Преобразователь перемещения в код Советский патент 1987 года по МПК H03M1/12 

рез выпрямитель А, операционный усилитель 5 и замкнутый ключ 6 поступает на вход АЦП 7, где преобразуется в код. В момент размыкания контактов реле 12 ключ 6 размыкается и на выходе АЦП 7 остаются показания, соответствующие амплитуде входного наИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве граммометра.

Целью изобретения является расширение области применения преобразователя путем обеспечения возможности измерения усилия контактного нажатия электромагнитных реле.

На чертеже представлена структур- ная схема преобразователя.

Преобразователь перемещения в код содержит дифференциальный ем- костньй датчик 1, дифференциальный усилитель 2, генератор 3 переменно- го тока с двумя независимыми одноименными выходами, выпрямитель А, операционный усилитель 5, ключ 6, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 7, формирователь 8 импульсов, переключатель 9, инвертор 10, источник 11 напряжения, контакты 12 электромагнитного реле. Дифференциальный емкостный датчик 1 содержит неподвижные электроды 13, электрод 14 жестко соединенный со щупом 15 и валом 16, установленным в корпусе 17, возвратную пружину 18. АЦП 7 выполнен в виде последовательно включенных амплитудного детектора 19 и блока 20 регистрации. Формирователь 8 может быть выполнен в виде кнопки

В режиме измерения усилия нажатия контактов 12 электромагнитных реле преобразователь работает еле- дующим образом.

Подвижный электрод 14 образует с разделенными зазором электродами 13 два воздушных конденсатора С, и Cj. Емкости этих конденсаторов опре- деляются величиной воздушного промежутка и площадями взаимного перекрытия электродов 13 и 14. В исходном состоянии электрод 14 занимает

пряжения в момент раз.мыкания или усилию контактного нажатия реле 12. Для контроля нормально разомкнутых реле переключатель 9 устанавливается R другое положение и преобразователь работает аналогичным образом. I ил.

положение, при котором емкости конденсаторов С, и С равны. Перед началом измерения усилия контактного нажатия реле посредством кратковре-- менного замыкания кнопки-формирователя 8 амплитудный детектор 19 переводят в нулевое состояние, к выходу источника 11 напряжения и входу инвертора 10 подсоединяют контролируемые контакты 12 реле. Если контролируется усилие контактного нажатия нормапьно замкнутых контактов , то с помощью переключателя 9 к входу управления ключа 6 подключают вход инвертора 10. Если же осуществляется контроль нормально разомкнутых контактов 12 реле, то к входу управления ключа 6 подсоединяют выход инвертора 10. Генератор 3 переменного тока обеспечивает нулевой фазовый сдвиг токов, протекающих через конденсаторы С, и С. Перед началом измерения на равных емкостях С, и С создают одинаковое падение напряжения U, и U.

На выходе дифференциального усилителя 2 вырабатывается нулевой сигнал который через выпрямитель 4, операционный усилитель 5, замкнутый ключ 6 и амплитудный детектор 19 поступает на блок 20 регистрации.

При контроле усилия контактного нажатия нормально замкнутых контактов 12 реле сигнал с источника II напряжения через нормально замкну- тые контакты 12 реле и переключатель 9 поступает на управляющий вход ключа 6 и поддерживает ключ 6 в проводящем состоянии. Измеряемое усилие F контактного нажатия электромагнитного реле должно быть приложено к концу щупа 15 перпендикулярно оси его вращения. Это положение

3ii gooz

должно сохраняться в процессе всего

измерения. Усилие F прикладывается в направлении,обеспечивающем размыкание нормально замкнутых контактов 12 реле. При приложении усилия F к щупу 15 последний отклоняется, вызывая при этом поворот электрода 14 вокруг оси. При этом изменяется площадь взаимного перекрытия электрдов 13 и 14, вследствие чего меняется соотношение емкостей конденсаторов С, и С и падений напряжения на них и, и и . На выходе ди(5г- ференциального усилителя 2 возникает переменный сигнал, величина которого однозначно определяется углом поворота щупа 15, т.е. приложенным к щупу 15 усилием контактного ажа- тия электромагнитного рело. Выпрямленный выпрямителем 4 и усиленный операционным усилителем 5 сигнал через ключ 6 поступает на АЩ1 7, который обеспечивает регистрацию и хранение максимального значения поступающего электрического сигнала. Как только усилие, приложенное к щупу 15, превысит усилие контактного нажатия контролируемого реле, нормально замкнутые контактт 12 реле размыкаются, одновременно с этим на управляющий вход ключа 6 перестает поступать сигнал с источника 11 напряжения. В результате ключ 6 переходит в непроводящее состояние и блокирует прохождение сигнала с BI.I- хода операционного усилителя 5 на вход АЦП 7, на выходе которого автоматически фиксируется значение амплтуды электрического сигнала, соответствующее моменту размыкания контактов 12 реле. После снятия усилия со щупа 15 и кратковременного замыкания кнопки-формирователя 8 преобразователь переходит в исходное состояние и готов к следующему измерению.

При контроле нормально разомкнутых контактов преобразователь работает аналогично, с той лишь разницей, что в исходном состоянии положительный сигнал с выхода инвертора

10поступает на управляющий вход ключа 6 и поддерживает его в проводящем состоянии. После замыкания контактов 12 контролируемого реле

на вход инвертора 10 поступает положительный сигнал с выхода источника

11напряжения. В результате выход

0

инвертора 10 и соединенный с ним через переключатель 9 управляюгаий вход ключа 6 приобретают потенциал общей шины. При этом ключ 6 переходит в непроводящее состояние, фиксируя момент замыкания контактов 12 реле.

Операционный усилитель 5 вместе

с дифференциальным усилителем 2 позволяет учесть коэффициент пропор- цион; .Л1,Н(1сти между разностным сигналом }Ш входе диффервнци 1льного усилителя 2 и неличиной усилия, прило(- к щупу 15.

Преобразователь обеспечивает высокую точность и достоверность результатов контроля, исключая влияние реверса щупа на конечный результат и субъективную ошибку оператора при определении момента замыкания (размыкания) контролируемых контактов электромагнитного реле. Результат контроля запоминается до момента

г, сброса, т.е. считывание результата может осутцествляться после окончания процесса измерения. Это значительно снижает утомляемость оператора и гювьЕлает производительность труда.

0 Фор мул а изобретения

Преобразователь перемещения в код, содержащий дифференциальный емкостный датчик, Е ЫВОДЫ которого подключены к нходгтм дифференциального усилителя, операционный усилитель, ключ, формирователь импульсов, выход которого подключен к входу сброса аналого-цифрового преобразо- ,, вателя, источник напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения преобразователя путем обеспечения возможности измерения усилия контактного нажатия электромагнитного реле, в него введены генератор переменного тока, выпрямитель, переключатель и инвертор, первый и второй входы генератора переменного тока подключены к входам дифференциального усилителя, выход которого через выпрямитель подключен к входу операционного усилителя, выход операционного усилителя подключен к информационному входу ключа, выход которого подключен к информацио)1ному входу аналого-цифрового преобразователя, выход источника напряжения через контакты контролируемого электро- .

5

5

0

51349002в

магнитного реле подключен к входу нен с выходом инвертора, а выход инвертора и к одному входу переклю- подключен к управляющему входу клю- чателя, другой вход которого соеди- ча.