Устройство для контроля напряжения аккумуляторов Советский патент 1983 года по МПК H01M10/48 

1

Изобретение относится к электро-технике и может быть использовано в автоматической линии тренировки и разбраковки аккумуляторов.

Известно устройство для контроля напряжения аккумуляторов, содержащее блок компарации, блок усиления, блок опроса, задатчик опорного напряжения и блок коммутации f 1 }.

Известно также устройство, содержащее блок контроля и блок фиксации полярности, входайи соединенные с токосъемным элементом, и выбрасыватель С2.

В этом устройстве контроль напряжения аккумуляторов производится в интервал времени между неустойчивым контактированием в начальный и конечный моменты соприкосновения, т.окосъемного элемента с выводами аккумуляторов. Длительность неустойчивого контактирования в начальный момент соприкосновения принимается постоянной и устанавливается при наладке автоматической линии тренировки и разбраковки аккумуляторов. Случайное увеличение длительности неустойчивого контактирования в начальный момент соприкосновения, например из-за неравномерного прохождения аккумуляторами токосъемного элемента, и нарушение ,контакта в момент сравнения напряжения аккумулятора с эталонным напрях ением приводят к ошибочной вы10браковке аккумулятора из линии, вследствие чего данное устройство имеет низкую достоверность контроля.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля напряже15ния аккумуляторов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее блок контроля и блок фиксации полярности, входами связанные с токосъемным эле20ментом, и выбрасыватель, снабжено блоком управления и селектором колебаний напряжения, входом подключенным к токосъемному элементу, а выходом сое3диненным с блоком управления, другие входы которого связаны с блоком фиксации полярности и блоком контроляi а выходы подключены к выбрасывателю и управляющим входам селектора колеб ний напряжения и блока контроля. Селектор колебаний напряжения выполнен в виде последовательного соединения управляемого ключа, дифференциального элемента, усилителя и формирователя импульсов. Блок управления выполнен в виде логической схемы, состоящей из четырех триггеров, пяти элементов совпадения, двух элементов задержки и элемента развязки, причем первый триггер подключен через один из входов первого элемента совпадения к блоку фиксации полярности, а прямым выходом связан с входом селектора колебаний напряжения и с одним из входов второго элемента совпадения, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера, подключенного к выходу упомянутого селектора, прямой выход второго триг гера связан с устанавливающим в ноль входом первого триггера, инверсный выход которого соединен с устанавливающим в ноль входом второго тригге- 30 ра, второй элемент совпадения выходо подключен к блоку контроля, третий триггер связан с блоком контроля через один из входов третьего элемента совпадения, вторым входом соединенного с инверсным выходом второго триггера, примой выход третьего триг гера подключен к выбрасывателю и одному из входов элемента развязки., ко торый через один из элементов задерж ки связан с устанавливающим в ноль входом третьего и четвертого триггеров, инверсный выход третьего триггера соединен с одним из входов четвертого элемента совпадения и с одним из входов пятого элемента совпадения, выходом подключенного ко второму входу первого элемента совпадения, четвертый триггер, связанный че рез, второй элемент задержки и второй вход четвертого элемента совпадения с блоком контроля,,прямым выходом со динен с вторым входом элемента развязки, а инверсным выходом подключен ко второму входу четвертого элемента совпадения На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; 204 на фиг. 2 - функциональная электрическая схема устройства. Устройство содержит (см. фиг. 1 и 2) блок контроля 1, блок фиксации полярности (БФП) 2, селектор колебаний напряжения (СКН) 3, блок управления , токосъемный элемент 5 и выбрасыватель 6. Блок контроля 1, блок фиксации полярности 2 и селектор 3 входами подключены к токосъемному элементу 5, а выходами связаны с блоком управления Ц. Блок управления выходами соединен с выбрасывателем 6 и управляющими входами блока контроля 1 и СКН 3. Блок контроля 1 напряжения служит для сравнения напряжения аккумулятора ид с эталонным напряжением Ug и вырабатывания сигнала, если ид и д. Блок контроля 1 состоит из упраляемого ключа 7, компаратора 8 и формирователя импульсов 9. СКНЗ 3 выделяет переменную составляющую контролируемого напряжения и формирует сигнал о ее наличии. СКНЗ 3 содержит управляемый ключ 10, дифференциальный элемент 11, усилитель 12 и формирователь им(1ульсов 13- Дифференциальный элемент 11 может быть выполнен в виде резистивно-емкостного фильтра. БФП 2 предназначен для формирования сигнала при наличии на входе напряжения заданной полярности, например отрицательной. БФП 2 состоит из элемента фиксации полярности 1, усилителя 15 и формирователя импульсов 1.6. Блок управления 4 в соответствии с заданным алгоритмом вырабатывает правляющие сигналы,поступающие в СКН 3, блок контроля 1 и выбрасыватель 6. В состав блока управления k входят триггеры 17-20 RS-типа, элементы совпадения 21-25, элементы задержки 26 и 27 и элемент развязки 28, S-вход триггера 17 через элемент совпадения 21 подключен к формирователю импульсов 16 БФП 2. S-вход триггера 18 связан с формирователем импульсов 13 СКН 3. Управляющий вход ключа 10 соединен с прямым выходом триггера 17. Элемент совпадения 22 соединяет управляющий вход ключа 7 с прямым выходом триггера 17 и инверсным выходом триггера 18. R-вход триггера 18 подключен к,инверсному выходу триггера 17, R-вход которого связан с прямым выходом триггера 18. S-вход триггера 19 через элемент совпадения 23 подключен к формирователю импульсов 9 блока контроля 1 и инверсному выходу триггера 18. Элемент совпадения входами соединен с инверсным выходом триггера 19 и через элемент задержки 26-с ключом 17, а выходом подключен к S-входу триггера 20. Элемент совпадения 25 входами связан с инверсными выходами триггеров 19 и 20, а выходом соединен с одним из входов элемента совпадения 21. Элемент развязгКи 28 входом подключен к прямым выходам триггеров 19 и 20, а выходом связан через элемент задержки 27 с R-входами триггеров 19 и 20. Прямой выход триггера .19 соединен с выбрасывателем 6. Элемент 26 задерживает прохождение сигнала, поступающего на его вход, в течение времени, которое требуется для надеж ного сравнения напряжения аккумулято ра с эталонным напряжением. Элемент 27 задерживает прохождение сигнала на время, за которое.аккумулятор про ходит путь от токосъемного элемента 5 до выбрасывателя 6. Компаратор 8 может быть выполнен в виде диодного ограничителя ми: имального напряжения Элемент 1 может быть выполнен в виде фиксатора уровня отрицательного напряжения. Устройство работает следующим образом, В исходном положении триггеры 1720 находятся в нулевом состоянии. Выбрасыватель 6 находится в положеНИИ, препятствующем прохождению аккумулятора по автоматической линии тренирбвки и разбраковки. На автоматической линии при разряде нормальным является напряжение в виде отрицательного перепада величиной более 1В. У аккумуляторов, подлежащих удалению из линии, напряжение может быть отрицательным, величиной менее 1В (аккумулятор разряжен), и нулевым или поло жительным (производственный брак). При соприкосновении токосъемного элемента 5 выводными клеммами проходящего аккумулятора на вход элемента фиксации полярности It (см. фиг. 2) подается напряжение аккумулятора ли напряжение имеет отрицательную полярность, элемент k вырабатывает сигнал, который через усилитель 15, формирователь импульсов 16 и элемент 1 0 совпадения 21 Поступает на S-выход триггера 17Триггер 17 переводится в единичное состояние и производится проверка отсутствия колебаний напряжения на тркосъемном элементе. 5. Под действием сигнала с прямого выхода триггера 17 ключ 10 замыкается, подсоединяя дифференциальный элемент 11 к токосъемному элементу 5. Если напряжение элемента 5 колеблется, то дифференциальный элемент 11 вырабатывает сигнал, который опрокидывает триггер 18 в единичное состояние. Затем под действием сигнала с прямого выхода триггера 18 устройство возвращается в исходное положение. Триггер 17 переводится в нулевое состояние, раз.-, мыкая ключ 10 и возвращая триггер 18 в нулевое состояние. При наличии отрицательной полярности на входе злеп мента фиксации полярности I триггер 17 вновь переводится в единичное состояние и проверка колебаний напряжения- на токосъемном элементе 5 повторяется. Если колебаний напряжения нет, то дифференциальный элемент 11 не вырабатывает сигнал и триггер 18 остается в исходном состоянии. Под действием сигналов с инверсного выхода триггера 1.8 и прямого выхода триггера 17 ключ 7 замыкает контакты, соединяя компаратор 8 с токосъемным элементом S- В компараторе 8 напряжение аккумулятора сравнивается с эталонным напряжением 1В. Если компаратор 8 вырабатывает сигнал, то он поступает через формирователь импульсов 9 на элемент совпадения 23. При наличии сигнала с инверсного выг хода триггера 18 элемент совпадения 23 формирует импульс, который переводит триггер 19 в единичное состояние. Сигнал с инверсного выхода триггера 19 пропадает. Элементы совпадения 21 и 25 запрещают прохождение сигналов на триггер 17 во избежание повторного контроля напряжения на одном и том же аккумуляторе. Элемент совпадения 2 запрещает прохождение сигнала на триггер 20. Под действием сигнала с прямого выхода триггера 19 выбрасыватель 6 изменяет свое положение, пропуская проходящий аккумулятор. Выбрасыватель 6 остается в указанном положении в te4eние времени, определяемого элементом задержки 27. По истечении этого времени три1- геры 19 и 20 переключаются и выбрасыватель 6 .возвращается в исходное состояние. Триггеры 17 и 18 также возвращаются в исходное состояние по сигналу с СКН ,3, вырабатываемому по колебаниям напряжения в конечный мот мент соприкосновения аккумулятора с токосъемным элементом 5« В случае появления колебаний напряжения в момент сравнения напряжений триггер 18 переводится в единичное состояние. Элемент совпадения 23 запрещает прохождение сигнала с формирователя импульсов 9 на триггер 19 и устройство возвращается в исходное положение. Контроль напряжения в этом случае повторяется. Если напряжение аккумулятора менее 1В, то компаратор 8 сигнал не вырабатывает. По истечений времени, которое задается элементом задержки 26., сигнал с ключа 7 вместе с сигналом с инверсного выхода Тригг ра 19, поступающие на вход элемента совпадения 2Ц, переводят триггер 20 в единичное состояние. Сигнал с инверсного выхода триггера 20 запрещает прохождение импульсов на вход три гера 17. По истечении времени задержки сигнала элементом 27 устройст во возвращается в исходное положение Выбрасыватель 6 своего положения в этом случае не изменяет и.разряженный аккумулятор из линии удаляется. Если напряжение аккумулятора равно нулю или имеет положительную полярность, устройство остается в исходном положении, а аккумулятор из линии удаляется. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет исключить ошибочный выброс аккумулятора из линии вследствие неустойчивого контактирования токосъемного элемента с выводами аккумулятора. Положительный эффект; ожидаемый от использования предлагаемого устройства, заключается в повышении достоверности, контроля напряжения акку муляторов за счет обеспечения производства измерения только при устойчивом контактировании выводов аккумулятора с токосъемным элементом. Формула изобретения 1. Устройство для контроля напряжения аккумуляторов, содержащее контроля и блок фиксации полярности, входами связанные с токосъемным элементом, и выбрасыватель, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно снабжено блоком управления и селектором колебаний напряжения, входом подключенным к токосъемному элементу, а выходом соединенным с блоком управления, другие входы которого связаны с блоком фиксации полярности и блоком контроля, а выходы подключены к выбрасывателю и управляющим входам селектора колебаний напряжения и блока контроля. 2.Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что селектор колебаний напряжения выполнен в виде последовательного соединения управляемого ключа, дифференциального элемента, усилителя и формирователя импульсов. 3.Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что блок управления выполнен в виде логической схемы, состоящей из четырех триггеров, пяти элементов совпадения, двух элементов задержки и элемента развязки, причем первый триггер подключен через один из входов первого элемента совпадения к блоку фиксации полярности, а прямым выходом связан со входом селектора колебаний напряжения и с одним из входов второго элемента совпадения, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера, подключенного к выходу селектора колебаний напряжения, прямой выход второго триггера связан с устанавливающим в ноль входом первого триггера, инверсный выход которого соединен с устанавливающим в ноль входом второго триггера, второй элемент совпадения выходом подключен к блоку контроля, третий триггер связан с блоком контроля, через один из входов третьего элемента совпадения, вторым входом соединенного с инверсным выходом второго триггера, прямой выход третьего триггера подключен к выбрасывателю и одному из входов элемента развязки, который через один из элементов задержки связан с устанавливающим в ноль входом третьего и четвертого триггеров, инверсный выход третьего триггера соединен с одним из входов четвертого элемента совпадения и с одним из входов пятого элемента совпадения, выходом подклю9100522010

ченного ко второму входу первого эле- Источники информации, мента совпадения, четвертый триггер, принятые во внимание при экспертизе связанный через второй элемент задерж- 1. Авторское свидетельство СССР ки и второй вход четвертого элемента .tP 319977, кл. Н 01 М 10/W совпадения с блоком контроля, прямым 5 1969.

выходом соединен со вторым входом элемента развязки,а инверсным выходом подключен ко второму входу четвертого элемента совпадения.

2. Авторское свидетельство СССР

vf 330501, кл. Н 01 М 10А8,

#W7.t