Устройство для индикации конца заряда аккумулятора Советский патент 1985 года по МПК H01M10/42 

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при эксплуатации электрических аккумуляторов и в других устройствах, требующих высокой точности измерений давления в широком диапазоне температур.

Целью изобретения является повышение точности работы устройства в широком диапазоне температур и расширение области применения.

На чертеже схематически показано устройство.

Устройство состоит из полой пробки 1, снабженной хвостовиком 2 с резьбой и центральным отверстием 3, крышкой 4 с отверстием 5 для выхода газа. В крышке 4 размешен упругий чувствительный элемент 6, выполненный в виде мембраны, на элементе 6 установлен постоянный магнит 7, так, что прогиб упругого чувствительного элемента 6 под действием давления выделяющихся при заряде газов приводит к перемещению постоянного магнита 7.

В крышку 4 вмонтированы два пьезоэлемента: нижний пьезоэлемент 8 с ферромагнитной пластинкой 9, обращенной в сторону постоянного магнита 7 и контактной пластинкой 10, предназначенной для съема сигналов с нижнего пьезоэлемента 8, роль другой контактной пластины выполняет ферромагнитная пластинка 9, а изолирующая прокладка 11 отделяет корпус крышки 4 от контактной пластины 10, нижний конец пьезоэлемента имеет токовыводы 12. Верхний пьезоэлемент 13 с ферромагнитной пластинкой 14, обращенной в сторону постоянного магнита 15, закрепленного на упругой мембране 16 и взаимодействующего с регулировочным винтом 17 так, что поступательное движение регулировочного винта 17 передается постоянному магниту 15, при этом изменяется степень его магнитного взаимодействия с ферромагнитной пластинкой. Контактная пластинка 18 и ферромагнитная пластинка предназначены для съема сигналов с верхнего пьезоэлемента. Изолирующая прокладка 19 отделяет корпус крышки 4 от контактной пластинки 18. Токовыводы 12 и 20, предназначены для съема пьезонапряжений с пьезоэлементов 8 и 13. Токовывод 12 соединен с входом 21 схемы суммирования электрических сигналов 22, а токовывод 20 - с входом схемы запоминания уровня электрического сигнала 23, выход которой соединен с входом 24 схемы 22. Сигнал «Окончание заряда формируется по окончании заряда аккумулятора и присутствует на выходе 25 схемы суммирования 22.

Работа предлагаемого устройства для индикации конца заряда аккумулятора осуществляется следующим образом.

В конце заряда аккумулятора под действием повышенного давления выделяющихся при заряде газов прогибается упругий чувствительный элемент 6, что приводит к перемещению постоянного магнита 7 в сторону ферромагнитной пластинки 9. В результате взаимодействия магнитных потоков постоянного магнита 7 и ..ферромагнитной пластинки 9 последняя стремится притянуться к постоянному магниту 7, оказывая на нижний пьезоэлемент 8 растягивающее действие, что приводит к снятию с контактных пластин 9 и 10 пьезоэлемента 8 электрического сигнала, нарастающего по абсолютной величине по мере нарастания давления, который поступает на вход 21 схемы суммирования 22. На вход 24 этой схемы поступает постоянный, но противоположный по знаку электрический сигнал с выхода схемы запоминания уровня 23. Вращением регулировочного винта 17 осуществляется предварительная настройка данного устройства на опр еделенное давление, соответствующее концу заряда аккумулятора. Поступательное движение регулировочного винта 17 приводит к изменению степени взаимодействия магнитных потоков постоянного магнита 15 и ферромагнитной пластинки 14, а, следовательно, изменяется сила растягивающего действия на верхний пьезоэлемент 13 и величина электрического сигнала, снимаемого с него. После настройки на определенное давление, которое точно определяет момент конца заряда, регулировочный винт 17 фиксируется. Электрический сигнал с пьезоэлемента 13 поступает на вход смены запоминания уровня электрического сигнала 23.

Процесс заряда аккумулятора сопровождается выделением большого количества тепловой энергии, что приводит к нагреванию корпуса аккумулятора и данного устройства, а, следовательно, и к нагреванию пьезоэлементов. При этом изменяются электрические характеристики пьезоматериала. Электрические сигналы, поступаюшие на в.ходы 21 и 24 схемы суммирования 22, получают одинаковые приращения, которые компенсируются в схеме суммирования 22. Учитывая компенсацию температурного дрейфа электрических параметров пьезоэлементов в данном устройстве, можно использовать материалы для изготовления пьезоэлементов с менее стабильными характеристика.ми при изменении температуры.

Точность определения момента конца заряда повышается примерно в десять раз за счет того, что в крышке 4 данного устройства размещен второй пьезодатчик 13, электрический сигнал с которого через схему запоминания 23 поступает на вход схемы суммирования 22, где и происходит вычитание электрических сигналов обоих пьезодатчиков и компенсация их приращений за счет теплового дрейфа. 34

Предлагаемое устройство может рабо-дит компенсация теплового дрейфа электритать в автоматических системах, рабочиеческих сигналов пьезодатчиков и имеется возтемпературы и измеряемые давления кото-мoжнoctь с помощью регулировочного винрых могут значительно изменяться и отли-та 17 производить настройку данного устчаться на различнь1х объектах контроля, заройства на требуемое давление, счет того, что в данном устройстве происхо1191992

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДИКАЦИИ КОНЦА ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРА, выпо.шениое в виде полой пробки с крышкой и размсмиеиным в ней пьезодатчиком, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы устройства и расширения об -шсти его применения, в него введен второй пьезодатчик, обращенный цостоянным магнитом в сторону регулировочного винта, установленного в резьбовое соединение крышки пробки и упирающегося в постоянный магнит, причем пьезодатчики подключены к внешнему электронному блоку, состоящему из с.хемы запоминания уровня электрического сигнала, подключенной входом к второму пьезодатчику, выходом к первому входу с.хемы суммирования, второй вход которой подключен к нерво.му пьезодатчику, с выхода которой снимается сигнал окончания заряда. (Л со со со к