Устройство для измерения размеров неэлектропроводных участков на электропроводном основании

 

Союз Советсиик

Социалистических

Республии ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iu934205 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 11 ..01.80 (21) 2870709/18-28 с присоединением заявки РЙ(53)М. Кл.

Q 01 В 7/02

3Ъоудеротеениый комитет

СССР по делам изооретеиий и открытий (23)Приоритет (53) УДК 621.З17.

39:531 °

° 717(088.8) Опубликовано 07. 06. 82. Б1оллетень № 21

Дата опубликования описания 07.06.82

В. Е. Горбатенко, В.Ф. Ермаков и A. С.Кушнаре

-*. ..5„

Новочеркасский ордена Трудового Красного -Знамени политехнический институт им.Серго Орджоникидзе (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ

НЕЭЛЕКТРОПРО ВОДНЫХ УЧАСТКОВ

НА ЭЛЕКТРОПРОВОДНОМ ОСНОВАНИИ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроении для определения параметров неэлектропроводных покрытий.

Известно устройство для измерения площади плоских тел, перемещаемых транспортером, содержащее генератор высоковольтных импульсов с распределителем, два ряда основных электродов, пару дополнительных электродов, счетчик импульсов, схему группировки импульсов, исполнительный механизм сортирующего устройства, привод транспортера (l ).

Однако это устройство отличается недостаточно высокой точностью, так как в процессе измерения возможен пробой между основными электродами не только в случае отсутствия между ними измеряемого тела, но и тогда, когда межэлектродный промежуток перекрыт его краем. В этом случае возможен пробой по огибающей вокруг края тела. Снижение амплитуды высоковольтных импульсов до граничного значения может снизить надежность устройства.

Наиболее близким техническим реше" нием к изобретению является устройство для измерения площади неэлектропроводных участков на электропроводном основании, содержащее блок зондирующих импульсов, коммутатор, измерительную головку с контактными щу"

1О пами, счетчик импульсов и блок управления f 2).

Недостатками известного устройст" ва являются низкая надежность и боль" шое время измерения, а также малое

15 число используемых электродов, огра" ни ченное максимал ьным чи слом контак" тов коммутатора.

Цель изобретения — повышение надежности измерения. го

Эта цель достигается тем, что устройство снабжено инвертором, вход которого предназначен для соединения с электропроводным основанием, а вы.

934205 ход соединен с входом счетчика импульсов, коммутатор выполнен в виде распределителя импульсов, каждый из инвертирующих выходов которого соединен через диод с соответствующим контактным щупом, выход блока зондирующих импульсов соединен с входом распределителя импульсов, вход блока управления соединен с последним выходом распределителя импульсов, а 1о выход - с управляющим входом блока зондирующих импульсов.

Кроме того, устройство снабжено двумя элементами И,. первый из которых включен между выходом инвертора 1 и входом счетчика импульсов, а выход второго элемента И соединен с вторым входом первого элемента И, блок зондирующих импульсов выполнен в виде последовательно соединенных генератора прямоугольных импульсов, третьего элемента И и Т-триггера, второй вход третьего элемента И является управляющим входом блока зондирующих импульсов, выход третьего элемента И и один из выходов Т-триггера соединены с соответствующими входами второго элемента И, а второй выход Т"триггера является выходом блока зондирующих импульсов.

Блок управления выполнен в виде второго инвертора, RS-триггера и кнопки управления, вход инвертора является входом блока управления, выход соединен с R-входом RS-триггера, 35

5-вход которого соединен через нормально-разомкнутые контакты кнопки упра вления с общей точкой у строй ст ва, а выход является выходом блока управления.

»в

Входы установки нуля распределителя импульсов и счетчика импульсов соединены через нормально"замкнутые контакты кнопки управления с общей точкой устройства.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - эпюры напряжений на элементах устройства.

Устройство для измерения размеров неэлектропроводных участков 1 на электропроводном основании 2 содержит измерительную головку 3 с контактными щупами 4, многоканальный распределитель 5 импульсов, диоды 6, генератор

7 прямоугольных импульсов, элементы

И 8-10, счетчик 11 импульсов, инверторы 12 и 13, Т-триггер. 14, RS-триггер 15» кнопку 16 управления.

Контактные щупы 4 измерительной головки 3 соединены через диоды 6 с выходами распределителя 5 импульсов.

Каждый щуп 4 подпружинен и свободно перемещается вдоль своей оси внутри цилиндрической измерительной головки

3 из изолирующего материала,обеспечивая надежный контакт с основанием

2. Генератор 7 прямоугольных импульсов, элемент 8 И и Т-триггер 14 образуют блок 17 зондирующих импульсов, а инвертор 13, RS-триггер 15 и кнопка 16 управления образуют блок 18 управления.

Устройство реализовано на микросхемах транзисторно-транзисторной логики, для которых наличие свободных взводов элементов соответствует подаче на эти входы "1". Используемые в схеме распределитель 5, счетчик 11, а также триггеры 14 и 15 переключаются задним фронтом прямоугольных импульсов напряжения.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии распределитель 5 импульсов, счетчик 11 и RS-триггер

15 находятся в нулевом состоянии.

При нажатии на кнопку 16 управления в момент времени t=O (фиг.2)

RS-триггер 15 переводится в единичное состояние, в результате чего элемент И 8 начинает пропускать прямоугольные импульсы генератора 7. Эти импульсы поступают на входы элемента

И 9 и триггера 14. На выходах элемента И 9 и Т-триггера 14 формируются

Соответствующим образом прямоугольные импульсы напряжения U »,0 и 0 (фиг.2) ° 14

В момент времени t. задним фронтом импульса напряжения с инверсного выхода Т-триггера 14 распределитель 5 импульсов переключается, что приводит к появлению "0" на его первом выходе

U .1 (фиc.2) Однако, так как подключенный к первому выходу распределителя 5 щуп 4-1 находится на неэлектропроводном участке основания, то состояние инвертора 12 при этом не меняется, напряжение на его выходе в течение первого такта распределителя импульсов, также как и в исходном состоянии, равно нулю. Поэтому появляющийся на выходе элемента И 9 в момент времени t< импульс не пропускается элементом И 10 на вход счетчика 11, его содержимое после окончания первого такта распределителя

93420

io l5 го

Зо

40

5 импульсов по-прежнему остается ну-, левым.

В момент времени С начинается второй такт распределителя 5 импульсов, становится равным нулю напряжение его второго выхода 05 (фиг.2) °

Однако, так как щуп 4-2 лежит на неэлектропроводном участке, то, как и в первом такте, никаких других изменений в схеме устройства не происходит.

В момент времени и наступает третий такт распределителя 5 импульсов.

Так как между щупом 4-3 и электропроводным основанием 2 имеется контакт, то в это же время на выходе инвертора 12 появляется "1". Теперь появляющийся в момент времени С на выходе схемы 9 И импульс пропускается,схемой 10 и засчитывается счетчиком 11.

В дальнейшем "0" сканируется по всем выходам распределителя 5 импульсов. При этом счетчиком 11 подсчитываются все щупы 4 головки 3, соприкасающиеся с электропроводным основанием.

После окончания последнего такта распределителя 5 импульсов задним фронтом выходного напряжения инвертора 13 RS-триггер 15 переводится в нулевое состояние, и, таким образом, закрывается элемент И 8 для импульсов генератора 7. В результате сканирование "нуля" по выходам распределителя 5 импульсов прекращается.

По результатам измерения может быть определена относительная площадь неэлектропроводных участков.

100 и где n - общее число щупов головки 3;

n - содержимое счетчика 11, равнре числу щупов 4, соприкасающихся с электропроводным основанием 2.

После окончания измерения кнопка

16 управления отпускается, и схема устройства приводится в исходное нулевое состояние. 50

Преимуществами предлагаемого устройства по сравнению с известным является его более высокая надежность (схема устройства является бесконтактной — она полностью изготовлена на интегральных микросхемах 133 серии) и меньшее время измерения (оно не превышает 0,1 с) °

5 6

Формула изобретения

1. Устройство для измерения размеров неэлектропроводных участков на электропроводном основании, содержащее блок зондирующих импульсов, коммутатор, измерительную головку с контактными щупами, счетчик импульсов и блок управления, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности измерения, оно снабжено инвертором, вход которого предназначен для соединения с электропроводным основанием, а выход соединен с входом счетчика импульсов, коммутатор выполнен в виде распределителя импульсов, каждый из инвертирующих выходов которого соединен черед диод с соответствующим контактным щупом, выход блока зондирующих импульсов соединен с входом распределителя импульсов, вход блока управления соединен с последним выходом распределителя импульсов, а выход - с управляющим входом блока зондирующих импульсов.

2. Устройство по п.l, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено двумя элементами И, первый из которых включен между выходом инвер" тора и входом счетчика импульсов, а ! выход второго элемента И соединен с вторым входом первого элемента И, блок зондирующих импульсов выполнен в виде последовательно соединенных генератора прямоугольных импульсов, третьего элемента И и Т-триггера, второй вход третьего элемента И является управляющим входом блока зондирующих импульсов, выход третьего элемента И и один из выходов Т-триггера соединены с соответствующими входами второго элемента И, а второй выход Т-триггера является выходом блока зондирующих импульсов.

3. Устройство по и. l, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок управления выполнен в виде второго инвертора, . RS-триггера и кнопки управления, вход инвертора является входом блока управления, выход соединен с R-входом

RS-триггера, S-вход которого соединен через нормально-разомкнутые контакты кнопки управления с общей точкой устройства, а выход является выходом блока управления.

4.Устройство по пп.! и 3,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что входы установки нуля распределителя импульсов

934205 и сче"!чика импульсов соединены через нормально-замкнутые контакты кнопки управления с общей точкой управления.

Источники информации, принятые во внимание,при экспертиае

1. Авторское свидетельство СССР

И 380945, кл. 6 01 В 7/32, 1971.

2. Патент Франции У 2412054, 5 кл. G 01 8 7/32, 1977 (прототип) 934205

Составитель А.Куликов

Редактор В.Иванова Техред M. Гергель: Корректор А Гриценко !

Заказ 3906/32 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4