Устройство для подгонки проволочных резисторов

 

Соеэ Советсиик

Социалистических

Реслублии

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСтт,О НУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i<>918982 (6! ) Дополнительное.к авт. саид-ву (Ы) Завалено 29. O l. 80 (23) 2866955/18-21 (51)М. Кл. с присоединением заивки М

Н 01 С 17/04

3ЬвударствснвЮ квинтет

СССР кO аелни нзебретений к еткрыткй (23) Приоритет

Р )) УДK 621. 316, .84-181.4 (088.8) Опубликовано 07 . 04. 82 . Бюллетень Jй 1 3

Дата онубликования описания 09 . 04 . 82

С. Н. Димитраки, й. И. Димитраки, и В. Г. Кандраман

Настас

1 fi-; г,"„." ., > -, 4.

Ф у", 1 - ": ... 1 (72) Авторы изобретения

),4 f . (Кишиневский политехниче=кий инс т.иМ. -"% Лазо (11) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДГОНКИ ПРОВОЛОЧНЫХ

РЕЗИСТОРОВ

Изобретение относится к электротехнике, точнее к технологическому оборудованию для изготовления реэистивных, а также индуктивных моточных изделий, например резисторов из изолированного провода, посредством контроля величины сопротивления изготовляемого изделия при смотке излишка провода.

Известно устройство для автомати" о ческой подгонки сопротивления резисторов из микропровода в стеклянной изоляции в номинал, содержащее блок измерения сопротивления подгоняемого резистора, механизм разрушения стек15 лянной изоляции в виде конического катка на опорной плите, который веханически связан с электроприводом, уп-. равляемым от блока измерения сопротивления |l j

Существенные недостатки данного устройства состоят в том, что при разрушении стеклянной изоляции устой" чивый электрический контакт жилы микропровода с электропроводящими опорной плитой и катком (а следовательно, и с блоком измерения сопротивления} образуется ToflbKQ для микропровода с погонным. сопротивлением не выше

l5-20 кОм/м; велики требования к чистоте поверхности опорной плиты и катка как после их изготовления, так и при эксплуатации; названные поверхности очень быстро загрязняются осколками разрушенной изоляции, на них появляется окисная пленка, которая еще больше снижает эксплуатационные характеристики устройства.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для полуавтоматической подгонки в номинал сопротивления .проволочных резисторов, включающее механизм перемотки провода со скользящими контактами с электроприводом пере- . мотки провода и блоком его управления, измерительный трансформатор, измери" ,тельный мост постоянного тока с нуль"

3 91898

Индикатором, усилительно-преобразовательный блок и гармонический генератор.

Это.устройство обеспечивает подгонку проволочных резисторов до 10 ИОм с точностью не выше 0,023 )2J.

Недостатком этого устройства является то, что под-онка резисторов более высоких номиналов производится с существенно меньшей точностью из-за te наличия реактивности подгоняемого резистора, влияние которой с увеличением номинала возрастает.

Снижение точности обусловлено тем что подгоняемый резистор входит в из- 15 мерительную цепь и составляет одно из плеч измерительного моста переменного тока, причем он входит в из- мерительный мост как при определении величины отклонения сопротивления рв подгоняемого резистора от номинального значения, так и при его подгонке путем смотки излишка намотанного провода.

Цель изобретения - повышение точ- 2s ности подгонки в расширенном диапазо1 не номиналов.

2 4. низма перемотки провода, а общие контакты первой и четвертой, второй и третьей двухполюсных контактных групп автоматического коммутатора соединены соответственно с первыми одноименными контактами первого и второго механически .связанных двухполюсных переключателей, вторым и третьим выходами измерительного трансформатора, вторые одноименные контакты первого и второго механически связанных двухполюсных переключателей соединены соответственно с клеммами моста постоянного тока для подключения подгоняемого проволочного резистора, при этом в автоматическом коммутаторе размыкающие контакты третьей и чет-.. вертой двухполюсных контактных групп и замыкающие контакты первой и второй двухполюсных контактных групп соединены с общей шиной устройства, размыкающий контакт первой двухполюсной контактной группы соединен с первым выходом измерительного трансформато" ра, а замыкающие контакты третьей и четвертой двухполюсных контактных групп соединены между собой.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для подгонки проволочных резисторов, включающее м каниэм перемотки провода со скользящими контактами с электроприводом перемотки провода и блоком управления электро" приводом, снабженный декадным переключателем измерительный трансформатор с тремя выходами, вторичные обмотки которого выполнены в виде индуктивных плеч отношения моста с сильной индуктивной связью между ними, 49 измерительныи мост постоянного тока с нуль-индикатором, источником питания и переключателем декад моста постоянного тока, жестко связанным с переключателем декад изменяемой части вторичных обмоток измерительного

43 трансформатора, усилительно-преобразовательный блок с электродом связи, гармонический генератор, выход которого соединен с первичной обмоткой измерительного трансформатора, дополни- тельно снабжено коммутационным генератором, автоматическим коммутатором с четырьмя двухполюсными контактными группами, первым и вторым механичес" ки связанными двухполюсными переключателями, общие контакты которых соединены соответственно с первым и вторым скользящими контактами мехаПричем усилительно-преобраэовательный блок выполнен в виде последовательно соединенных предварительного усилителя, амплитудного детектора, фильтра нижних частот, усилителя низких частот и фазочувствительного выпрямителя, причем выход усилительнопреобраэоватсльнбго блока соединен с входом блока управления электроприводом перемотки провода, а его входс электродом связи.

Выход.коммутационного генератора соединен с управляющим входом автоматического коммутатора и входом опорного сигнала фаэочувствитвльнога выпрямителя.

На фиг. 1 приведена схема измерения на постоянном токе сопротивления предварительно намотанного резистора перед смоткой излишка провода на предлагаемом устройстве; на фиг. 2схема измерения на переменном токе величины сопротивления излишка провода, сматываемого на дополнительный каркас, и управление смоткой до смотки необходимого излишка; на фиг. 3схема формирования сравниваемых напряжений и осциллограммы этих напряже- . ний; на фиг. Ф - схема формирования напряжения на сматываемом на дополнительный каркас проводе и осциллог5 9189 рамма этого напряжения; на фиг. 5схема формирования образцового напряжения на изготавливаемом резисторе и осциллогра.ама этого напряжения; на фиг. 6 - осциллограммы на-, . пряжений в различных точках усили" тельно-преобразовательного блока и источниках измерительного и управля" ющеro напряжений.

Устройство состоит иэ механизма 1 1о перемотки провода (смоточный механизм),снабженного шпинделями 2 и электродом 3 связи, первым и вторым механически связанными переключателями 4, образцовым резистором 5, рав- 15 ным номиналу сопротивления изделия, декадного магазина 6 сопротивлений, резисторов 7 и 8, причем элементы 5-8 образуют часть моста постоянного тока с клеммами Кл 1 и Кл 2, источни" ро ка 9 постоянного тока, индикатора 10, источника 11 переменного тока, изме" рительного трансформатора 12 с тремя выходами 31, 32.и 33, вторичные обмотки 13, 14"1,...,14"и которого, по- 2s следовательно соединенные, тесно ин" .,дуктйвно связаны между собой, автома-. тического коммутатора 15 с четырьмя двухполюсными контактными группами; коммутационного генератора 16, усили- 3g тельно-преобразовательного блока 17„ состоящего из последовательно соединенных предварительного усилителя 18, амплитудного детектора 19, фильтра 20 нижних частот, усилителя 21 низких частот, фаэочувствительного выпрямителя 22, блока 23 управления электроприводом, электропривода 24 перемотки провода.

Устройство на примере изготовления 4О резистора работает следующим образом.

Каркас резистора 25 с намотанным проводом { r. 1) устанавливают в шпиндель 2 смоточного механизма 1.

С токовывода 26 каркаса изготавливае- 4> мого резистора 25, не имеющего элект рической связи с подвижным контактом

le первой контактной группы двухполюс ного переключателя 4, открывают конец

I провода, .пропускают его через емкост" . ной электрод 3 и заделывают к токо,выводу. 27 дополнительного каркаса 28, имеющего электрическую связь с подвижным контактом f второй контактной группы переключателя 4. Переключа55 тель 4 устанавливают в положенйе A.

Перевод переключателя 4 в положение

А приводит к образованию четырехплечевого моста, плечи отношения которо82.

ro составляют сопротивление К. провода между подвижными контактами в и Ф.:, одно плечо, и последовательно вклю;ченные: образцовый резистор 5 сопро тивления к и магазин 6 сопротивления, на котором устанавливается сопротивление Ьйо, равное избыточному отклонению сопротивлениядй изготавливаемого резистора от номинального значения, другое плечо. Два других плеча моста составляют резисторы 7 и 8 сопротивлением Я1 каждый. Питается образованный мост от источника 9 постоянного тока.,Баланс образованного моста устанавливают по индикатору 10. Баланс моста ведется путем изменения сопротивления декад магазина 6, Величина сопротивления на магазине в результате баланса моста равна. После баланса моста переключатель 4 переводят в положение 2. Этим самым изготавливаемый резистор переводится из цепи постоянного тока (источник 9) в цепь переменного тока.

Источник 11 переменного тока питает измерительный трансформатор 12, вторичные обмотки 13 и 14- I,...,14-п которого выполнены в виде. плеч отношения моста с тесной индуктивной связью между плечами. Вторичные обмотки трансформатора 12 выполнены таким образом, что количест з витков обмотки 13 принято за 1003 и оно пропорционально номинальному Rо значению сопротивления изготавливаемого резистора. Количество витков остальных обмоток пропорционально 10х13 R g,(oáмотка 14-1), 10хО,li Rp (обмотка 14-2), 10х0,013 К (обмотка 14-3) и 10х0,0013

Rp (обмотка 14" л)соответственно..

Благодаря жесткой связи между переключателями декад магазина 6 сопротивлений и переключателями обмоток (декадами) измерительного трансформато" ра 12, а также однозначности декад (по весу электрической величины) на каждой из последовательно включенных обмоток этого трансформатора устанавливается количество витков, а следовательно, и напряжение пропорциональное сопротивлению одновесных декад мага" зина 6 соответственно. На обмотках

14- 1+14-и устанавливается суммарное напряжение 60©, пропорциональное. сопротивлению gRp, на обмотке 13 - напряжение Up, пропорциональное номиналу Rp резистора, Связь изготавливаемого резистора с трансформатором 12 осуществляется через контактные груп- .

7 918<82 8 где

Ь00 XI RO R0C учетом (3) уравнение вид (3) (2) принимает

° дно х - дЙ!

u= u„— 0 Х (2) Смотку провода ведут до наступления равенства (намотка в номинал) Zx тх

Д 0

Од =U.-ЬО= х 0 IlIRI К 1 !к и !!! к двтоиати ческого ком» мутатора 15 (фиг. 3). Контактными группами автоматического коммутатора 15 управляют коммутационным генера" тором 16 (фиг. 2). Выбором контактных 5 групп автоматического коммутатора 15 и параметров напряжения на генераторе 16, управляюшего автоматическим коммутатором 15, вторичные обмотки трансформатора 12, изготавливаемый ре- О зистор 25 и дополнительный резистор 2, образованный смотанным на дополнительный каркас резистора 29 проводом 30 (фиг. 2), коммутируются таким обра" зом, что в одном положении контакт- I5 ных групп к, 1!к, !!!к (фиг. 3) с трансформатора 12 снимается напряжение Ох (фиг. 4) между точками 31 33 (фиг. 1, 2 и 4), пропорциональное сопроти влению Zx пповода, включенного 20 между точками 89, и это напряжение через изготавливаемый резистор 25 подается на сматываемую на каркас дополнительного резистора часть провода (фиг. 4), при этом напряжение д0 25 на этом участке . ровода равно

Ь0 = у дй,-, и» х где 2 х — сопротивление резистора переменному току; 30 Ы! - текущее значение сс!противления провода между центром. электрода 3 и токовыводом 27 каркаса дополнительного резистора 28. В другом положении групп I к, !!к, И!к контактов с трансформатора l2 снимается образ- цовое йапряжение дОО, пропорциональное сопротивлению ЬR< (измеренное на постоянном токе), и это напряжение через дополнительный резистор 28 4в (фиг. 5) повторяется на изготавливаемом резисторе 25. Напряжение 0 на резисторе из-за конечного значения

ЬК, несколько отличается от дОО и равно 45

О = д00(Z х aR;) Z„

- Ох — = О, kR<

Zx о (ь д zx ьв sR;1

0 2х x

Равенство (4) имеет место при (ОХфО), т.е.

1Z х! ьк;= dR0 =- —" = R R х (5)

0 Ь 0

При непрерывной работе коммутатора с частотой Я С4 ж на вход усили" теля 18 поочередно, воздействует разрывно-периодическое напряжение U

1 (фиг. 6), состоящее из пакетов срав" ниваемых напряжений О и д0 . Резуль" тирующее напряжение О„ представляет собой модулированное по амплитуде напряжение с прямоугольной огибающей °

С помощью амплитудного детектора 22 и фильтра 20 нижних частот выделяется напряжение огибающей 0, изменя" кицееся с частотой коммутации Я.

Для повышения чувствительности устройства напряжение огибающей 0 усили" вается низкочастотным усилителем 2 1 и выпрямляется фазочувствительным выпрямителем 22. После выпрямления это напряжение поступает на блок 23 электроприводом 24 перемотки провода.

Напряжение U подается на блок 23 в течение всего времени перемотки провода. По достижении равенства 0 = ЬО, что имеет место при выполнении равенства (5), с блока 23 управления поступает команда на выключение электропривода 24 перемотки.

Относительная погрешность Ф„ смотки провода и, следовательно, изготовления резистора при этом равна

Ф Ьа -Ьа4«ьйа.ах-!2х1ФФ (ь) и ko Р„и р дно где йК- — (- - относительная погрешО ность резистора перед удалением с него х-12х1 лишнего провода; У— ах относи тельная частотная погрешность резистора (погрешность резистора от реактивностиj на частоте измерительного сигнала. Например, при У„= 14Ро и

Фр=14 Ях погрешность изготовления резйстора после удаления с него излишков провода по этому способу составляет 0,013Яв,т.е. g ((3 =Ф Ур 0,01

Следует отметить, что погрешность Р в устройстве по (2 ) целиком и полформула изобретения

9 9189

@остью определяет величину погрешности 4 », так как dä = . Это дела. ет применение устпойства согласно (2 ) для изготовления прецизионных резисторов, обладающие на измерительной частоте реактивностью, невозможным.

Последнее и является причиной его ограниченного применения по диапазо"

IHy сопротивлений.

Технико-экономический эффект от 10

t использования и зобретения состои т в автоматизированной намотке резисторов в расширенном диапазоне номиналов и с повышенной точностью.

1. Устройство для подгонки про" волочных резисторов, включающее меха- 20 низм перемотки провода со скользящими контактами с электроприводом перемотки провода и блоком управления элект» роприводом, снабженный декадным переключателем измерительный трансформа- Б тор с тремя выходами, вторичные обмотки которого выполнены в виде индуктиВных плеч отношения моста с сильной индуктивной связью между ними, измерительный мост постоянного тока с З0 нуль-индикатором, источником питания и переключателем декад моста постоян" ного тока, жестко связанным с пере" ключателем декад изменяемой части вторичных обмоток измерительного трансформатора, усилительно-преобразовательный блок с электродом связи, гармонический генератор, выход которого соединен с первичной обмоткой измерительного трансформатора, о т л и w аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности подгонки в расширенном диапазоне номиналов, оно дополнительно снабжено коммутационным генератором, автоматическим коммутатором с ° четырь 4 мя двухполюсными контактными группа- ми, первым и вторым механически связанными двухполюсными переключателя 4и, общие контакты которых .соединеиы1 соответственно с первым и вторым 50 скользящими контактами механизма перемотки провода, а общие контакты

82 10 первой и четвертой, второй и третьей двухполюсных контактных групп автоматического коммутатора соединены соот" ветственно с первыми одноименнымиконтактами первого и второго механически связанных двухполюсных переключателей, вторым и - третьим выходами измерительного трансформатора, вторые одноименные контакты первого и второго механически связанных двухполюсных переключателей соединены со" ответственно с клеммами моста постоянного тока для подключения подгоняемого проволочного резистора, при этом в автоматическом коммутаторе размыкающие контакты третьей и четвертой двухполюсных контактных групп и замыкающие контакты первой и второй двухполюсных контактных групп соединены с общей шиной устройства, размыкающий контакт первой двухполюсной контактной группы соединен с первым выходом измерительного трансформатора, а замыкающие контакты третьей и четвертой двухполюсных групп соединены меж 1у собо .

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что усилительно-преобразовательный блок выполнен в виде последовательно соединенных предварительного усилителя, амплитудного детектора, фильтра нижних частот, усилителя низких частот и фазочувствительного выпрямителя, причем выход усилительно-преобразовательного блока соединен с входом блока управления электроприводом перемотки провода, а его вход - с электродом связи

3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что выход коммутационного генератора соединен с управляющим входом автоматического коммутатора и входом опорного сигнала фазочувствительного выпрямителя.

Источники информации., принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 246639, кл. Н 01 С 17/00, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

11 .388305, кл. H 01 C 17/00, 29.09.69 (прототип).

918982 и, ВНИИПИ Заказ 2151/34 Тираж 758 Подписное

° В филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4