Устройство для контроля импульсных параметров магнитных сердечников Советский патент 1983 года по МПК G01R33/12 

сов, а второй вход связан с выходом элемента выделения прямого стробимпульса, первый вход которого соединен с входом элемента НЕ и с вторым входом формирователя стро,б-импульсов, а второй вход - с первым Входом формирователя строб-импульсов и через линию задержки - с вторым входом элемента вьаделения задержанного строб-импульса.

1. УСТРОЙСТВО .ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИМПУЛЬСНЫХ ПАРАМЕТРОВ МАГНИТНЫХ СЕРДЕЧНИКОВ, содержащее последовательно соединенные блок управления, генератор импульсов тока, блок транспортировки и усилитель, выход которого подключен к первым входам N стробируемых преобразователей, вторые входы которых соединены с первыми выходами соответствующих N формирователей строб-импульсов, а первые выходы - с первыми входами соответствующих N генераторов опорного ступенчато изменяющегося напряжения, N компараторов, выходы кото рых соединены с первыми входами соответствующих N формирователей строб импульсов, вторые входы которых подключены к первым выходам соответствующих N генераторов опорного ступенчато изменяющегося напряжения, второй выход блока управления свя. Зан с первым входом блока обработки результатов измерения, третий выход - с вторыми входами Nгенераторов опорного ступенчато- изменяющегося напряжения, а четвертый выхОд с третьими входами N стр.р.бируемых преобразователей, вторые вы-. ходы которых соединены с вторым входом блока обработки результатов измерениЯ)( отличающееся тем, что, с целью повышения точ,ности измерений, в устройство дополнительно введены Ц элементов вы-, водов кода, К входов которых подключены к третьим К -выходам соответствующи5Ги генераторов опорного ступенчато изменяющегося напряжения, а выходы соединены с третьим входом блока обработки результатов измерений, К задатчиков конца зоны I стробирования, входы которых сое динены с вторым выходом генератора импульсов тока, а выходы - с входами соответствующих N компараторов, Н задатчиков уровня, выходы которых подключены к четвертым входам соотвётству1мцих N Стробируёмых преобразователей/ К задатчиков начала зоны стробирования, входы которых соединены с вторыми выходами соответствующих М генераторов опорного ступенчато изменяю(Л щегося напряжения, а выходы - с втор|з1ми входами соответствукхцих N компараторов. 2.Устройств по П.1, о тл и чающееся тем, что генератор опорного ступенчато изменяющегося напряжения выполнен из последовательно соединенных К-разрядного регистра последовательного приближения и цифроаналогового преобраО) зователя, выход которого подключен к второму выходу генератора опорно:го ступенчато изменяющегося напряо 00 жения, первый и второй входы, К выходов и ()(+1)-й выход регистра последовательного приближения соединены соответственно с первым и вторым входами, с третьими К выходами и первым выходом генератора опорного ступенчато изменяющегося напряжения. 3.Устройство по П.1, отличаю щ е е с я тем, что формирователь строб-импульсов выполнен из последовательно сое)(иненных элемента НЕ, элемента выделения задержанного строб-импУльса, элемента- ИЛИ, выход кЬторого соединён с первым выходом формирователя строб-импуль

. « Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть ис пользовано в устройствах Автоматического контроля импульсных параметров магнитных сердечников в процессе их производства. Известно цифровое стробоскопическое измерительное устройство, со держащее стробоскопический преобразователь-расшири1%ль измеряемых сигналов, аналого-цифровой преббразователь, генератор опорного ступенчато-изменяющегося напряжения, выходом связанный с первым входом компаратора, выход которого подключ к входу генератора импульсов запуска, а второй вход - к выходу генератора пилообразного напряжения l Однако данное устройство не обес печивает контроля временных характеристик импульсных сигналов, например длительности сигнала по заданному уровню. Кроме того, устройство имеет низкое быстродей зтвие, что связано с последовательным опре делением мгновенных значений измеряемого сигнала. Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для контроля импульсных параметров магнитных сердечников, содержащее последовательно соединенные блок управления, генератор импульсов тока, блок транспортировки и усилитель, выход которого подключен к первым входам N стробируемых преобразователей, вторые входы которых соединены с первыми выходами соответствукнцих N формирователей строб-импульсов, а первые выг ходы - с первыми входами соответствующих М генераторов опорного ступенчато изменяющегося напряжения N компараторов, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих N формирователей строб-импульсов, вторые входы которых подкл чены к первым -входам соответствующих N генераторов опорного ступенчато изменяющегося напряжения, второй выходблока управления связан с первым входом блока обработки результатов измерения, третий выход ,с; вторыми входами N генераторов опорного :;тупенчато изменяющегося напряя ения,. а четвертый выход - с Третьими входами N стробируемых преобразователей, вторые входы которых соединэны с вторым входом блока обработки результатов измерения. Однако данное устройство не обеспечивает измерения длительности фронта измеряемого сигнала до заданного уровня, к тому.же обладает низкой производительностью работы при контроле многоотверстных запоминающих элементов. Цель изобретения - повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем что в устройство для контроля импульсных параметров магнитных сердечников, содержащее последовательно соединенные блок управления, гене ратор импульсов тока, блок транспортировки и усилитель, выход которого подключен к первым входам N стробируемых преобразователей, вторые входы которых соединены с первыми выходами соответствующих N формирователей стробимпульсов, а вторые выходы - с первыми входами соответствующих N генераторов опорного ступенчато изменяющегося напряжения, N компараторов, выходы которых соединены с первыми входс1ми соответствующих N формирователей строб-импульсов, вторые входы которых подключены к первым выходам соответствующих N генераторов опорного ступенчато изменяющегося напряжения, второй выход блока управления связан с первым входом блока обработки результатов измерения, третий В.ЫХОД - с вторыми входами Ы генераторов опорного ступенчато изменяющегося напряжения, а четвертый выход с третьими входами N стробируемых преобразователей, вторые выходы которых соединены с вторым входом блока обработки результатов измерения/ дополнительно введены N элементов выводов кода, К входов которых подключены к третьим К выходам соответствующих генераторов опорного ступенчато изменяющегося напряжения, а выходы соединены с третьим входом блока Обработки результатов измерения,

/ задатчиков конца зоны стробирр.вания, входы которых соединены с вторым выходом генератора импульсов тО ка, а выходы - с входами соответствующих N компараторов, N задатчиков уровня, выходы которых подключены к четвертым входам соответствующих N стробируемых преобразователей, М задатчиков начала зоны стробирования, входы которых соединны с вторыми выходами соответствующих N генераторов опорного ступенчато изменяющегося напряжения, а вы-, ходы - с вторыми входами соответствующих N компараторов.

Генератор.опорного ступенчато изменяющегося напряжения выполней из последовательно соединенных К-разрядного регистра последовательного приближения и цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к второму выходу генератора опорного ступенчато изменяющегося напряжения, первый и второй вход К выходов и (к+1)-й выход регистра последовательного приближения соединены соответственно с первым и вторым входами, с третьими К выходами и первым выходом генератора опорного ступенчато изменяющегося напряжения.

Формирователь строб-импульсов выполнен из последовательно соединенных элемента НЕ, Элемента выделения задержанного строб-импульса, элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым выходом формирователя строб-импульсов, а второй вход связан с выходом элемента выделения прямого строб-импульса, первый вход которого соединен с входом элемента НЕ и с вторым входом формирователя строб-импульсов/ а второй вход с первым входом формирователя сТробимпульсов и через линию задержки с вторым входом элемента выделения задержанного строб-импульс&. . .

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; а на фиг.2 -5 - временные диаграммы,- поясняющие работу устройства.

Устройство для контроля импульсных параметров магнитных сврг дечников содержит последовательно соединенные блок l|управления, генератор 2 импульсов тока, блок 3 транспортировки и усилитель -4, выход которого подключен к первым входам N стробируемых преобразователей 5, вторые входы которых, роединены с первыми выходами соотвётсТ вующих N формирователей 6 стробИмпульсов, а первые выходы - с первыми входами соответствующих Л генераторов 7 опорного ступенчато изменяющегося напряжения, N компара,торов 8, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих

N формирователей 6 строб-импульсов, вторые входы которых подключены к первым выходам соответствующих N генераторов 7 опорного ступенчато изменяющегося напряжения, второй выход блока 1 управления связан с первым входом блока 9 обработки результатов измерения, третий выход - с вторыми входсЦ и N генераторов 6 опорного ступенчато изменяющегося напряжения, а четвертый выход - с третьими входами N стробируемых преобразователей 5, вторые выходы которых соединены с вторым входом бло-ка 9 обработки результатов измерения, Ы элементов 10 выводов кода, К входов которого подключены к третьим К выходам соответствующего М генератора 7 опорного ступенчато изменякнцегося напряжения, а выходы соединены с третьим входом блока 9 обработки .Результатов; измерений, N эадлтчиков 11 конца зоны стрОбирования, входы которых соединены с вторым выходом генератора 2 им пульсов тока, а выходы - с входами соответствующих N компараторов 8, N задатчиков 12 уровня выходы которых подключены к четвертым входам соответствуквдих N стробируемых преобразователей 5, N задатчиков 13 начала зоны стробирования, входы которых соединены с соответствующими вторыми выходами N генераторов 7 опорного ступенчато изменяющегося напряжения, а выходы - с вторыми входами соответствующих N компараторов 8.

Генератор 7 опорного ступенчато изменякнцегося напряжения выполнен из последовательно соединенных К-разрядного регистра 14 последовательного приближения и цифроаналогового преобразователя 15, выход которого подключел к второму выходу генератора 7 опорного ступенчато изменяющегося, напряжения, первый и второй входы, К выходов и (К+1)-й выход регистра 14 последовательного приближения, соединены соответственно с первым и вторым входами, с третьими К выходёили ,и первым выходом генератора 7 опорного ступенчато изменяющегося напряжения.

Формирователь строб-импульсов б выполнен из последовательно соединёных элемента НЕ 16, элемента 17 выделения задержанного строб-импульса, элемента ИЛИ 18, выход которого соединен с первым выходом формирователя 6 строб-импульсов, а второй вход связан с вьгходом элемента 19 выделения прямого строб-импульса, первый вход которого соединен с входом элемента НЕ 16 и с вторым входо формирователя 6 строб-импульсов, а второй вход с первым входом

формирователя 6 строб-импульсов и через линию задержки 20 - с вторым входом элемента 17 выделения задержанного строб-импульса.

Устройство работает следующим образом.

При включении питания блок 1 управления, выполненный например, виде распределителя импульсов, начинает вырабатывать последовательност сдвинутых относительно друг друга импульсов. Часть импульсов управляет работой, регистров 14 последовательного приближения и стробируемых преобразователей 5, а часть импульсов - работой генератора 2 импульсов тока. Задатчиками 13 начала зоны стробирования, выполненными,например, в виде подстрочных резисторов, осущестяляется выбор начальног момента срабатывания компараторов 8 Так, начало зоны стробирования может быть установлено,на уровне 0,1 амплитуды сигнала на втором выходе генератора 2 импульсов тока (см. фиг.2,а). При этом регистры 14 последовательного приближения, находятся в исходном, нулевом, состоянии и, следовательно, уровень сигнала на-выходах цифроаналоговых преобразователей 15 минимален. Зате блок 1 управления устанавливает все К разрядов регистров 14, последовательного приближения в единичное состояние. При этом напряжение на выходах цифроаналоговых преобразователей 15 максимально. Задат-чики 11 конца зоны стробирования, выполненными, например, также в виде подстроечных резисторов, определяется момент срабатывания компараторов 8, соответствующий концу зоны стробирования (см.фиг.2,6). Одновременно блок 1 управления блокирует стробируемые преобразователи 5 тех преобразовательных каналов, которые отведены под контроль длительности фронта измеряемого сигнала до заданного уровня и длительности его по этому уровню. При этом указанные стробируемые преобразователи 5 переводятся из режима измерения мгновенного значения амплитуда в режим сравнения мгновенного значени и заданного уровня. Последний устанавливается до начала испытаний посредством задатчиков 12 уровня, выполненных, например, в виде клавишных регистров, связанных с цифроаналоговыми преобразователями 15 стробируемых преобразователей 5.

Таким образом, при подготовке устройства к работе осуществляется задание зоны стробирования и уровня , по которому ведется контроль указанных временных параметров. Величина зоны стробирования при этом

совпадает с максимально допустимой длительностью фронта измеряемого сигнала

Контролируемый сердечник устанавливается на позицию контроля блока 3 транспортировки. Генератор 2 импульсов тока осуществляет необходимое намагничивание сердечника, а считываемые с последнего сигналы через усилитель 4 поступают на входы стробируемых преобразователей 5.

Рассмотрим работу устройства на примере одного преобразовательного канала, осуществлякадего контроль указанных временных параметров.

Первым же импульсом с третьего выхода блока 1 управления старший разряд регистра 14 последовательног приближения устанавливается в едининое состояние. На выходе цифроаналогового преобразователя 15 и, следовательно, на первом входе компаратора 8 устаналивается напряжение, уровень которого соответствует состоянию регистра 14 последовательного приближения (см.фиг.3,а). Когда на втором входе компаратора 8 уровень линейно нарастающего сигнал достигает установившегося на его первом входе, компаратор 8 вырабатывает импульс, который через элемент 19 выделения прямого стробимпульса, выполненный, например, в виде элемента И, поступает на вход элемента ИЛИ 18. Импульс с выхода последнего лежит в центре зоны стробирования (см.фиг.3,6) и поступает на стробируемый преобразователь 5, который обеспечивает сравнение мгновенного значения измеряемого сигнала в момент действия стробимпульса и заданного уровня. Если оказывается, что мгновенное значение меньше заданного уровня, то в следующем, втором, такте работы блока 1 управления, старший разряд рассматриваемого регистра 14 последовательного приближения сохраняет свое единичное состояние, а более младший разряд переходит в единичное состояние. При этом на выходе цифроаналогового преобразователя 15 уровень напряжения также увеличиваеся, соответствуя новому состоянию регистра 14 последовательного приближения. Аналогично описанному выше компаратор 8 обеспечивает сравнение сигналов на своих входах, в результате чего на его выходе выделяется строб-импульс, временное положение которого соответствует новому состоянию регистра 14. Происходит сравнение упомянутых значений измеряемого и заданного сигналов, а также последующее изменение состояния регистра 14 последовательног приближения, соответствующее соотношению сравниваемых сигналов. В следующем такте работы в.новь происходит сравнение упомянутых значений измеряемого и заданного си1 налов, а Тс|,кже соответствующее результату сравнения изменение состояния регистра 14 последовательного приближения и цифроан-алогового преобразователя 15 (см.фиг.3,а).

Вышеописанный процесс повторяется в течение первых К тактов palSoTfcJ блока 1 управления. При этом стробимпульс на выходе формирователя 6 строб-импульсов меняет свое временное положение в соответствии с алгоритмом последовательного приближения к той точке зоны.стробиррва|ния, в которой мгновенное значение 1 измеряемого сигнала совпадает с за.данным уровнем (см.фиг.3,б).

Если в те;чениё К тактов произошла установка всех разрядов регист-. ра 14 последовательного приближения в единичное состояние, то- блок обработки результатов измерения после анализа состояния выходов элемента 10 вывода кода выделяет сигнал, соответствующий признаку серденика бракованного по длительности фронта. Действительно, в этом случае все мгновенные значения в..зоне стробирования оказываются меньщими по сравнению с заданным уровнем (см.фиг.4). Если же строб-импульс, соответствующий К-му такту находитс в пределах установленной зоны стробрования , то контролируемый сердечник (см. фиг.3,6) признается год-, ным по длительности фронта, а регистр 14 последовательного приближения меняет свое состояние на (К+1)-м выходе на противоположное. В результате этого запрещается работа элемента 19 выделения прямого строб-импульса, а через элемент НЕ разрешается работа элемента 17 выделения задержанного строб-импульса, выполненного .аналогично элементу 19 выделения прямого стробимпульса. Кроме того, блокируется дальнейшее изменение кода в регистре 14 последовательного приближения. В силу вышеизложенного, в (К+1)-м такте работы блока 1 управления импульс с выхода компаратора 8 проходит на вход элемента 17 выделения задержанного строб-импульса через линию 20 задержки. Поскольку длительность задержки может быть установлена равной контролируемой длительности измеряемого сигнала, то строб-импульс в (К+1)-м

такте и обеспечивает контроль по;следней (см.фиг.3,в). Если при этом мгновенное значение оказывается меньше заданного уровня (см. фиг.5), то стробируемый преобразователь 5 выделяет сигнал, преобразуемый блоком 9 обработки резуль.татов измерения в признак сердечника бракованного по длительности сигнала. Если же мгновенное зна0чение оказывается равным заданному уровню или превышает его,то сигнал стробируемого преобразователя 5, соответствующий рассматриваемому случаю, преобразуется блоком 9

5 обработки результатов измерения в признак сердечника годного по длительности измеряемого сигнала (см.фиг. 3,в..) .

Таким образом, за K+l тактов блока 1 управления блок 9 обра-.,

0 ботки результатов измерения определяет степень годности контролируемо.го сердечника как по длительности фронта измеряемого сигнала, так и по длительности сигнала по задан5ному уровню. Кроме того, по состоянию регистров 14 может -быть определена фактическая длительность фронта.

При контроле или измерении мгно0венных значений измеряемого сигнала, а также при контроле различных отношений данных значений блок 1 управления блокирует регистры 14 последовательного приближения, посто5янно поддерживая их в нулевом состоянии. Момент формирования стробимпульса в этом случае определяется задатчиком 13 начала зоны стробирования и в процессе работы уст0ройства не изменяется.

При контроле амплитудных значений измеряемых сигналов от стробируемых преобразователей 5 отключаются выходы соответствующих формирователей б строб-импульсов.

5

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить точность определения временных параметров при контроле многоотверстных элементов с модуляцией магнитного соп0ротивления, а также увеличить производительность их контроля. Кроме того, устройство имеетбольшие функциональные возможности, так как обеспечивает не только контроль, но

5 и измерение длительности фронта измеряемого сигнала до заданного уровня. Устройство позволяет контролировать параметры сердечников нескольких видов.

t фронта макс

Зона стро&лоВания

tначала

I/

N /пакта. Осигн i фронта фают.

ijKOHtfa

.г il i ifUti Ъс i.(7

сигн.