Устройство для контроля погрешности величины сопротивления резистивных элементов переменных резисторов с осью вращения Советский патент 1987 года по МПК H01C10/24 

1 .12

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для оценки точности изготовления переменных резисторов.

Цель изобретения - расширение об- ласти применения устройства за счет обеспечения возможности контроля как изготовленных спиралевидных резистивных элементов, так и собранных многооборотных переменных резисторов что повышает эффективность их произ- Бодства,

На фиг.1 представлена принципиальная структурная схема устройства в исходном положении; на фиг.2 -фрагмент плоского ступенчатого кулачка, используемого в устройстве.

Устройство содержит расположенные на корпусе (не обозначен) блок 1 контроля, блок 2 дискретного углового роложения оси переменного резистора (не обозначен), выходом соединенного с поворотной осью 3, блок 4 прижима токосъемного контакта 5, блок (не обозначен) дискретного перемещений блока 4 прижима токосъемного контакт 5, выполненный в виде плоского ступенчатого кулачка 6, взаимодействующего посредством ролика 7 и штока 8 с блоком 4 прижима токосъемного контакта 5.

Блок 1 контроля содержит узел (не обозначен) подключения с первой и второй клеммами 9 и 10 соответствено, третья клемма, снабженная токо- съемным контактом 5, соединена- с общей шиной. Узел подключения содержит также центры 11 и 12, первый из кото

БУ 38 выполнен на базе шагового искателя (не показан), переключаемого

рых механически соединен с поворотной

осью 3, а второй подпружинен относи- контактом 37 по команде кулачка 36 и

тельно корпуса посредством пружин 13. обеспечивающего в каждом своем положеБлок 1 контроля содержит также часть измерительного моста (не обозначен) с набором эталонных резисторов

НИИ через группу реле (не показана) набор коэффициента деления эталонного делителя (не показан) напряжения, со14 и 15, потенциальный выход которого ответствующего требуемому в каждой

соединен с аналоговьм запоминающим устройством (АЗУ) 16, выполненным в виде двух операционных усилителей 17 и 18, включенных по схеме повторителя

проверяемой точке по длине р го элемента. Указанный коэфф деления задается для каждого ния шагового искателя устано

и запоминающего конденсатора 19. Вы- ремычек между его ламелями.

ход АЗУ 16 соединен с самопишущим прибором (СП) 20.

Плоский ступенчатый кулачок 6 собран из отдельных секторов 40,, смонтированных на общей ступице 41-,, Каждый

Блок 2 дискретного углового положения оси переменного резистора содер- 1,5 сектор 40 имеет участок 42 подъема и жит вал 21, несущий делительный диск , участок 43 постоянного радиуса. Число 22 и соединенный через фрикционную секторов 40 , где п - число муфту 23 и понижающую зубчатую пере- контрольных точек, в которых проводит- дачу 24 с электродвигателем 25 для ша- ся измерение погрешности велияины

5

5

0

5

0

гового поворота, имеющим встроенный редуктор (не показан) .

Делительный диск 22- взаимодействует с поворотным фиксатором 26, прижимаемым к диску посредством пружины 27 и управляемым -электромагнитом 28, На валу 21 установлен червяк 48, сцепленный с червячным колесом 29, вал 30 которого скреплен с плоским ступенчатым кулачком 6, к которому блок 4,прижима токосъемного контакта 5 посредством пружин 31 постоянно прижимает ролик 7 через шток 8,

Блок 4 прижима содержит пружины 32 и 33, первая из которых выталкивает токосъемный контакт 5 в направлении, перпендикулярном линии, по которой расположены центры 11 и 12; вторая пружина 33 оттягивает стакан 34, в котором расположена пружина .32, в обратном направлении,

Кроме того, в рассматриваемом блоке 4 установлен электродвигатель 35 с редуктором (не показан), на выходе которого расположен кулачок 36, с двумя участками (не показаны) разного, но постоянного радиуса, который расположен с возможностью взаимодействия со стаканом 34 и контактом 37,

Устройство содержит также блок 38 управления (БУ), вход которого соединен с выходом, соединенным с контактом 37 блока 4 прижима, первый выход БУ 38 - с блоком контроля, второй - с контактом 39 блока АЗУ, а третий - с блоком 2 углового дискретного положения оси переменного резистора,

БУ 38 выполнен на базе шагового искателя (не показан), переключаемого

контактом 37 по команде кулачка 36 и

обеспечивающего в каждом своем положеНИИ через группу реле (не показана) набор коэффициента деления эталонного делителя (не показан) напряжения, соответствующего требуемому в каждой

проверяемой точке по длине резистивно- го элемента. Указанный коэффициент деления задается для каждого положения шагового искателя установкой пеПлоский ступенчатый кулачок 6 собран из отдельных секторов 40,, смонтированных на общей ступице 41-,, Каждый

сектор 40 имеет участок 42 подъема и участок 43 постоянного радиуса. Число секторов 40 , где п - число контрольных точек, в которых проводит- ся измерение погрешности велияины

3 1292

сопротивления резистора. Перепад двух соседних ступеней кулачка 6, смежных участков 43, т.е. разность их радиусов В и R,

N

H,-,t -,

где t - шаг спиралевидного резистив- ного элемента, а N - число его витков.

Рассматриваемый перепад определяет смещение блока 4 прижима токосъемного контакта 5 при каждом его смещении в новую контрольную точку.

Выполнение кулачка 6 составным позволяет с высокой точностью и от- дельно изготовить (шлифовкой) участки 43 постоянного радиуса.

Устройство работает следующим образом.

Изготовленный спиралевидньш рези- стивный элемент 44 располагают на справке 45, которую размещают между центрами 11 и 12, при этом контактные кольца 46 оправки 45, к которым подключены концы резистивного элемента 44, упруго взаимодейств пот. с первой и второй клеммами 9 и 10 узла подключения блока 1 контроля.

В исходном положении блок 4 прижима токосъемного контакта 5 находится в крайнем правом положении, ролик 7 расположен на наибольшем радиусе плоского ступенчатого кулачка 6, а пружины 31 сжаты.

Фиксатор 26 утоплен в одну из впадин Хне показана) делительного диска 22, а поворотная ось 3 через центр 11 и поводок (не обозначен), взаимодействующий, с оправкой 45, обеспечивает такое расположение спиралевидного резистивного элемента 44, при котором токосъемный контакт 5 расположен напротив (в отведенном положении) начальной контрольный точ- ки (не обозначена), при этом БУ 38 задает величину сопротивления одного плеча, равную нулю, а другого - 100% от полной величины сопротивления спиралевидного резистивного элемента 44.

После включения устройства начинает постоянно работать электродвигатель 35, и кулачок 36 против действия пружины 33 подводит токосъемный контакт 5 к резистивному элементу 44 в начальной контрольной точке, причем пружина 32 предохраняет обмотку резистивного элемента 44 от приложения радиальных усилий больпмх допустимых

В момент первого соприкосновения токосъемного контакта 5 к резистивному элементу в начальной точке (у основания начального вывода) сигнал разбаланса измерительного моста равен нулю и самопишущий прибор 20 фиксирует на диаграммной ленте (не показана) линию нулевых погрешностей. Дальней- щий поворот кулачка 36 после обеспечения краткого соприкосновения токосъемного контакта 5 к резистивному элементу 44 позволяет пружине 33 отвести токосъемный контакт 5 от оправки 45 в крайнее .положение. При этом одновременно замыкается контакт 37, посредством которого через БУ 38 размыкается контакт 39 АЗУ 16, временно отключая СП 20 от выхода блока 1 контроля. После этого БУ 38 включает кратковременно электромагнит 28 фиксатора 26, выводя последний против действия пружины 27 из впадины делительного диска 22, и запускает электродвигатель 25 шагового поворота, после чего электромагнит 28 обесточивается. Фиксатор 26 пружиной 27 прижимается к делительному диску 22, который продолжает поворот до запада- ния фиксатора 26 в очередную впадину делительного диска 22 и отключения электродвигателя 25 фиксатором 26. Во время поворота делительного диска 22 для очередной точки измерения БУ 38 набирает соответствующую номинальному коэффициенту деления для этой контрольной точки комбинацию эталонных резисторов 14 и 15. Кроме того, поворот диска 22 между точками измерения сопровождается одновременным поворотом плоского ступенчатого ку- лачка 6 через червячную пару, образованную червяком 48 и червячным колесом 29 на угол о6 360/п+1, соответствующий одной ступени плоского кулачка 6, в результате чего блок 4 пр11жима токосъемного контакта 5 под действием пружин 31 перемещается, влево на расстояние

R ,. . N между начальной и второй точками измерения в направлении оси спиралевидного резистивного элемента 44. Поскольку профиль кулачка носит ступенчатый характер, а каждая ступень, имеет участок постоянного радиуса, выполненный с высокой точностью по величине и постоянству радиуса, то

кинематическая, связь делительного диска 22 и блока 4 прижима носит дискретный характер и кинематическая погрешность цепи между делительным диском 22 и плоским кулачком 6 не влияет на точность расположения блока 4 прижима вдоль оси спиралевидного резистивного элемента 44, т.е. не зависит от ошибок выполнения элементов указанной кинематической цепи, так как величина участка постоянного радиуса каждой ступени плоского кулачка 6 существенно больше возможной угловой ошибки цепи, приведенной к валу 30 плоского кулачка 6.

После западания фиксатора 26 во впадину делительного диска 22, соответствующую второй точке измерения и обесточивания электродвигателя 25, делительньй диск 22 останавливается, а ротор электродвигателя 25 с шестернями зубчатой передачи 24 продолжают холостой выбег за счет своей инерции при срабатывании проскальзывающей, фрикционной муфты 23. Это предотвращает восприятие фиксатором 26 всего махового момента вращающихся деталей и соответственно исключает возможность проскоков, исключает интенсивный износ механизма фикаации и делительного диска 22.

В течение всего поворота делительного диска 22 плоский кулачок 6, вращаясь, взаимодействует с роликом 7 участком постоянного радиуса, удерживая токосъемный контакт 5 в отведенном положении.

Отвод токосъемного контакта 5 от спиралевидного резистивного элемента 44 обеспечивает отсутствие сдвигаюгдах усилий па незакрепленную обмотку (не обозначена) резистлвного элемента и его прохождение над его дополнительными выводами 47.

Всл ед за западанием фиксатора 26 во впадину делительного диска 22, |соо тветству1ощую второй проверяемой точке, и остановкой вала 21, кулачок 36, продолжая поворот, подводит токо-

W

15

еле размыкания контакта 39 АЗУ с БУ 38. по мере врап1ения кулачка 36 пост пает команда на очередной.поворот д лительного диска 22 и набор очередн комбинации эталонных резисторов 14 13. При этом потенциал запоминаюп5ег конденсатора 19, усиленный вторым операционным усилителем 17, поступа на вход самопишущего прибора 20 и ф сируется на диаграммной ленте в вид отклонения от нулевой линии, выража щего погрешность величины сспротр вл ния резистивного элемента в данной точке. Таким образом, время, необхо димое для поворота и фиксации делительного диска 22, а также для набо программы, используется для одновре менной записи результатов измерения полученных в предьиущей точке. Это позволяет дополнительно получить зн чительную производительность провер не зависящую от инерционности самоп шущего прибора 20, окончание вания самописцем отклонения в данно точке на диагра 1мной ленте совмещае ся с поворотом делительного диска 2 в следующую точку и набором для нее величин сопротивлений плеч измерите ного моста.

В каждой последующей точке прове ка и.запись результатов осуществля ется аналогично описанному, в резул .тате чего на диаграммной ленте само пишущего прибора 20 вычерчивается 35 график погрешности величины сопроти ления резистивного элемента.

20

25

30

Формула изобретени

40

1, Устройство для контроля погре ности величины сопротивления резис- тивных элементов переменных резисто с осью вращения, содержащее блок контроля, включающий поворотную ось 5 набор эталонных резисторов измерите льного моста, узел подключения рези тивного элемента, первая и вторая клеммы которого соединены с диагона лью питания измерительного моста, п

съемный контакт 5 к оправке 45 до ка- 50 тепциальный выход которого соединен

сания с резистивным элементом 44. После этого по команде с БУ 38 замыкается контакт 39 АЗУ на время, достаточное для заряда запоминающего

конденсатора 19 до усиленного первым операционным усилителем 18 напряжения разбаланса с измерительного моста, т.е. измеряемой величиной погрешности величины сопротивления резистора. Почерез усилитель с блоком индрп-сации, а другой выход - с третьей клеммой

|узла подключения резистивного элеме та и общей П1ИНОЙ, блок дискретного

55 углового положения оси переменного резистора, первый выход которого со динен с поворотной осью, блок управ ления, первым выходом соединенный с блоком контроля, вторым - с блоком

еле размыкания контакта 39 АЗУ с БУ 38. по мере врап1ения кулачка 36 поступает команда на очередной.поворот делительного диска 22 и набор очередной комбинации эталонных резисторов 14 и 13. При этом потенциал запоминаюп5его конденсатора 19, усиленный вторым операционным усилителем 17, поступает на вход самопишущего прибора 20 и фиксируется на диаграммной ленте в виде отклонения от нулевой линии, выражающего погрешность величины сспротр вле- ния резистивного элемента в данной точке. Таким образом, время, необходимое для поворота и фиксации делительного диска 22, а также для набора программы, используется для одновременной записи результатов измерения, полученных в предьиущей точке. Это позволяет дополнительно получить значительную производительность проверки, не зависящую от инерционности самопишущего прибора 20, окончание вьг ерчи- вания самописцем отклонения в данной точке на диагра 1мной ленте совмещается с поворотом делительного диска 22 в следующую точку и набором для нее величин сопротивлений плеч измерительного моста.

В каждой последующей точке проверка и.запись результатов осуществляется аналогично описанному, в резуль- .тате чего на диаграммной ленте самопишущего прибора 20 вычерчивается график погрешности величины сопротивления резистивного элемента.

Формула изобретения

40

1, Устройство для контроля погрешности величины сопротивления резис- тивных элементов переменных резисторо с осью вращения, содержащее блок контроля, включающий поворотную ось, 5 набор эталонных резисторов измерительного моста, узел подключения резистивного элемента, первая и вторая клеммы которого соединены с диагональю питания измерительного моста, по50 тепциальный выход которого соединен

через усилитель с блоком индрп-сации, а другой выход - с третьей клеммой

|узла подключения резистивного элемента и общей П1ИНОЙ, блок дискретного

55 углового положения оси переменного резистора, первый выход которого соединен с поворотной осью, блок управления, первым выходом соединенный с блоком контроля, вторым - с блоком

индикации, а третьим - с блоком дискретного углового положения оси переменного резистора, и корпус, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения возможности контроля спиралевидных резистивных элементов, оно снабжено токосъемным контактом, блоком прижима токосъемного контакта

ратного перемещения блока пр гжима токосъемного контакта вьшолнен в виде плоского ступенчатого кулачка и ролика со штоком, причем шток закреплен на блоке прижима токосъемного контакта, а ролик расположен с возможностью взаимодействия с плоским ступенчатьм кулачком, при этом каждая ступень выполнена в виде участка постоянного

15

и блоком дискретного перемещения бло- радиуса, причем число ступеней равно ка прижима токосъемного контакта, причем второй вьпсод блока дискретного углового положения оси переменного резистора соединен с входом блока прижима токосъемного контакта через блок дискретного перемещения блока прижима токосъемного контакта, выход которого соединен с входом блока управления, при зтом токосъемный контакт соединен с общей шиной.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок диск20

числу контрольных точек по длине спиралевидного резистивного элемента, а разность радиусов соседних ступеней равна произведению шага спиралевидного резистивного элемента и отношения числа его витков к числу контрольных точек по длине спиралевидного резистивного элемента.

3. Устройство по ПП.1 и 2, о т - л и чающееся тем, что блок прижима токосъемного контакта выпол- нен с возможностью подпружинивания относительно корпуса.

ратного перемещения блока пр гжима токосъемного контакта вьшолнен в виде плоского ступенчатого кулачка и ролика со штоком, причем шток закреплен на блоке прижима токосъемного контакта, а ролик расположен с возможностью взаимодействия с плоским ступенчатьм кулачком, при этом каждая ступень выполнена в виде участка постоянного

радиуса, причем число ступеней равно

числу контрольных точек по длине спиралевидного резистивного элемента, а разность радиусов соседних ступеней равна произведению шага спиралевидного резистивного элемента и отношения числа его витков к числу контрольных точек по длине спиралевидного резистивного элемента.

3. Устройство по ПП.1 и 2, о т - л и чающееся тем, что блок прижима токосъемного контакта выпол- нен с возможностью подпружинивания относительно корпуса.

40

Редактор А.Ворович

Заказ 277/51Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., fl. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

фиг.г

Составитель Ю.Волков

Техред А.Кравчук Корректор Г.Решетник

Изобретение относится к микроэлектронике. Цель - расширение области применения устройства для контроля погрешности величины сопротивле/7. 10 НИН резистивных элементов (РЭ) с осью вращения. Для ее достижения в устройство, содержащее блок (Б) 1 контроля, Б 2 дискретног.о углового положения осп переменного резистора (ПР), аналоговое запоминающее устройство 16, Б 38 управлеьшя, введены токосъемньш контакт 5, Б 4 его прижима и Б дискретного перемещения В 4, а также новые электрические связи между функциональными элементами. Изобретение позволяет проверять и автоматически записывать на диаграммной ленте самопишущего прибора 20 трафик погрешности величины сопротивления спиралевидных и многооборотных РЭ и может быть использовано в электроизмерительной технике для оценки точности изготовления ПР. 2 з.п, ф-лы, 2 ил. J9 I 16 ю rsEA. ГчЭ Is3 О /гг.-/