Электронный граммометр

Электронный граммометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для измерения силы нажатия и отрыва контактов пружин и электромагнитных механизмов. С целью повышения точности в электронный граммометр, содержащий датчик 1 угла, операционный усилитель 2, коммутатор 3, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4, формирователь 5 импульсов, источник 6 напряжения, инвертор 7, переключатель 8, введены компаратор 9, одновибратор 10 и элемент И 11. Контакты испытуемого механизма 12 включены между выходом источника 6 и входом инвертора 7. В зависимости от контроля усилия нормально замкнутых или нормально разомкнутых контактов механизма 12 выход переключателя 8 соединяется с входом или выходом инвертора 7. На выходе датчика 1 формируются трапецеидальные импульсы, длительность переднего фронта которых уменьшается с увеличением усилия нажатия щупа датчика 1 на контакты механизма 12. Одновибратор 10 формирует импульсы стабильной длительности, в течение которых через коммутатор 3 на вход АЦП 4 поступают сигналы, соответствующие фронтам выходных импульсов датчика 1. АЦП 4 измеряет пиковые значения выходных сигналов коммутатора 3, пропорциональные усилию нажатия. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК р!) Н 03 М 1/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И A ВТОРЯК ОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4361963/24-24 (22) 08.01.88 (46) 07.06.90. Бюл. и 21 (71) МВТУ им. Н.Э.Баумана (72) А.В.Еланцев, В.В. Маркелов и С.Б.Сорокоумов (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1057975, кл. Н 03 М 1/50, 1982.

Авторское свидетельство СССР

9 1349002, кл. Н 03 M 1/12, 1986. (54) ЭЛЕКТРОННЫЙ ГРАЮ1ОМЕТР (57) Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для измерения силы нажатия и отрыва контактов пружин и электромагнитных механизмов. С целью повышения точности в электронный граммометр, содержащий датчик 1 угла, операционный усилитель 2, коммутатор 3, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4, формирователь 5 импульсов, источник 6 напряжения, инвертор 7, переключатель

„„Я0„„1569982 А1

8, введены компаратор 9, одновибратор 10 и элемент И 11. Контакты испытуемого механизма 12 включены между выходом источника 6 и входом инвертора 7. В зависимости от контроля усилия нормально замкнутых или нормально разомкнутых контактов механизма 12 выход переключателя 8 соединяется с входом или выходом инвертора 7.

На выходе датчика 1 формируются трапецеидальные импульсы, длительность переднего фронта которых уменьшается с увеличением усилия нажатия щупа датчика 1 на контакты механизма 12.

Одновибратор 10 формирует импульсы стабильной длительности, в течение которых через коммутатор 3 на вход

АЦП 4 поступают сигналы, соответствующие фронтам выходных импульсов датчика l. АЦП 4 измеряет пиковые значения выходных сигналов коммутатора 3, пропорциональные усилию нажатия. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1569982

Изобретение относится к автомати- ке и может быть использовано для измерения силы нажатия и отрыва контактов пружин и электромагнитных меха1 низмов °

Целью изобретения является повышение точности.

На чертеже изображена структурная схема электронного граммометра. 10

Электронный граммометр содержит датчик 1 угла, операционный усилитель 2, коммутатор 3, аналого-цифро1 вой преобразователь (АЦП) 4, формирователь 5 импульсов, источник 6 напря- 15 :жения, инвертор 7, переключатель 8, I компаратор 9, одновибратор 10, элеМент И 11. Контакты испытуемого реле

«2 подключены между выходом источника

6 и входом инвертора 7. Датчик 2 угла 2{) содержит щуп 13 с фокусирующей линзой 1.4, модулирующий диск l5 с приводом, источник 16 света, приемник 17 света, корпус 18, возвратную пружину 19, первый 20 и второй 21 валы.

Электронный граммометр работает

Следующим образом.

Модулирующий диск t5 вращается с постоянной скоростью. При этом происходит периодическое прерывание свето- 30 вого потока источника 16. Приемник 17 света формирует трапецеидальные электрические импульсы. Длительность фронта этих импульсов определяется временем пересечения краем отверстия моду- 35 лирующего диска 15 светового потока в плоскости модулирующего диска. Поскольку фокусирующая линза 14 меняет плотность светового потока по сечению светового луча в зависимости от gp ее положения на оптической оси, то цлительность фронта импульсов на выходе приемника 17 зависит от расстояния между Ьокусирующей линзой 14 и модупирующим диском 15, которое меняется 45 с поворотом щупа 13 вокруг оси ва:-:=.:. 20.

Таким образом, длительность фронта импульсов датчика 1 угла зависит от угла поворота щупа 13. Учет начального .положения фокусирующей линзы 14 íà оптической оси осуществляется при гра. дуировке Aig{ 4.

Перед началом измерения усилия контактного нажатия электромагнитного реле 12 к выходу источника 6 напряже- 55 ния и входу инвертора 7 подсоединяют" ся контакты контактируемого реле 12 °

При контроле усилия контактного нажатия нормальнб замкиутых контактов с помощью переключателя 8 к второму входу элемента И 11 подключается вход инвертора 7. Перед измерением щуп 13 и закрепленная на нем линза 14 занимают исходное положение. При этом на выходе приемника 17 света формируются. сигналы с одинаковой длительностью фронтов. Сигнал с выхода приемника

17 света одновременно поступает на вход компаратора 9 и операционного усилителя 2. Усиленный сигнал с выхода операционного усилителя 2 при- ходит на вход коммутатора 3. Компаратор 9 формирует прямоугольные импульсы, длительность и фаза которых совпадают с длительностью и фазой входных сигналов. Эти сигналы поступают на вход одновибратора 10, на выходе которого формируются прямоугольные положительные импульсы, начало которых совпадает с выходным импульсом компаратора 9, а длительность не превышает длительности фронта сигнала на выходе приемника 17 света. Эти импульсы .поступают на один из входов элемента И 11.

При контроле усилия контактного нажатия нормально замкнутых контактов реле 12 на другой вход элемента

И 11 от источника 6 напряжения через контакты реле 12 и переключатель 8 поступает единичный сигнал. Этот сигнал обеспечивает прохождение импульсов с выхода одновибратора 10 через элемент И 11 на вход управления коммутатора 3. На время действия управляющего импульса коммутатор 3 переходит из непроводящего в проводящее состояние и пропускает часть переднего фронта импульса с выхода приемника 1?. Таким образом, на вход АЦП 4 поступают треугольные импульсы постоянной длительности, наклон которых, а следовательно, и амплитуда определяются длительностью переднего фронта выходных сигналов приемника

17 света ° АЦП 4 измеряет и регистрирует максимальную амплитуду входных сигналов.

Рассмотрим работу граммометра при контроле усилия контактного наж.=-тия нормально замкнутых контактов контролируемого реле 12. Измеряемое усилие

F контактного нажатия электромагнитного реле 12 должно быть приложено к концу щупа 13 перпендикулярно оси вала 20. Это положение должно сохра1569982 няться в процессе всего измерения.

Усилие прикладывается в направлении, обеспечивающем размыкание нормально замкнутых контактов реле 12. При приложении усилия F к щупу 13 последний отклоняется, вызывая при этом увеличение расстояния между линзой 14 и модулирующим диском 15 и соответствующее уменьшение диаметра светового потока в плоскости модулирующего диска 15. Это приводит к уменьшению длительности фронтов трапецеидальных импульсов на выходе приемника 17 света и соответствующему увеличению ампли- 15

-.уды треугольных импульсов на входе

АЦП 4, который измеряет и регистрирует максимальные значения поступающих электрических .сигнагов, Как только усилие, приложенное к щп..у 13, л превышает усилие контактного нажатия контролируемого реле 12, нормально замкнутые контакты реле 12 размыкаются. Одновременно с этим на второй вход элемента И 11 перестает посту- 25 пать сигнал с источника 6 напряжения.

В результате блокируется прохождение сигналов с выхода одновибратора 10 через элемент И 11 на вход управления коммутатора 3. Последний остается в разомкнутом состоянии. На выходе АЦП 4 автоматически фиксируется значение электрического сигнала, соответствующее моменту размыкания контактов контролируемого реле 12.

После снятия усилия с щупа 13 и формирования импульса сброса в формирователе 5 электронный граммометр переводится в исходное состояние и готов к следующему измерению. 40

При контроле нормально разомкнутых контактов граммометр работает аналогичным образом с той лишь разницей, что в исходном состоянии выход инвер- 45 тора 7 с помощью переключателя 8 подключается к второму входу элемента И

,1. При этом положительный сигнал с выхода инвертора 7 до момента замыкания нормально разомкнутых контактов реле 12 обеспечивает прохождение сигналов с выхода одновибратора 10 через элемент И 11 на вход управления коммутатора 3. В момент замыкания контактов реле 12. на нход инвертора 7 поступает положительный сигнал. После этого коммутатор 3 остается в разомкнутом состоянии, фиксируя момент ,замыкания контактов реле 12.

Операционный усилитель 2 позволяет

:учесть коэффициент пропорциональнос-, ти между выходом АЦП и величиной усилия, приложенного к щупу 13.

В качестве источника 16 света мо- жет быть использован светодиод или лампа накаливания, В качестве приемника 17 света может быть применен фотодиод, например ФД8К. Операционный усилитель 2 может быть выполнен на базе микросхемы 140УД8. Коммутатор 3 может быть выполнен на основе электронного ключа, например микросхемы

К590КН2. В качестве одновибратора и элемента И могут быть использованы микросхемы серии 155, а в качестве инвертора — микросхема типа 243ЛНЗ.

Формула изобретения

1. Электронный граммометр, содержащий датчик угла, операционный усилитель, выход которого соединен с информационным входом коммутатора, выход коммутатора соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, вход сброса которого подключен к выходу формирователя импульсов, источник напряжения, выход которого через контролируемые контакты соединен с входом инвертора и с одним входом переключателя, другой вход которого соединен с выходом инвертора,отличающийся тем, что, с целью повышения точности электронного граммометра, в него введены компаратор, одновибратор и элемент И, выход датчика угла соединен с входами операционного усилителя и компаратора, выход которого через одновибратор соединен с одним входом элемента

И, другой вход элемента И подключен к выходу переключателя, а выход соединен с управляющим входом коммутатора.

2. Граммометр по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что датчик угла содержит щуп с фокусирующей линзой, модулирующии диск с приводом, источник и приемник света, возвратную пружину, корпус, при этом щуп с фокусирующей линзой и модулирующий диск укреплены соответственно на первом и втором ортогонально установленных с валах с возможностью их вращения относительно корпуса, первый вал соединен с корпусом через возвратную пру,жину, источник света через фокусиру1569982

Составитель А.Смирнов

Техред М.Ходанич Корректор Э.Лончакова

Редактор M.Áëàíàð

Заказ 1457 Тираж 669 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-иэдательскнй комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 ющую линзу и модулирующий диск опти-, чески связан с приемником света, выход которого является выходом датчика угла.