Устройство имитации движения баланса электронно-механических часов Советский патент 1986 года по МПК G04D7/08 

1

Изобретение относится к контрольно-испытательным устройствам имита- ции рабочих воздействий при контроле изделий и может быть использовано при контроле электронных блоков привода электронно-механических балансных часов.

Цель изобретения - расширение диапазона амплитуд имитируемых колебаний для контролируемых блоков привода.

На фиг.1 показана структурная схема устройства с цифровым вариантом генератора гармонического напряжения; на фиг.2 - схема устройства с аналоговым вариантом генератору: на фиг.З - временные диаграммы, поясняющие работу устройства с цифровым вариантом генератора гармонического напряжения; на - то же, поясняющие работу устройства с аналоговым вариантом генератора гармонического напряжения.

Устройство (фиг.1 и 2) содержит задающий генератор 1 импульсов, генератор 2 гармонического напряжения, преобразователь 3 напряжение-ток и обмотку 4 электромагнита 5. Выводы обмотки 4 электромагнита 5 подключены к двум выходам преобразователя напряжение-ток, а магнитопровод электромагнита 5 выполнен с зазором для размещения обмоток катушки 6 контролируемого блока 7 привода. Выход задающего генератора .1 соединен с входом генератора 2 гармонического напряжения, выход которого подключен к входу преобразователя 3 напряжение ток ,

Цифровой вариант генератора 2 гар монического напряжения (фиг.1) содержит элемент ИЛИ 8, управляемый генератор 9 импульсов, реверсивный счетчик 10 импульсов, цифроаналог о- вый преобразователь (ДАЛ) 11 и фильт 12 низких частот (ФНЧ), Аналоговьй вариант генератора 1 гармонического напряжения (фиг.2) содержит два триггера 13 и 14, два источника 15 и 16 опорного напряжения (ИОН), два ключа 17 и 18j интегратор 19, два компаратора 20 и 21 и преобразователь 22 треугольного напряжения в гармоническое.

Цервый вход элемента ИЛИ 8 (фиг.1 соединен с выходом задающего генератора 1 импульсов, а вьсход элемента ИЛИ 8 подключен к счетному входу ре494742

версивного счетчика 10 импульсов, выходы которого соединены с соответствующими входами ЦАП 11. Выход заема реверсивного счетчика 10 подключен к

5 входу управления генератора 9 импульсов, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 8, а выход ЦАП 11 подключен через ФНЧ 12 к входу преобразователя 3 напряжение-ток,

10 ИОН 16 (фиг.2) выполнен в виде инвертирующего усилителя с единичным передаточным коэффициентом и соединен своим входом с выходом ИОН 15, с входом ключа 17 и с первым

15 входом компаратора 20, а выход ИОН 16 jсоединен с входом ключа 18 и с первым входом компаратора 21. Выходы ключей 17 и 18 объединены и подключены к входу интегратора 19, выход .

20 которого соединен с вторыми входами компараторов 20 и 21 и входом преобразователя 22 треугольного напряжения в гармоническое, подключенного своим выходом к входу преобразо25 вателя 3 напряжение-ток. Выход компаратора 20 соединен с установочными входами триггеров 13 и 14, а инверсный выход триггера 13 подключен к управляющему входу ключа 17. Выход

30 компаратора 21 подключен к входу сброса триггера 14, прямой выход которого соединен с управляющим входом ключа 18, а вход сброса триггера 13 подключен к выходу задающего генератора 1 импульсов.

Устройство работает следующим об- разой.

Импульсный генератор 1 вырабатывает последовательность импульсов (фиг.3 Q и 4 а), следующих с периодом повторения, равным половине периода колебаний реального баланса электронно-механических часов. Эти импульсы запускает в момент времени t генератор 2, формирующий гармоническое напряжение на один период последнего (фиг.ЗЭ и 4,3). Лос- ле отработки одного периода гармонического напряжения до момента за50 пуска второго на выходе генератора 2 сохраняется амплитудное значение гармонического напряжения. Формируемое гармоническое напряжение может быть либо симметричным относи55 тельно нулевого значения (фиг.4:з), либо смещенным на какой-либо уровень, так, в частности, что одно из амплитудных значений гармонического

напряжения равно нулю {фиг.ЗЗ). Пр образователь 3 преобразует напряжение с выхода генератора 2 в ток, за питывающий обмотку 4 электромагнита 5. Форма тока, а следовательно, и магнитный поток в воздушном зазоре магнитопровода 5 также соответствуют фиг.ЗЭ или 4i,. В обмотке катушки 6 контролируемого блока привода индуцируется ЭДС, определяемая пер- .вой производной от магнитного . потока (фиг.З ей 4 к) . Открывающие полупериоды tjt индуцируемой ЭДС вызывают срабатывание блока 7 привода и протекание по обмотке привода катушки 6 импульса тока (фиг.3 и 4к), которьш может контролироваться соответствующими приборами.

Формирование периода гармонического напряжения в дискретном генераторе (фиг.1) осуществляется следующим образом.

В исходном состоянии счетчик 10 находится в нулевом состоянии и уро вень логической 1 с его выхода заема (фиг.З S) запрещает работу генератора 9. Синхроимпульс с выход

задающего генератора 1 (фиг.З а) в момент времени t через элемент , ИЛИ 8 поступает на счетный вход счетчика 10, записывая в него 1. На выходе заема счетчика 10 появляется О, разрешающий работу.импульсного генератора 9. Вьфабатыва- емые последним импульсы (фиг.3 8 ) через элемент ИЛИ 8 также поступают на вход счетчика 10. Импульсы суммируются счетчиком 10 до момента его заполнения, а затем происходит реверсирование счетчика 10 и последующие импульсы с момента t,j вычитаются из записанного в счетчике числа. Когда счетчик 10 вновь возвращается в нулевое состояние, на его выходе заема появляется логическая 1, запрещающая работу генератора 9. Последний останавливается и счетчик 10 остается в нулевом состоянии до прихода очередного синхроимпульса с генератора 1.

На выходе ДАЛ 11 уровень напряжения изменяется в соответствии с изменением записанного в счетчике 10 числа.. Параметры ДАЛ 11 выбраны так, что его выходное ступенчатое напряжение аппроксимирует гармоническое напряжение (фиг.З г ). ФНЧ 12 сглаживает напряжение с выхода ДАЛ 1

10

5

0

5

0

5

0

5

0

5

придавая ему синусоидальную форму

(фиг.3d).

Формирование периода гармонического напряжения в аналоговом генераторе (фиг.2) осуществляется следующим образом.

В исходном состоянии триггер 13 находится в единичном, а триггер 14 в нулевом состояниях, ключи 17 и 18 разомкнуты. Синхроимпульс с выхода генератора 1 (фиг.4а) устанавливает триггер 13 в нулевое состояние, и уровень логической 1 с его ин- |версного выхода (фиг.4 6 ) поступает на управляющий вход ключа 17 и вызывает его замыкание. С ИОН 15 через замкнутый ключ 17 на вход интегратора 19 поступает положительное напряжение (фиг.4 г ). На выходе интегратора 19 с момента t., формируется линейно-нарастающее напряжение (фиг.4 Э ). В момент t., напряжения на входах компаратора 20 сравниваются и на выходе последнего появляется импульс (фиг.4 е ), который устанавливает оба тригггера 13 и 14 в единичное состояние. На инверсном выходе триггера 13 имеется О, а на прямом выходе триггера 14 - 1. Ключ 17 размыкается, отключая ИОН 15

ют входа интегратора 19, ключ 18 заьшкается, коммутируя на вход интегратора 19 напряжение с ИОН 16. С момента t,, на выходе интегратора 19 формируется линейно-убывающее напряжение. В момент времени t напряжения на входах компаратора 21 сравниваются, на его выходе появляется импульс (фиг.4 :ж:), возвращающий триггер 14 в нулевое состояние, что вызывает размыкание ключа 18. Лосле момента tj до прихода очередного синхроимпульса с генератора 1 на вход интегратора 19 напряжение не подается (фиг.4 г ), и он находится в режиме хранения информации. Лри этом напряжение на его выходе сохраняется постоянным (фиг.4э ) и равным напряжению ИОН 16. С выхода интегратора 19 напряжение поступает на преобразователь 22, формирующий из треугольного напряжения гармоническое.

Устройство позволяет изменять пе риод t, t гармонического напряжения изменением частоты следования импульсов генератора 10 (фиг.1), постоянной времени интегратора 19 или выходных напряжений ИОН 15 и 16

5

(фиг.2). Период повторения формируемого сигнала задается импульсным генератором 1 и не зависит от параметров гармонического напряжения, ч позволяет получить любые заданные соотношения между периодом повторения сигнала и периодом гармонического напряжения. Это дает возможность имитировать колебания баланса с любой наперед заданной амплитудой для блоков привода любой модели. Возможность плавно изменять временные соотношения сигнала позволяет исследовать блоки привода при изменяющейся амплитуде имитируемых коле баний.

Формула изобретения

1 . Устройство имитации движения баланса электронно-механических часов, содержащее генератор гармонического напряжения, преобразователь напряжение-ток и злектр омагнит., при- чем выводы обмотки электромагнита подключены к двум выходам преобразователя напряжение-ток, а магнитопро- вод электромагнита выполнен с зазором для размещения обмоток катушки контролируемого блока привода, о т- личающееся тем, что, с целью расширения диапазона амплитуд имитируемых колебаний, в него введен задающий генератор импульсов, а генератор гармонического напряжения выполнен с регулируемым периодом колебаний, при этом выход задающего генератора импульсов соединен с входом генератора гармонического напря- жeнияJ выход которого подключен к входу преобразователя напряжение- ток.

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что генера- тор гармонического-напряжения содержит управляемый генератор импульсов с регулируемым периодом следования импульсов, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь и фильтр низких частот, причем первый вход элемента ИЛИ

5

0

5 о 5 р

Q

746

соединен с выходом задающего генератора импульсов, а выход элемента ИЛИ подключен к счетному входу реверсивного .счетчика импульсов, выходы которого соединены с соответствующими входами цифроаналогового преобразователя, выход заема реверсивного счетчика импульсов подключен к входу управляемого генератора импульсов, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, а выход цифроаналогового преобразователя подключен через фильтр низких частот к входу преобразователя напряжение-ток.

3. Устройство по П.1, отличающееся тем, что генератор гармонического напряжения содержит два источника опорного напряжения, два ключа, два триггера, интегратор, два компаратора и преобразователь треугольного напряжения в гармоническое причем второй источник опорного напряжения выполнен ;в виде инверсного усилителя с еди- ни чньм передаточным коэффициентом и соединен своим входом с выходом первого источника опорного напряжения, с входом первого ключа и с первым входом первого компаратора, а выход второго источника опорного напряжения соедикзн с входом второго ключа и с первым входом второго компаратора, выходы обоих ключей объединены и подключены к входу интегратора, .выход которого соединен с вторыми входами обоих компараторов и с входом преобразователя треугольного напряжения в гармоническое, подключенного своим выходом к входу преобразователя напряжение-ток, выход первого компаратора соединен с установочными входами обоих триггеров, , а инверсный выход первого триггера подключен к управляющему входу пер- Г.50ГО ключа, выход второго компаратора подключен к входу сброса второго триггера, прямой выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, а вход сброса первого тригге- ра подключен к выходу задающего генератора импульсов.

фиг.З

Изобретение относится к контрольно-испытательным устройствам и позволяет расширить диапазон амплитуд имитируемых колебаний для контролируемых блоков привода. Устройство содержит задающий генератор 1 импульсов, генератор 2 гармонического напряжения, преобразователь 3 напряжение-код, обмотку 4 электромагнита 5. обмотки катушки 6 контролируемого блока 7 привода, элемент РШИ 8, управляемый генератор 9 импульсов, реверсивный счетчик 10, цифроаналого- вый преобразователь 11 и фильтр 12 низких частот. Введение новых элементов и образование новых связей меж ду элементами устройства позволяет изменять период гармонического напряжения изменением частоты следования импульсов генератора 1. Период же повторения формируемого сигнала задается импульсным генератором 1 и не зависит от параметров гармонического напряжения, что позволяет получить любые заданные соотношения между периодом повторения сигнала и периодом гармонического напряжения, что дает возможность имитировать колебания баланса с любой заданной амплитудой. 2 3.п. ф-лы, 4 ил, с iS (Л to 4 со NU Ni фс/г.