и сопротивление эталонного резистора. При таком положении обратная связь фазоинверсного усилителя становится настолько глубокой, а напряжение íà его выходе малым, что оказывается недостаточным для питания фазочувствительного выпрямителя: подгоняемый резистор гасит на себе практически более 90 /р напряжения с гармоническог8 генератора, Усилитель небаланса фазочувст"вительного выпрямителя шунтирует сопротивление сматываемого с подгоняемого резистора участка излишнего провода, что снижает точность измерения.

Целью изобретения является повышение точности в широком диапазоне номиналь ных значений сопротивлений.

Это достигается тем, что в устройстве, содержащем гармонический генератор, токосъемный и емкостной токоподводящий электроды, мостовую и измерительную схему с фазочувствительным нуль-индикатором; управляющим двигателем намотки, и источник опорного напряжения в виде фазоинверсного электронного усилителя, между входом и выходом которого включена одна ветвь мостовой схемы, образованная наматываемой катушкой и последовательно с ней включенным эталонным резистором, а выход нагружен на прецизионный делитель напряжения, образующий вторую ветвь измерительной мостовой схемы, в качестве тоКосъемного электрода использовано активное сопротивление подгоняемого к номинальному значению резистора, связанного через эмиттерный яовторитель с упомянутым фазоинверсным усилителем, выход которого дополнительно нагружен на усилитель-ограничитель опорного, напряжения, а между входом фазочувствительного нуль-индикатора и выходом мостовой измерительной схемы включен усилитель с входным сопротивлелю нием 10" — 1О Ом..

Емкостной токопроводящий электрод предложенного устройства может быть выполнен в виде остеклованного изнутри паза в электропроводящем материале и снабжен со стороны наматываемой катушки фикса25 тором провода в форме открытой спирали, при этом наматываемая катушка может быть выполнена в виде неподвижной констоли, на свободном конце которой установлен приемный механизм сматываемого провода в форме стального тора, насаженного на ось вращения.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 функциональная схема измерительного контура; ца фиг. 3 и 4 — токопроводящий электрод и наматываемая катушка (приемный механизм сматываемого с подгоняемого резистора излишка провода), Предлагаемое устройство для изготовления моточных изделий из микропровода в стеклянной изоляции содержит изолирован4о ный провод 1, образующий сопротивление подгоняемого резистора 2 и наматываемой катушки 3. Гармонический генератор 4, подключенный одним из полюсов к токопроводящему электроду 5, образующему .с про4$ водом 1 емкость 6, а другим (заземленным) подсоединен к эмиттерному повторителю 7, через который подгоняемый резистор 2 связан с фазоинверсным усилителем 8, являющимся источником опорного напряжения мостовой измерительной схемы. юе Наматываемая катушка 3 и соединенный с нею последовательно через контакт 9 эталонный резистор !0 охватывает эмиттерный повторитель 7 и фазоинверсный усилитель 8 обратной связью, образуя при этом одну из ветвей мостовой измерительной схемы.

Выход фазоинверсного усилителя 8 нагружен прецизионным делителем из резисторов 11 и 12, образующих другую ветвь мостовой измерительной схемы, и усилите765890

1S

2О

30

55 лем-ограничителем 13 опорного напряжения, который, в свою очередь, нагружен на первичную обмотку трансформатора 14 с симметричным выходом.

Общий вывод (точка 15) резисторов 11 и !2 и контакт 9 подключены к соответствующим клеммам на высокоомном входе усилителя 16, который предотвращает шунтирование наматываемой катушки 3 элементами нуль-индикатора, состоящего иэ усилителя небаланса 17, фазочувствительного выпрямителя 18 и поляризованного реле 19, включенного в цепь питания двигателя 20 намотки. Фаэочувствительный выпрямитель

18 в. качестве опорного использует напряжение со вторичной обмотки трансформатора

14.

Для фиксации провода 1 в пазу токоподводящего электрода на конце его со стороны наматываемой катушки выполнена открытая спираль 21, а поверхность паза покрыта стеклянной пленкой толщиной 80—

100 мм, которая является дополнительной защитой от пробоя изоляции провода 1 при высоких напряжениях на выходе гармонического генератора 4.

Емкость 6 при такой фиксации провода

1 остается практически постоянной, а провод 1 легко заправляется самозаходом в паз, ширина которого составляет не более трех диаметров провода 1, а протяженность в электропроводящем материале — 5 — 10 мм (протяженность провода 1 в пазу обозначена точкой a).

Для исключения погрешностей, возникающих при использовании щеточных контактов, и обеспечения безынерционной смотки провода 1, предотвращающей тензоэффект в проводе 1, наматываемая катушка 3 выполнена в виде неподвижной консоли, защемленной одним концом в опоре 22, на которой выполнены контактная площадка 23 для осуществления гальванического контакта 9 и предохранительная крышка 24, покрытая с внутренней стороны слоем поро-, лона.

На свободном конце консоли размещен стальной тор 25, имеющий свою ось вращения, кинематически связанную с двигателем намотки 20.

В основу работы предлагаемого устройства положены следующие положения: — входное сопротивление любого однои многокаскадного усилителя,. охваченного параллельной отрицательной обратной связью, меньше суммарного сопротивления обратной связи во столько раз, какова величина коэффициента усиления усилителя. Если учесть, что коэффициент усиления фазоинверсного усилителя 8 не менее 1000, а суммарное сопротивление наматываемой катушки 3 и эталонного резистора мало (сматывается провода 1 не более 3 — 5 /р по сопротивлению от подгоняемого резистора), то сопротивлением эмит ерного повторителя 7 и усилителя 8 можно пренебречь и считать точку а (сосредоточенный параметр контролируемого электродом 5 провода l) эакороченной на корпусе устройства. Теория и эксперимент позволяют в этом случае считать, что сопротивление катушки 3, эталонный резистор 10 и резисторы 11 и 12 образуют измерительную мостовую схему, источником питания которой является фазоинверсный усилитель 8; — в условиях, когда гасящий на себе напряжение гармонического генератора 4 реэистивный элемент — подгоняемый резистор 2 — не является по сопротивлению постоянным, напряжение на выходе фазоинверсного усилителя 8 будет подвержено зна-чительным колебаниям: от минимального и недостаточного для чувствительных нульиндикаторов (на практике менее 2 мкВ), до максимального (1 В и более) при большой смотке провода с подгоняемого резистора 2. Для оптимальной работы нуль-индикатора, а точнее его фазочувствительного выпрямителя 18, следует в первом случае усиливать напряжение с фазоинверсного усилителя 8, а во втором — ограничивать величину выходного напряжения. Таким о6разом, применение усилителя-ограничителя

13, нагруженного на выход фаэоинверсного усилителя 8, является необходимым для точного измерения сопротивления сматываемого провода; — любой высокоомный вход электрического звена является гарантией от шунтирования подключенного к нему низкоомного элемента другими элементами схемы, поэтому для повышения точности измерения на входе нуль-индикатора предложенного устройства необходим промежуточный усилитель 16 с высокоомным входом для предотвращения шунтирования сопротивления катушки 3; — точность измерения сопротивления сматываемого провода 1 с подгоняемого резистора 2 определяется также эталонным резистором 8 и соотношением резисторов 11 и 12, поэтому в качестве резисторов I и 12 использованы точные микропроволочные резисторы, а эталонным резистором 8 является магазин сопротивлений безреактивный.

Устройство работает следующим образом.

Подгоняемый резистор 2 устанавливают в центре, один из которых кинематически связан с двигателем намотки 20, а другой электрически соединен со входом эмиттерного повторителя 7. Провод с токопропо да, не имеющего прямой электрической свя-. зи со входом эмиттерного повторителя 7, отсоединяют, фиксируют в электроде 5, н осуществляют гальванический контакт 9 на контактной площадке 23. После этм о закрывают крышку 24, создавая при эт< и пружинящее давление на участок провода l, размещенный на площадке 23. Это давление предотвращает прямое воздействие на кон.

7658,9

7 такт 9 от кручения провода 1 при его укладке на катушку 3, и тем самым исключается нарушение контакта 9 даже при достаточно высоких скоростях смотки микропровода. В спирали 21 провод фиксируется самозаходом.

На магазине эталонного резистора 10 выставляют сопротивление, равное сопротив- лению излишнего провода на подгоняемом резисторе 2, Мостовая измерительная схема при этом оказывается разбалансированной, реле 19 срабатывает и включает литание двигателя 20 намотки, который начинает вращать резистор 2 и тор 25.

За счет эффекта сцепления трущихся друг о друга поверхностей электризованной изоляции провода 1 и тора 25, тор 25 захватывает провод I и укладывает его на катушку 3, При этом движущийся провод 1 самозаходом по спирали 21 опускается к ее центру и фиксируется в пазу электрода 5.

На мотка продолжается до тех пор, пока сопротивление катушки 3 не станет равным эталонному на магазине эталонного резистора 10 и не обесточится реле 19, отключив питание двигателя намотки 20.

Провод 1 обрывают (после остаиова двигателя 20) в средней части электрода 5, за- делывают его на токопровод резистора 2 и вынимают последний из центров, как готовый подогнанный к номинальному значению резистор. питания, отличающееся тем, что, с целью повышения точности в широком диапазоне номинальных значений сопротивлений, оно снабжено фазоинверсным усилителем, усилителем-ограничителем, фазоинверсный усиФормула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР № 246640, кл. Н 01 С 17/22, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

39 255412, кл. Н 01 С 17/22, 1968 (прото45 тип) .

1. Устройство для подгонки резисторов из изолированного провода, например микропровода, содержащее механизм приема сматываемого с подгоняемого резистора провода с электрическими контактными элементами и приводом с блоком управлений, вращающийся механизм крепления с вращающимися контактными элементами, расположенный между ними емкостной электрод для связи жилы контролируемого провода с электрической целью, мостовую измерительную схему, одна ветвь которой образована прецизионным делителем, другая ветвь образуется участком между контактными элементами для подсоединения контролируемо1О

15 зе

56

0

3 го провода и образцовым элементом между общими точками первой и второй ветвей включен вход фазочувствительного усилителя, выходом подключенного к блоку управления приводом смотки провода, и источник литель подключен одним полюсом к вращающимся контактным элементам механизма крепления подгоняемого резистора, а другим — к одному из полюсов источника питания, подключенного другим полюсом к указанному электроду, выход фазоинверсного усилителя подключен к делителю мостовой схемы и входу усилителя ограничителя, который выходом подключен к фазочувствительному усилителю, образцовый элемент выполнен в виде резистора и включен между контактным элементом механизма приема провода и выходом фазоинверсного-усилителя, механизм крепления подгоняемого резистора также связан с приводом, причем механизм приема. провода выполнен из неподвижного проводоприемника с неподвижным контактным элементом и вращающимся, связанным с приводом проводоукладчиком.

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что механизм приема провода выполнен в виде неподвижной консоли, через которую проходит вращающаяся ось, на свободный конец которой установлен элемент в виде тора.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что емкостной электрод выполнен в виде металлического бруска с пазом, внутренняя поверхность паза покрыта слоем изо-ляции, при этом металлический брусок со стороны механизма приема снабжен стабилизатором положения провода, выполненным в виде спирали.

2Ф 23 фиг. 4

Составитель E. Зиновьев

Редактор Ь Фельдман Техред К. Шуфрич Корректор N. Вигула

Заказ 6520/48 Тираж 844 Подписное

ВНИИПИ государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4