Устройство для допускового контроля одной из составляющих измеряемого комплексного сопротивления (проводимости) двухполюсника

Устройство для допускового контроля одной из составляющих измеряемого комплексного сопротивления (проводимости) двухполюсника

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ i»892319 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22)Заявлено 25.04.80 (21) 2917087/ 18-21 с присоединением заявки.%(23) Приоритет" (51)М. Кл.

G 01 R 17/10

Гооудерстееииый комитет

СССР по делам изооретеиий и открытий

Опубликовано 23. 12 ° 81 ° Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 23.12.81 (53) УДК621.317.. .733(088.8) A. Ф. Прокунцев, Г. И. Яаронов, P. М. Юмаев и В,Д.Меливанов (72) Авторы изобретения

И „„"„ „"

Пензенский завод-ВТУЗ при Заводе ВЭМ, фи иал е1кедяо „.„, Пензенского политехнического института (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОПУСКОВОГО КОНТРОЛЯ ОДНОЙ

ИЗ СОСТАВЛЯЮЩИХ ИЗМЕРЯЕМОГО КОМПЛЕКСНОГО

СОПРОТИВЛЕНИЯ (ПРОВОДИМОСТИ) ДВУХПОЛЮСНИКА

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению и контролю составляющих комплексного сопротивления (проводимости) двухполюсников.

Известно устройство, реализующее способ измерения величин составляющих комплексного сопротивления двухполюсника, выполненного по последовательной схеме замещения, содержащее

1О генератор синусоидального напряжения, включенный в диагональ питания измерительной цепи, составленной из комплексного сопротивления, причем вершина цепи, примыкающая к образцо15 вому элементу, через первое согласующее устройство подключена параллельно к опорному входу первого фазочувствительного выпрямителя и первым входам первого и второго блоков деления и через фазовращающее устройство к опорному входу второго фазочувствительного выпрямителя, выход которого соединен со вторым входом второго блока деления, второй вход первого блока деления подсоединен к выходу первоro фазочувствительного выпрямителя, вершина диагонали питания, примыкающая к измеряемому комплексному сопротивлению при последовательной схеме замещения, через второе согласующее устройство соединена с информационными входами первого и второго фазочувствительных выпрямителей (1) .

Данному устройству присуще низкое быстродействие, обусловленное тем, что необходимо выжидать пять - шесть периодов измеряемого сигнала для то" го, чтобы получить постоянный уровень напряжения на выходе фазочувствительного выпрямителя, пропорциональный проекции одного сигнала на другой.

Кроме того, для получения информации об абсолютном (относительном) приращении измеряемой составляющей комплексного сопротивления (проводи" мости) двухполюсника необходимо вы892319

50 полнять дополнительную косвенную математическую операцию вычитания, что влечет за собой увеличение времеНИ ИЗМЕРЕНИЯ, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является более быстродействующее устройство, реализующее способ преобразования приращений измеряемых составляющих комплексного сопротивления двухпо- t0 люсника, содержащее генератор синусоидального напряжения, включенный в диагональ питания измерительной цепи, составленной иэ последовательно соединенных образцового элемента и измеряемого комплексного сопротивления,причем вершина измерительной диагонали заземлена, а вершина диагонали питания, примыкающая к образцовому элементу при последовательной схеме замещения измеряемого комплекс" ного сопротивления или к измеряемому комплексному сопротивлению при парал" лельной схеме замещения, через первое согласующее устройство подключена па- д раллельно к первым входам nepsoro u второго блоков деления, к опорному входу второго фаэочувствительного выпрямителя, через фазовращающее устройство " к опорному входу первого фазочувствительного выпрямителя и через амплитудный преобразователь к первым входам первой и второй разностных схем, выходы которых подсоединены ко вторым входам первого и второго блоЗ5 блоков деления соответственно, а вершина диагонали питания, примыкающая к измеряемому комплексному сопротив" лению при последовательной схеме замещения или к образцовому элементу

40 при параллельной схеме замещения, через второе согласующее устройство подключена параллельно к информационным входам первого и второго фазочувствительных выпрямителей, выходы которых соединены со вторыми входами первой и второй раэностных схем соответственно (23.

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие из-эа наличия таких инерционных блоков, как амплитудные преобразователи и фазочувствйтельные выпрямители, и кроме того, данное устройство не позволят контролировать параметры комплексного сопротивления (проводимости) двухполюсника, так как в этом случае необходим опорный каная сравнения.

Цель изобретения - повышение быстродействия допускового контроля одной из Составляющих измеряемого комплексного сопротивления (проводимости) двухполюсни ка

Указанная цель достигается тем, что в устройство допускового контроля одной из составляющих измеряемого комплексного сопротивления (проводимости) двухполюсника, содержащее генератор синусоидального напряжения, включенный в диагональ питания измерительной цепи, составленной из последовательно соединенных образцового элемента и контролируемого двухполюсника, причем вершина диагонапи питания, примыкающая к образцовому элементу (контролируемому двухполюснику) подключена ко входу первого согласующего устройства, а вершина цепи, примыкающая к образцовому элементу и измеряемому комплексному сопротивлению, заземлена, введены вторая ветвь измерительной цепи, составленная из последовательно включенных однородных образцовых элеменtoe, формирователь импульсов, блок анализа, блок индикации, причем выход первого согласующего устройства подключен к одному из входов блока анализа и через формирователь импульсов к. управляющему входу блока анализа, вершина измерительной диагонали второй ветви через второе согласующее устройство соединена со вторым входом блока анализа, выход которого подсоединен ко входу блока ин" дикации.

Кроме того, блок анализа состоит из и амплитудных анализаторов, где п - число допусковых групп, и блока обработки сигналов, причем первый вход блока анализа соединен параллепьно с первыми входами амплитудных анализаторов, а второй вход блока анализа - со вторыми входами амплитудных анализвторов, первые управляющие входы амплитудных анализаторов подключены к шинам задания допусков, а .вторые управляющие входы - к выходу формирователя импуль" сов, выходы амплитудных анализаторов соединены с входами блока обработки си гналов.

Причем блок анализа может состоять из управляемого усилителя, вход которого подключен к первому входу блока анализа, а выход - к одному из входов амплитудного анализатора, 5 8 второй вход которого соединен со вторым входом блока анализа, управляющий вход управляемого усилителя подключен к шине задания допуска, а управляющий вход амплитудного анализатора -. к выходу формирователя импульсов, выход амплитудного анализа" тора соединен с выходом блока анализа.

Кроме этого, амплитудный анализатор содержит дискретный делитель,, первый вход которого соединен с первым входом амплитудного анализатора, первый выход дискретного делителя подключен к одному из входов первого дифференциального усилителя, вто рой выход " к одному из входов второго дифференциального усилителя, вторые входы дифференциальных усилителей соединены параллельно со вторым входом амплитудного анализатора, первый и второй выходы первого и второго дифференциальных усилителей соединены соответственно с R u S входами первого и второго триггеров, синхронизирующие входы которых подключены к выходу формирователя импульсов, выход первого триггера соединен с прямым входом элемента "Запрет", а выход второго - к инверсному входу, выход которого соединен с одним из входов блока обработки сигналов.

Принципиальное отличие предлагаемого устройства от известного заключается в том, что существенно повы.шается быстродейст.вие и расширяются функциональные возможности за счет того, что введены вторая образцовая ветвь и получена мостовая измерительная цепь, формирователь импульсов, блок анализа, блок индикации и наличие новых связей между вновь введенными блоками и известными.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 и 3 " варианты реализаций блока анализа; на фиг. 4 - структурная схема амплитудного анализатора; на фиг. 5 - век" торная диаграмма процесса разбраковки для последовательной схемы замещения конденсатора; на фиг, 6 - времен" ная диаграмма процесса разбракавки для последовательной схемы замещения конденсаторов.

На фиг. 5 обозначены:

*,6, у - параметры измерительной цепи в обобщенных обозначениях;

92319 б аЬ - вектор напряжения питания мостовой измерительной цепи; ас - вектор напряжения, снимае"

5 мого с образцового . элемента при последовательной схеме замещения измеряемого двухполюсника или с измеряемого двухполюс е ника при параллельной схеме замещения;

t:ф,с.д,с - возможные положения сектора напряжения небаланса; !

5

Уравнение для относительного изменения синфазной составляющей измеря,емого комплексного сопротивления (проводимости) двухполюсника имеет следующий вид

Зв При *d = 8d уравнение (1) можно переписать в следующем виде

1 дс -Qt 1

Со 2 d 2

Уравнение (2) справедливо как для последовательной схемы замещения, 35 так и для параллельнои с тои лишь разницей, что необходимо поменять местами в ветви, содержащей измеряемое комплексное сопротивление, io образцовый и измеряемый двухполюсни" ки, а параметры 3., 8 имеют размерность проводимостей.

Устройство для контроля одной из составляющих измеряемого комплекс"

45 ного сопротивления (проводимости) содержит генератор 1 синусоидального напряжения, измерительную цепь 2, верхняя ветвь которой составлена из последовательно соединенных образцового элемента 3 и контролируемого

5О двухполюсника 4 при последовательнои схеме замещения контролируемого двух" полюсника или из последовательно соединенных контролируемого двухполюсника 3 и образцового элемента 4. при параллельной схеме замещения контролируемого двухполюсника, нижняя ветвь составлена из последовательно включенных образцовых однородных элемен7 тов 5 и 6. Устройство содержит также согласующие устройства 7 и 8, формирователь 9 импульсов, блок 10 анализа, блок 11 индикации, Блок 10 анализа может состоять из нескольких, например, четырех амплитудных анализаторов 12- 1 и блока 16 обработки сигналов, а во втором случае " из управляемого усилителя 17 и амплитудного анализатора 18. В свою очередь амплитудный анализатор содержит дискретный делитель 19, дифференциальные усилители 20 и 21, синхронные RS-триггеры 22 и 23, элемент.

"Запрет" 24.

Рассмотрим работу устройства, например, для последовательной схемы замещения конденсатора по временной диаграмме (фиг. 6), Напряжение Ч,„,снимаемое с образцового элемента 3, через согласующее устройство 7 поступает одновременно на вход формирователя 9 импульсов и на один из входов блока 10 анализа (фиг. б, !), в напряжение небаланса

tl через согласующее устройство 8 подается на второй вход блока анализа. На выходе формирователя 9 импульсов формируется узкий импульс в момент достижения напряжением U своего экстремального значения (r, б, !!), Блок 10 анализа производит сравнение величин напряжений (О + О „) и . (00 U ) с +Оо и -0 ц„в момент действия импульса с выхода формирователя 9 импульсов.

Йроследим, как проходит процесс разбраковки конденсаторов на допусковые группы по величине емкости, когда блок 10 анализа выполнен в виде устройства, изображенного на фиг. 2, который состоит, например, из четырех амплитудных анализаторов 12-15 и блока 16 обработки сигналов.

На шину задания допуска каждого из амплитудных анализаторов поступает сигнал, осуществляющий изменение величины опорного сигнала Ос!с, на ве" личину допуска. Пусть разбраковка производится по четырем допусковым группам «+1, 15, +10, g203. При поступлении на вход амплитудных анализаторов сигналов Ос< и 0 происходит срабатывание того амплитудного анализатора в момент подачи сигнала управления с формирователя 9 импульсов, срабатывание которого находится ниже допуска. На выходе амплитудного анализатора имеется сигнал, пропорцио1

892 319 ных выходов сигналы, пропорциональные

40 f(U ) (ОопЯ и Г(ОИ) (Ооп)! - на входы триггеров 22 и 23 (фиг.б, 1).

В момент подачи управляющего сигнала ,с выхода. формирователя 9 импульсов (фиг, б, !1) на синхронизирующие

t0

Зо

8

- CRcosg где K - коэффициент

K ac, задания допуска. Сигнал с выхода блока 16 обработки сигналов свидетельствует о нахождении контролируемого конденсатора в той или иной допусковой группе.

На фиг. 3 показан вариант выполнения блока t0 анализа с одним амплитудным анализатором 18 и управляемым усилителем 17, который осуществляет умножение величины О в соответствии с допусковой группой, а в остальном процесс разбраковки аналогичен вышеописанному.

Работа амплитудного анализатора, изображенного на. фиг. 4 осуществляется следующим образом, Опорное напряжение О поступает на вход дискретного делителя 19 (фиг. 6, 1), на выходе которого получаем +О „и - Оол в соответствии с контролируемой допусковой группой (например +20 и -20Ф). Сигнал с первого выхода дискретного делителя 19, пропорциональный +00 (фиг. 6,1), подается на один из.входов дифферен" циального усилителя 20, а со второго выхода, пропорциональный -Uon на один из входов дифференциального усилителя 2!, на вторые входы дифференциальных усилителей 20 и 21 поступает напряжение небаланса

Осе (фиг 6, I) Сигналы с прямых вйходов первого и второго дифференциальных усилителей 20 и 21, пропорциональные соответственно (Q) "(-Ооп ) и (Ucg) - (Uon) подаются на В входы RS-триггеров 22 и 23, а с инверсвхоцы RS-триггеров 22 и 23 послед" ние перебрасываются из единичного (нулевого) состояния в нулевое (единичное), когда уровень порога срабатывания ниже уровня подаваемого сигнала,и из нулевого (единичного) в единичное (нулевое), когда порог срабатывания выше (фиг. 6, Itt и IV).

Сигнал с выхода триггера 22 (фиг.б, III) поступает на прямой вход элемента "Запрет" 24, а с выхода триггера

23 (фиг. 6, (Ч) на инверсный вход элемента "Запрет" 24. Наличие сигнала на выходе элемента "Запрет" 24 (фиг.ба,V у

Формула изобретения

9 892З свидетельствует о нахождении контролируемого конденсатора в допусковой гругпе, отсутствие (фиг. бб, V) - за пределами допуска.

Как видно из временной диаграммы,. изображенной на фиг. 6, формирование информации о нахождении контролируемого конденсатора в той или иной допусковой группе осущест.вляется в течение четверти периода опорного.сиг- ip нала, что значительно выше, чем в известном устройстве.

Испол ьэо ван ие предла гаемо го уст ройства обеспечивает, по сравнению с известными, более высокое быстродействие и широкие функциональные возможности, что позволяет использовать это устройство не только для разбраковки конденсаторов (индуктивности) на допусковые группы по емкости (индуктивности), но и для контроля допустимых напряжений на вращающихся деталях и в системах автоматизированного управления контролем качества техно" логических процессов.

Устройство для допускового контроля одной из составляющих измеряе"

30 мого комплексного сопротивления (проводимости) двухполюсника, содержащее генератор синусоидального напряжения, включенный в диагональ питания измерительной цепи, составленной из после" довательно соединенных образцового

35 элемента и контролируемого двухполюсника, причем вершина диагонали пита" ния, примыкающая к образцовому элементу (контролируемому двухполюснику) подключена ко входу первого согласую40 щего устройства, а вершина цепи, примыкающая к образцовому элементу и измеряемому комплексному сопротивлению, заземлена, о т л и ч а ю щ е е,с я тем, что, с целью повышения :быстродействия допускового контроля одной из составляющих измеряемого комплексного сопротивления (проводи" мости) двухполюсника, введены вторая ветвь измерительной цепи, составлен" ная из последовательно включенных однородных образцовых элементов, формирователь импульсов, блок анализа, блок индикации, причем выход первого согласующего устройства под- ss ключен к одному из входов блока анализа и через формирователь импульсов к управляющему входу блока анализа, 19 10 вершина измерительной диагонали второй ветви через второе согласующее устройство соединена со вторым вхо" дом блока анализа, выход которого подсоединен ко входу блока индикации.

2. Устройство по п.,1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок анализа состоит из и амплитудных анализаторов, где n - число допусковых групп, и блока обработки сигналов, причем первый вход блока анализа соединен параллельно с первыми входами амплитудных анализаторов, а второй вход блока анализа - со вторыми входами амплитудных анализаторов, первые управляющие входы амп- литудных анализаторов подключены к шинам задания допусков, а вторые управляющие входы " к выходу формирователя импульсов, выходы амплитудных анализаторов соединены с входами блока обработки сигналов.

Устройство по п.1, о т л ич а ю,щ е е с я тем, что блок анализа состоит из управляемого усилителя, вход которого подключен к перво" му входу блока анализа, а выход - к одному из входов амплитудного анализатора, второй вход которого соединен со вторым входом блока анализа, управляющий вход управляемого усилителя подключен к шине задания допуска, а управляющий вход амплитудного анали" затора — к выходу формирователя импульсов, выход амплитудного анализатора соединен с выходом блока анализа. 4

4. Устройство по пп, 2 и 3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что амплитудный анализатор содержит дискретный делитель, первый вход которого соединен с первым входом амплитудного анализатора, первый выход дискретного делителя подключен к одному из входов первого дифференциального усилителя, второй выход - к одному из входов второго дифференциального усилителя, вторые входы дифференци" альных усилителей соединены параллель" но со вторым входом амплитудного анализатора, первый и второй выходы первого и второго дифференциальных усилителей соединены соответственно с К и S входами первого и второго триггеров, синхронизирующие входы которых подключены к выходу формирователя импульсов, выход первого триггера соединен с прямым. входом.

11 892 элемента "Запрет", а выход второгок инверсному входу, выход которого соединен с одним из входов блока обработки сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

319 12

1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2380702/21, кл. G 01 R 27/02, 1976.

2, Авторское свидетельство СССР по заявке Н 2541631/21, кл. G 01 R 27/02, 1977 (прототип) .

892319

Фа еб 13Â I al 1Ý4

ВНИИПИ Заказ 11243/66 Тираж 735 Подписное

Филиал ПЦП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4