Устройство для автоматического контроля электрических цепей с конденсаторами Советский патент 1986 года по МПК G01R31/00 

кнопки 24 1 Пуск, 23 Сброс и датчик 1 тока, введены элементы НЕ 13, 18, 17 и 20, элементы И-НЕ 15 и 16, первый резистор 28, компаратор 5, блок 8 опорных напряжений, четвертый индикатор 14, В устройство входят первая 25 и вторая 26 клеммы для подключения контролируемой цели 30,В частном решении - датчик тока 1 со- - держит второй резистор 2, пятый элемент 3 НЕ, tS S-триггер 4, компаратор 5 содержит двухпороговый элемент сравнения 29, третий и четвертый резисторы 6 J1 7, блок 8 опорных напряжений содержит пятый резистор 12, стабилитрон 9, первый 10 и второй 11 переменные резисторы. Введение элементов 13,15 ,16,17 ,8 и 20, компаратора 5, блока 8 опорных

1

Изобретение относится к контроль- о; измерительной техника и. может быть использовано для контроля це- пей с конденсаторами, . . ,

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.устройства путем обеспечения выявления неп- равипьного включения конденсаторов и повьпление достоверности результатов контроля за счет исключения ошибочной классификации цепей с конденсаторами малой емкости, как цепей, имеющих обрыв,

На чертеже приведена электрическая схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 тока, второй резистор 2, пятый элемент НЕ 3, f(.S-триггер 4, компаратор 5, третий 6 и четвертый 7 резисторы, блок 8 опорных напряжений, стабилитрон 9, первьш 10 и второй 11 переменные, резисторы, пятый резистор 12 первый элемент НЕ 13 четвертый индикатор 14, первый элемент И-НЕ 15,. второй элемент И-НЕ 16, третий элемент НЕ 17, второй элемент НЕ 18, первый индикатор 19, четвертый элемент НЕ 20, третий индикатор 21, второй индикатор 22, кнопку 23 Сброс, кнопку 24 Пуск, первую 25 и вторую- 26 клеммы для подключения контронапряжений, индикатора 14, резистора 28 и указанное выполнение датчика I позволяет выявить новый вид неисправности контролируемой цепи 30, заключающийся в неверном включении ее конденсатора ( в обратной полярности , Использование компаратора 5 блока 8 опорных напряжений и нового выполнения датчика 1 тока обеспечивает срабатывание датчика I и контроль годности при.малых значениях тока, протекающего через контроли-. руемую цепь 30. Это позволяет исклю- ;чить ошибочную классификацию цепей с Конденсаторами малой емкости как цепей, имеющих обрыв, и повысить достоверность контроля относительно устройства-прототипа, 2 з.п,ф-лы, .

1 Ш1,

лируемой цепи, источник 27 питания, первый резистор 28, двупороговый элемент 29 сравнения. Схема, включает также контролируемую электрическую

цепь 30,.Источник 27 питания соединен плюсовой шиной с первым выводом первого замыкающего контакта кнопки 24 Пуск, Первый 19, второй 22 и третий 21 индикаторы соединены первыми выводами между собой. Плюсовая шина источника 27 питания соединена с первым выводом блока 8 опорных напряжений, соединенного вторьм выводом с общей шиной источника 27

питания, первым и вторым выходами соответственно - с первым и вторым входами компаратора 5, соединенного третьим входом с первым выводом второго резистора 2, с первым выводом первого резистора 28 и с входом пятого элемента НЕ 3, выходом - с первыми входами первого 15 и второго 16 элементов И-НЕ и с входом первого .элемента НЕ 13, соединенного выходом с первым выводом четвертого индикатора 14, соединенного вторым выво.1;ом с первьм выводом первого индикатора 19, соединенного вторым выводом через второй элемент НЕ 18

с вторым входом первого элемента И-НЕ 15, а непосредственно - с выходом

нторого элемента И-НЕ 16, соединен - ного вторым входом через третий элемент НЕ J7 с выходом пятого элемента НЕ 3 и с 5 -входом РчЕ -триггера 4, соединенного инверсным выходом с вторым выводом второго индикатора 22, прямьм выходом - с третьим входом первого элемента И-НЕ 15, соединенного выходом через четвертый элемент НЕ 20 с вторым выводом третьего ирщикатора 21, Первый вывод первого индикатора 19 соединен через второй замыкающий контакт кнопки 24 Пуск с общей шиной источника 27 питания, с вторым выводом второго резистора 2 и с первым выводом первого замыкающего контакта кнопки 23 Сброс, второй вывод которого соеди- нен с {.-входом ч&-триггера 4, второй вывод первого резистора 28 соединен с первой клеммой 25 для подключения контролируемой цепи 30 непосредственно, а через второй замыкающий контакт кнопки 23 Сброс - с второй клеммой 26 для подключения контролируемой цепи 30 и с вторым выводом первого замыкающего контакта кнопки- 24 Пуск. В компараторе 5 двупо- роговый элемент 29 сравнения соединен выходом с выходом компаратора 5, первым и вторым входами через соответствующие третий и четвертый резисторы - с третьим входом компаратора 5, третьим и четвертым входами соответственно - с первым и вторым входами компаратора 5.

В блоке 8 onoptJbix напряжений пятый резистор 12 соединен первым выводом с первым выводом блока 8 опорных напряжений, вторым выводом - с первыми выводами первого 10 и второго 11 переменных резисторов и с катодом стабилитрона 9, анод которого соединен с вторыми выводами первого 1 О и второго 11 переменных резисторов и с вторым выводом блока 8 порных напряжений, первый и второй выходы которого соединены соответственно с третьими вывоами первого 10 и второго 11 переменных резисторов.

Устройство работает следующим об- азом.

Контролируемая цепь 30 подключатся к клеммам 25 и 26 в необходи той олярности. Для конкретной контролиуемой цепи устанавливаются необходиые значения напряжений обоих выхо396544

лов блока 8 опорных напряжений. Значение напряжения на первом выходе блока 8 опорных напряжений выбирается рапньгм 0 (0,85-0,95) UMQK:, 5 гдеУкакс падение напряжения, создаваемое током, протекающим через цепь 30, на резисторе 2 при пробитых (закороченных) конденсаторах в ней. Величина сопротивления резистора 2 10 выбрана таким образом, чтобы напряжение . находилось в пределах логиче-ской единицы для применяемых логических элементов. Значение напряжений на втором выходе блока 8 опор- 5 ньгх напряжений выбирается равным

(2-10) Iyr R2,Ho не более значения (0,1-0,15).имака гдеТуг - паспортное значение тока утечки конденсатора цепи 30 С при параллельном 2Q соединении конденсаторов в цепи умно- жлется на количество конденсаторов) , Кг. - омическое сопротивление резис- тора 2.

5 При подключении источника 27 питания и нажатии кнопки 23 Сброс устройство приводится в исходное состояние. На F- -вход RS-триггера 4 датчика 1 тока подается нулевой

Q потенциал. При этом на прямом выходе -триггера 4 устанавливается логический ноль, который подается на вход элемента И-НЕ 15, а на инверсном выходе - устанавливается логическая единица, так как контролируемая цепь 30 o6ecTO4efra, на резисторе 2 сигнал отсутствует. При этом на вькоде элемента НЕ 3 устанавливается логическая единица и соответственно на выходе элемента НЕТ 17 и на входе элемента И-НЕ 16 устанавливается логический ноль. При отсутствии сигнала на резисторе 2 и на выходе компаратора 5 устанавливается логическая единица, так как напряжение на входе компаратора 5, подаваемое со второго выхода блока 8 опорных напряжений, превышает уровень напряжения, передаваемый с ре- зистора 2 на входы компаратора 5. Ло5

0

5

0

гическая единица поступает с выхода

компаратора 5 на входы элемента НЕ 13 и элементов И-НЕ 15 и 16. На выходе элемента НЕ 13 устанавливается логический ноль. Так как на одном входе элемента И-НЕ I6 устанавливается логическая единица, а на другом входе - логический ноль, то на его выходе и на выходе элемента И-НЕ 15 логическая ехиптица, а на выходе элемента ЯЕ 18 - логический ноль. Так как Eia одном входе элемента И-НЕ 5 устанавливается логическая единица, на другом входе - логическая единица, а на третьем входе - дю гический ноль, то на его выходе - логрптеская единица, а на выходе элемента НЕ 20- логический ноль.

Устройство позволяет отыскивать s контролируемой цени 30 неисправности Обрыв, Пробой, Соединение конденсаторов обратной полярностью (для поляризованных конденсаторов с униполярной проводимостью), а также определять состояние цепи Испрап на.

Для определения состояния контролируемой цепи 30 с конденсаторами нажимается кнопка 24 Пуск, После каждой проверки схема приподится в исходное состояние кнопкой 23 Сброс.

Если в контролируемой цепи 30 с конденсаторами присутствует неисправность Обрыв, то при нажатии кноп- ки 24 Пуск ток через контролируемую цепь 30 не течет. При этом на резисторе 2 датчика 1 тока сигнал отсутствует и состояние логических элементов НЕ 13 и 17 и И-НЕ 15 и 16 а также состояние KS -триггера 4 соответствует исходному положению. В этом положении логическая единица с триггера 4 подана на вывод индикатора 22 Обрыв . .Следовательно, при подаче отрицательного потенциала источника 27 питания на вторые выводы индикаторов 14,19,21 и 22 ( при нажатии кнопки Пуск 24 ) загораетс индикатор Обрыв 22, сигнализируя о неисправности в контролируемой цепи 30.

Если в контролируемой цепи 30 присутствует неисправность Пробой то при нажатии кнопки 24 Пуск через контролируемую цепь 30 течет ток, на резисторе 2 появляется сиг нал, пропорциональный этому току. На выходе элемента НЕ 3 датчика 1 тока и на Ь -входе ч$ -триггера 4 устанавливается логический ноль. На прямом выходе R,,S -триггера 4 записывается логическая единица, а и инверсном выходе - логический ноль При зтом на выходе элемента НЕ 7 на соответствующем входе элемента

-

. . я

10

15

20

25

30

40

45

50

55

И-НЕ 16 устанавливается логичесГкаТ единица. На выходе компаратора 5 установится логическая единица, так как напряжение сигнала с резистора 2, подаваемое на его входы, превы- значение напряжения сигнала с перног-о выхода блока 8 опорных напряжений, подаваемое на соответст- ную1ПИ1 вход компаратора 5. Таким образом а обоих входах элемента И-НЕ 16 устанавливается логическая единица, следовательно на его выходе - логический ноль, а на выходе элемента НЕ 8 - лoги tecкaя единица. Загорается индикатор 19 Пробой сигнализируя о неисправности в контролируемой и,епи. Состояние элементов НЕ 13 и 20 не изменяется.

Если в контролируемой цепи 30 ; присутствует Соединение конденсаторов обратной полярностью, то при нажатии кнопки 24 Пуск через контролируемую цепь 30 с конденсаторами течет ток, который в пусковой момент равен максимгшьно возможному току в цепи и создает на резисторе 2 напря- жениеОмакс затем этот.ток снижается по экспоненте и в установившемся режиме создает падение напряжения на резисторе 2, равное U (0,3 - 0,7) UMQKC (н зависимости от конкретной проверяемой цепи .. В пусковой момент на выходе элемента НЕ 3 чувствительного элемента 1 и ia S -входе kS-триггера 4 устанавливается логический ноль. Вследствие этого на прямом выходе S-триггера 4 устанавли- .пается логическая единица , а на инверсном выходе - логический ноль. В установившемся режиме напряжение, поступающее на входы компаратора 5 с резистора 2 больше напряжения, подаваемого на его вход с второго вы- .хода блока 8 опорных напряжений, и меньше напряжения, подаваемого на его вход с первого выхода блока 8 опорных напряжений. По этой причине на выходе компаратора 5 устанавливается логический ноль. Соответственно на выходе первого логического элемента, НЕ 1 3 устанав.ливается логическая единица. Загорается индикатор 14 Соединение конденсаторов обратной полярностью . На одном входе элемента И-НЕ 16 устанавливается логический ноль и поэтому на его выходе и соответственно на входе элемента И-НЕ 15 - логическая единица, а на выходе

элемента НЕ 18 - логический ноль. На одном входе элемента И-НЕ 15 устанавливается логический ноль, а на других входах - логическая единица, 5 следовательно на его выходе присутствует логическая единица, а на выходе элемента НЕ 20 - логический ноль, т.е. остальные индикаторы ( кроме индикатора 14 ) обесточены. 10

Если контролируемая,цепь 30 с конденсаторами исправна, то при нажатии кнопки 24 Пуск через контролируемую цепь 30 течет ток заряда конден- tS сатора, который в пусковой момент равен максимально возможному току в .цепи и создает на резисторе 2 напряжение, равное Уичкс, затем этот ток снижается по экспоненте и в уста- 20 новивщемся режиме создается падение напряжения на резисторе 2, равное Us. 1 lyr г пусковой момент на выходе элемента НЕ 3 и на S -входе Р $-триггера 4 устанавливается логи- 25 ческий ноль. Вследствие чего на прямом выходе S -триггера 4 устанав- ливается логическая единица, на инверсном выходе - логический ноль. В установившемся режиме на выходе ЗО элемента НЕ 17 устанавливается логи ческий ноль. На выходе компаратора 5 устанавливается логическая единица, так как сигнал с резистора 2 на его входах меньше напряжения, по- 5 даваемого на вход компаратора 5 с второго выхода блока 8 опорных напряжений. Логическая единица с выхода компаратора 5 передается на вход элемента И-НЕ 15. На выходе элемен- дО та НЕ 13-устанавливается логический ноль. На одном входе элемента PI- HE 16 устанавливается логическая единица, а на другом - логический ноль и поэтому на его выходе и на 45 соответствующем входе элемента И-НЕ 15 - логическая единица, а на выходе элемента НЕ 18 - логический ноль. В результате на трех входах элемента И-НЕ 15 устанавливаются ло- gg гические единицы, следовательно на его выходе - логический ноль, а на выходе элемента НЕ 20 - логическая единица. Загорается индикатор 21 Исправна, сигнализирующий о состоя НИИ контролируемой цепи 30.

При контроле кнопка 24 Пуск удерживается в нажатом состоянии до

уверенного загорания одного из индикаторов .

Резистор 28 обеспечивает огранич ние напряжения,поступающего на вход компаратора 5 и элемента НЕ 3 при нажатии кнопки 24 и в импульсном режиме испытания цепи 30 (при высоких напряжениях источника 27 пита- ния). .

В компараторе 5 резисторы 6 и 7 обеспечивают исключение влияния входного сопротивления двупорогово- го элемента 29 сравнения на потенциал на входе элемента НЕ 3. Элемент 29 обеспечивает двупороговую (по двум порогам 0,85-0,95 имок 2-10 R) классификацию напряжения на резисторе 2.

I

В блоке 8 переменные резисторы 10 и 11 обеспечивают формирование опорных Уровней на блок 5, стабилитрон 9 стабилизирует опорные уров Ш1 и ограничивает их величину, ре- знстор 12 обеспечивает деление напряжения источника 27 до нужной веЛ1-1ЧИНЫ.

Введение элементов 13,15,16,17, 18 и 20, компаратора 5 блока 8 опорных напряжений, индикатора 14, резистора 28 и выполнение датчика I позволяет выявлять новый вмд неисправности контролируемой цепи 30, f заключающийся в неверном включении ее конденсатора Св обратной полярности), что расширяет функционапь- пы& возможности устройства.

Кроме того, за счет использовани компаратора 5, блока 8 опорных напряжений и нового выполнения датч й- ка 1 тока обеспечивается срабатывание последнего и контроль годности при малых значениях тока, прр- текающего через контролируемую цепь 30/ например, при малых значе- .ниях емкости ее конденсатора). Это позволяет исключить ошибочную классификацию цепей с конденсаторами малой емкости как цепей,, имеющих обрьш, и повысить достоверность контроля относительно известного устройства, где наличие у чувствительно го элемента порога срабатьшання по току приводит к неверной классификации качества контролируемой цепи.

Формула изобр ет ения

1.Устройство для автоматического контроля электрических цепей с кон- денсаторами, содержащее источник питания, соединенный плюсовой шиной с первым вьгоодом первого замыкающего контакта кнопки Пуск, кнопку Сброс, первый, второй и третий ин- дйкаторы, соединенные первыми выводами между собой, датчик тока, отличающееся тем, ЧТО, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем обеспече- ния возможности выявления неправильного включения конденсаторов в контролируемой цепи- и повышения достоверности результатов контроля за счет исключения ошибочной классифи- кации цепей с конденсаторами малой емкости как цепей, имеющих обрыв, в устройство введены блок опорных напряжений, четвертый индикатор, компаратор, первый резистор, первый, второй, третий и четвертый элементы НЕ, первый и второй элементы И-НЕ, а датчик тока содержит второй резистор пятый элемент НЕ и КЗ-триггер, причем плюсовая шина источника питания соеди- нена с первым выводом блока опорных на- .пряжений, соединенного вторым выводом с общей шиной источника питания, первым и вторым выходами соответственно с первым и вторым входами ком паратора, соединенного третьш- входо с первым выводом второго резистора, первым выводом первого резистора и с входом пятого элемента НЕ, выходом - с первыми входами первого и второго .элементов И-НЕ и с входом первого элемента НЕ, соединенного Выходом с первым выводом четвертого, индикатора, соединенного вторым вы водом с первым вьюодом первого ин- дикатора, соединенного вторым выводом через, второй элемент НЕ с вторым входом первого элемента И-НЕ, а непосредственно - с выходом второго элемента И-НЕ, соединенного вторым входом через третий элемент НЕ с выходом пятого элемента НЕ и с J -вхо5

5 0 0 5 0 5 Q

дом fli -триггера, сбединенного йн версньм выходом с вторым выводом второго индикатора, прямым выходом - с третьим входом первого элемента И-НЕ, соединенного выходом через четвертый элемент НЕ с вторым выводом третьего индикатора,первый вывод первого индикатора соединен через второй замыкающий контакт кнопки Пуск с общей шиной источника питания, с вторым выводом второго резистора и с первым вьгеддом первого замыкающего контакта кнопки Сброс , второй вьтод которого соединен с Р -входом f; S-триггера, второй вьшод первого резистора.соединен с первой клеммой для подключения контролируемой цепи непосредственно, а через второй замыкающий контакт кнопки Сброс - с второй клеммойдля подключения контролируемой цепи и с вторым выводом первого замыкающего контакта кнопки Пуск ,

2,Устройство по n.t, о т л и - чающееся тем, что компаратор содержит двyxпopoгoвыJй элемент сравнения, соединенный, выходом с выходом компаратора, первым и вторым входами через соответствуювще третий и четвертый резисторы - с третьим входом компаратора, третьим и четвертым входами соответственно - с первым и вторым входами компаратора .

3.Устройство по П.1 ,- о т л и - чающееся тем, что блок опорных напряжений содержит пятый резистор, соединенный первым вьгоодом с первым вьшодом блока опорных напряжений, вторым выводом - с первыми выводами первого и второго переменных резисторов и с катодом стабилитрона, анод которого соединен с вторыми выводами первого и второго переменных резисторов и с вторым выводом блока опорных напряжений, первый и второй выходы которого соединены соответственно с третьими . выводами первого к второго переменных резисторов .

- Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Для этого в устройство, содержащее источник питания 27, индикаторы 19, 21 и 22, (Л с C(Kffuffffve иторо обратной I1 пои рностьк . tF