Устройство для контроля качества изделий Советский патент 1986 года по МПК G01R31/327 

тановлены четыре группы контроля, состоящие из двухуровневых компараторов. Число компараторов в каждой группе N + 1, где jsj - число видов брака контролируемых МК. Уровень срабатывания каждого компаратора определяется интервалом возможных значений напряжений на выходах амплитудных 8 и 9 и частотных 6 и 7 анализаторов, которые соответствуют определенному виду брака. Предлагаемое устройство позволяет проводить комплексный контроль МК по геометрическим и технологическим показателям и с высокой достоверностью выявлять одновременно многие виды брака контролируемых МК: величину перекрытия контакт-деталей, смещение их друг относительно друга, несоосность, величину зазора между контакт-деталями, наплыв стекла колбы и состояние покрытия контакт-деталей. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

t

Изобретение предназначается для контроля качества изделий электронной техники и может быть использовано при разработке, производстве и эксплуатации герметизированных магнитоуправляемых контактов (герконов).

Цель изобретения - обеспечение возможности контроля качества герметизированных магнитоуправляемых контактов (герконов), повышение достоверности контроля и расширение эксплуатационных возможностей устройства путем обеспечения возможности одновременной оценки геометрических и технологических показателей герконов.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства для контроля качества герконов; на фиг.2 - структурная схема блока обработки сигналов; на фиг.З - осциллограммы колебаний контактдеталей испытуемого геркона за один полный цикл при его периодических срабатываниях.

Устройство (фиг.1) содержит последовательно соединенные преобразователь 1 механических и акустических колебаний в электрические сигналы, усилитель 2, блок 3 временной селекции, блоки 4 и 5 полосовых фильтров, частотные анализаторы 6 и 7 и амплитудные анализаторы 8 и 9, блок 10 обработки сигналов, блок 11 индикации видов брака и датчик 12 нагрузки. В качестве преобразователя 1 механических акустических колебаний в электрические сигналы использован пьезоэлектрический преобразователь, который механически связан с заземленным выводом геркона.

В устройстве первый вход блока 3 временной селекции подключен к первому входу датчика 12 нагрузки, второй вход блока 3 временной селекции соединен с выходом усилителя 2, первый выход блока 3 временной селекции подключен к входу первого блока 4 фильтров, второй выход блока 3 временной селекции подключен к входу второго блока 5 фильтров, а вход

блока 11 индикации видов брака подключен к выходу блока 10 обработки сигналов. Датчик 12 испытательной нагрузки выполнен в виде генератора 13 тока, образцового резистора 14, детектора 15, причем первый выход датчика 12 испытательной нагрузки соединен с вторым выводом геркона и входом синхронизации блока 3 временной селекции.

На фиг.2 показана структурная схема блока 10 обработки сигналов, в состав которой входят четыре группы контроля из (N-f-1) двухуровневых компараторов 16 и (N + 1) четырехвходовых схем И 17, где N - число контролируемых параметров герконов, причем каждый вход каждой четырехвходовой схемы И 17, соответствующей определенному контролируемому параметру, подключен к выходу одного из компараторов 16 каждой из четырех групп контроля, соответствующего тому же самому определенному

контролируемому параметру в этой группе контроля, выход четырехвходовой схемы И 17 соединен с соответствующим этому контролируемому параметру индикатором брака в блоке 11 индикации видов брака,

все первые управляющие входы двухуровневых компараторов 16 объединены и подключены к выходу датчика 12 нагрузки, в каждой группе контроля вторые информационные входы двухуровневых компараторов 16 объединены, информационные входы двухуровневых компараторов 16 первой группы контроля соединены с выходом первого частотного анализатора 6, информационные входы двухуровневых компараторов второй группы контроля соединены с выходомвторого частотного анализатора 7, информационные входы двухуровневых компараторов третьей группы контроля соединены с выходом первого амплитудного анализатора 8. информационные входы двухуровневых компараторов четвертой группы контроля соединены с выходом второго амплитудного анализатора 9.

Кроме того, устройство (фиг. 1) содержит источник ИГ периодически изменяющегося электрического напряжения и подключенную к его выходу катушку управления КУ, с помощью которых возбуждаются колебания контакт-деталей контролируемого геркона.

Испытательный режим подбирается таким, чтобы геркон работал с определенной нагрузкой, при которой его контакт-детали соударяются и трутся друг о друга с такими усилиями, при которых появляются механические и акустические колебания, позволяющие путем их дальнейшей обработки выявить характер дефектов (или их отсутствие) в контролируемом герконе.

На фиг.З приведены практически снятые осциллограммы колебаний контакт-деталей геркона за один полный цикл при периодических срабатываниях. На этих осциллограммах TI - интервал времени, когда контакт-детали находятся в разомкнутом состоянии, Т2 - интервал времени, когда контактдетали замкнуты. Как видно по фиг.З, частотные составляющие для этих двух интервалов различны. Кроме того, характер колебаний контакт-деталей различен для герконов разного качества, что видно из сравнения осциллограмм а и б (фиг. 3), снятых у двух герконов одного типа, но с различными дефектами.

Устройство работает следующим образом.

Возбуждаемый источником ИГ в катушке КУ ток создает периодически изменяющееся магнитное поле, которое воздействует на контакт-детали контролируемого геркона МК, заставляя их колебаться в определенном испытательном режиме. При этом контакт-детали соударяются и трутся друг о друга своими рабочими поверхностями и в них возникают механические и акустические колебания, которые распространяются вдоль контакт-деталей, внешние концы которых являются выводами геркона. Механически соединенный с выходом пьезоэлектрический датчик 1 преобразует эти колебания в электрические сигналы, которые усиливаются усилителем 2 и поступают на блок 3 временной селекции. Последний позволяет выбрать из общего спектра поступающих с пьезоэлектрического преобразователя сигналов сигналы двух характерных для работы временных интервалов - для разомкнутого и замкнутого состояний - контакт-деталей.

С выхода блока временной селекции разделенные сигналы поступают на блоки 4 и 5 полосовых фильтров, каждый из которых имеет свою полосу пропускания. Сигналы, прошедшие через фильтры, поступают на частотные 6 и 7 и амплитудные 8 и 9 анализаторы. На выходе амплитудных анализаторов вырабатывается постоянное напряжение, пропорциональное среднему значению сигнала в полосе пропускания соответствующего полосового фильтра, а на выходе частотных анализаторов - постоянные напряжения, пропорциональные частоте составляющих спектра с максимальной амплитудой. При этом одновременно фиксируются характерные особенности спектров колебаний как для разомкнутых, так и для замкнутых состояний контролируемого геркона. Выходные сигналы амплитудных и частотных анализаторов подаются на блок 10 обработки сигналов, на входе которого установлены четыре группы контроля, состоящие из

0 двухуровневых компараторов 16. Число компараторов в каждой группе (N+1), где N - число видов брака контролируемых герконов. Уровни срабатывания всех компараторов индивидуальны и определяются интервалами возможных значений напряжений на выходах амплитудных и частотных анализаторов соответственно годных герконов и герконов с определенными видами брака.

Для каждого конкретного дефекта одно0 типных контролируемых герконов характерны свои соотношения частот и амплитуд составляющих спектров частот в разомкнутом и замкнутом состояних контакт-деталей. Логические сигналы с выходов компараторов 16, выделяющие в своей группе сигналы, соответствующие конкретному дефекту геркона, поступают на входы схем И 17. При наличии на всех входах какой-либо схемы И уровней логической единицы на выходе этой схемы вырабатывается сигнал, который поступает на индикатор 11 вида брака, который показывает вид брака или его отсутствие у контролируемого геркона. Синхронизация и стабилизация работы устройства осуществляется при помощи датчика 12 испытательной нагрузки, выходы которого связаны с блоком временной селекции и блоком обработки сигналов. Кроме того, датчик 12 испытательной нагрузки предназначен для обеспечения токовой нагрузки геркона. В принципе различные испытания герконов могут производиться как с полностью отключенными контактами (так называемый режим сухой цепи), так и в режиме токовой нагрузки. КЁК правило, испытания в режиме токовой на грузки являются более информативными и дают более б.тизкие результаты к реальному режиму работы геркона. Необходимый режим токовой нагрузки, определяемый ТУ для каждого типа геркона, обеспечивается генератором 13 тока.

Именно наличие таковой нагрузки и позволяет определить состояние контактов геркона (замкнуто-разомкнуто) и, следовательно, получить сигнал для синхронизации работы устройства. Блок временной селекции получает от датчика испытательной нагрузки сиг5 налы о моментах размыкания и замыкания контакт-деталей контролируемого геркона. Эти сигналы синхронизируют работу блока временной селекции, разделяющего колебания геркона на два характерных участка TI и Т2. Изменение токовой нагрузки может приводить к некоторому изменению спектров акустических колебаний, поэтому необходимо либо принимать меры по жесткой стабилизации режима, либо вводить коррекцию в работу блока обработки сигналов. Коррекция работы блока обработки сигналов производится следующим образом. Импульсное напряжение с образцового резистора 14 преобразуется детектором 15 в постоянное напряжение, несущее информацию о величине испытательной нагрузки и ее соответствии заданному значению. Это напряжение поступает на управляющие входы всех компараторов 16 блока 10 обработки сигналов. В результате при случайных изменениях испытательной нагрузки уровни срабатывания компараторов изменяются в соответствии с изменениями спектров акустических колебаний геркона.

Таким образом, предлагаемое устройство, предназначенное для проведения комплексного контроля герконов по геометрическим характеристикам и технологическим показателям, позволяет с высокой достоверностью эффективно выявлять одновременно многие информативные параметры, определяющие качественные характеристики и виды брака контролируемых герконов. С помощью предлагаемого устройства можно контролировать такие качественные характеристики герконов, как величина перекрытия контакт-деталей, смещение их друг относительно друга, несоосность, величину зазора между контактдеталями, наличие посторонних частиц в герконе, наплыв стекла колбы, целостность колбы, состояние покрытия контакт- деталей и т. п. Причем одновременная, интегральная оценка качества геркона значительно сокращает время контроля (в два-три раза). Предполагаемая экономическая эффективность от использования изобретения только в производстве герконов составляет около 90000 руб. в год.

Формула изобретения

0 индикаторы брака по числу контролируемых параметров N, а блок обработки сигналов содержит (N-bl) четырехвходовых схем И и четыре группы контроля, каждая из которых содержит () двухуровневых компараторов, причем каждый вход каждой четырехвходовой схемы И, соответствующей определенному контролируемому параметру, подключен к выходу одного из компараторов каждой из четырех групп контроля, соответствующему тому же контролируемому параметру в этой группе контроля, выход четырехвходой схемы И соединен с соответствующим этому контролируемому параметру индикатором брака в блоке индикации видов брака, все управляющие входы двухуровневых компараторов объединены и подключены к выходу датчика нагрузки, в каждой группе контроля информационные входы двухуровневых контакторов объединены, информационные входы двухуровневых компараторов первой группы контроля соединены с выходом первого частотного анализатора, информационные входы двухуровневых компараторов второй группы контроля соединены с выходом второго частотного анализатора, информационные входы двухуровневых компараторов третьей группы контроля соединены с выходом

5 первого амплитудного анализатора, информационные входы двухуровневых компараторов четвертой группы контроля соединены с выходом второго амплитудного анализатора.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик нагрузки выполнен в виде генератора тока, детектора и нагрузочного резистора, причем вход детектора подключен к выходу генератора тока, выход детектора соединен с входом блока обработки сигна5 лов, нагрузочный резистор включен последовательно в цепь указанного генератора тока и к выводам для подключения испытуемого геркона.