Устройство для обнаружения самовозбуждения блоков привода электронно-механических балансных часов Советский патент 1988 года по МПК G04D7/06 

Изобретение относится к области контрольно-испытательной техники и может быть использовано при контроле блоков привода электронно-механических балансных часов.

Целью изобретения является ускорение обнаружения и повышение его достоверности путем автоматизации процесса обнаружения.

На фиг.1 и 2 показаны первый и ВТОРОЙ варианты блока синхронизации и схемы их подключений к контролируемому блоку привода; на фиг. 3 - схема для автоматического обнаружения самовозбуждения блоков привода; на фиг, 4 и 5 - временные диаграммы работы устройства с первым вариантом блока синхронизации; на фиг. 6 - аналогичные диаграммы для второго варианта блока синхронизации.

Устройство содержит электромагнитный имитатор 1 движения баланса, блок 2 питания, преобразователь 3 ток - напряжение, блок 4 синхронизации, ключ 5, амплитудный детектор 6, делитель 7 напряжения, компаратор 8, формирователь 9 и счетчик 10..

Катушка 11 контролируемого блока

тель 9 к первому входу счетчика 10. Второй вход счетчика 10 подключен к второму управляющему выходу блока

4 синхронизации, соединенного своим стартовым выходом с входом сброса счетчика 10 и вторым входом амплитудного детектора 6, а выход преобразователя 3 ток - напряжение подключен к вторым входам ключа 5 и компаратора 8.

Устройство работает следующим образом.

Имитатор 1 давления баланса

(фиг.2) создает в воздушном зазоре магнитопровода 13 магнитное поле, магнитный поток которого изменяется (диаграмма на фиг.4а).

Изменение ЭДС, индуцируемой при

этом в обмотках катушки I1 контролируемого блока 12 привода, соответствует фиг,46. На синхронизирующем выходе электронного блока 15 имитатора 1 формируется последовательность

импульсов (фиг.4,в), инвертируемая инвертором 33 (фиг.4,г). В начале контрольного цикла формирователь 19 стартовых импульсов вырабатьшает одиночный импульс (фиг.4,д), производя

Изобретение относится к контрольно-испытательной технике. Цель изобретения - ускорение обнаружения и повьшение его достоверности путем автоматизации процесса обнаружения. На управляющий вход ключа 5 подается управляющий импульс. Ключ 5 будет замкнут в интервале времени и на вход детектора 6 поступит один импульс с выхода преобразователя ток - напряжение. Выделенное амплитудное значение с выхода детектора 6 делится в заданном отношении делителем 7 и в качестве опорного подается на один из входов компаратора 8. Сигнал с выхода преобразователя ток - напряжение сравнивается компаратором 8 с выделенным опорным уровнем и импульсы поступают на формирователь 9. Выделенные последним фронты импульсов подаются на счетный вход счетчика 10. При самовозбуждении контролируемого блока привода за время действия сигнала разрешения счета компаратор 8 формирует несколько импульсов, но с выхода формирователя Э через элемент И 16 проходят лишь два, поскольку после второго импульса триггер 18 устанавливается в 1, сигнализируя о наличии генерации, и уровень нуля с его инверсного входа блокирует элемент И 16. В случае неисправности контролируемого блока компаратор не формирует импульсы. 6 ил. сл оо Од СП о 4ib СО

12 вводится в воздушный зазор магии- 30 щий предустановку триггеров 17,18,

топровода 13 индуктора, обмотка 14 которого запитывается от электронного блока 15.

Счетчик 10 (фиг.З) содержит элемент И16 и два триггера 17 и 18.

Первый вариант блока 4 синхронизации (фиг.О содержит формирователь 19 стартовых импульсов, имитатор 20 опорного напряжения (ИОН), компаратор 21, два формирователя 22 и 23, элемент 24 задержки, триггер 25,элемент И 26, элемент ИЛИ 27 и два ждущих мультивибратора 28 и 29,

Второй вариант блока 4 синхрони35

36 и 37 устройства и сброс амплиту ного детектора 6. Задний фронт ста тового импульса, выделенный формир вателем 30, устанавливает в единич ное состояние триггер 32 (фиг.4,е) тем самым открывая элемент И34 и р решая импульсной последовательност с выхода инвертора 33 проходить на синхронизирующие входы триггеров 3 40 и 37 (фиг.4,ж).

На D-вход триггера 36 с выхода элемента И 35 подается логическая единица, поэтому первый же фронт и пульса (перепад 0-1) на синхронизи

зации (фиг.2) содержит два формирова- 45 рующем входе (фиг.4,ж) переведет

теля 30 и 31, триггер 32, инвертор 33, два элемента И 34 и 35 и два регистра 36 и 37.

Вход первого варианта блока 4 синхронизации соединен с выходом электромагнитного имитатора 1 движения баланса, а вход второго варианта блока синхронизации подключен к выходу преобразователя 3 ток - напряжение. Первый управляющий вьпсод блока синхронизации подключен через последовательно соединенные ключ 5,амплитудный детектор 6, делитель 7 напряжения, компаратор 8 и формирова5

36 и 37 устройства и сброс амплитудного детектора 6. Задний фронт стартового импульса, выделенный формирователем 30, устанавливает в единичное состояние триггер 32 (фиг.4,е), тем самым открывая элемент И34 и разрешая импульсной последовательности с выхода инвертора 33 проходить на синхронизирующие входы триггеров 36 0 и 37 (фиг.4,ж).

На D-вход триггера 36 с выхода элемента И 35 подается логическая единица, поэтому первый же фронт импульса (перепад 0-1) на синхронизитриггер 36 в единичное состояние.Нулевой уровень с его инверсного выхода через элемент И35 поступает на О-вход триггера 36 и фронт второго

импульса на выходе элемента И34 вернет триггер 36 в нулевое состояние (фиг.4и), установив триггер 37 в единичное (фиг.4к) состояние, фронт третьего импульса вернет триггер 37

в нулевое состояние, не изменяя при этом состояние триггера 36, так как на D-вход последнего подается уровень логического О. Перепад 0-1 с инверсного выхода триггера 37, выделенный формирователем 31, вернет триггер 32 в нулевое состояние, зак- рьшая элемент И 34. Длительность третьего импульса на выходе элемента И 34 определяется задержкой срабатывания триггера 32 относительно выходного сигнала инвертора 33 (фиг.4е, заштрихованный участок),т.е. суммой собственных задержек элементов 34,36,37 и 32. Таким образом, на шинах Б и В устройства формируются управляющие сигналы.

Сигнал освобождения (фиг.4,б), индуцируемый в обмотках катушки контро- 15 короткого замыкания на выходе преоблируемого блока 12, вызывает периодическое открьшание транзисторов блока привода и протекание по цепи питания импульсов тока привода, преобразуемых в импульсы напряжения преобразователя20 3 ток - напряжение (фиг.4,л).

На управляющий вход ключа 5 с выхода триггера 36 по шине Б подается управляющий импульс (фиг.4,и). Ключ

5 замкнут в интервале времени, содер- 25 ком неисправности контролируемого

жащем в данном случае один участок открьшающей полярности сигнала освобождения, и на вход амплитудного детектора 6 поступит один импульс (фиг.4,м) с выхода преобразователя 3 ток - напряжение. Выделенное амплитудное значение (фиг.4,н) с выхода детектора 6 делится в заданном отношении делителем 7 и затем в качестве опорного подается на один из входов компаратора 8. В дальнейшем сигнал с выхода преобразователя 3 ток - напряжение сравнивается компаратором 8 с вьоделенным опорным уровнем и импульсы с выхода компаратора (фиг.4,п) поступают на формирователь 9. Выделенные последним фронты импульсов (фиг.4,р) подаются на счетный вход счетчика 10. При поступлении с выхода триггера 37 по шине В (фиг.4,к) сигнала разрешения счета импульсы с формирователя 9 получают возможность проходить на выход элемента И 16 (фиг.4,с). В рассматриваемом случае за время действия сигнала разрешения на счетчик 10 поступит лишь один импульс. Триггер 17 установится в единичное состояние (фиг.4,т), триггер 18 останется в нулевом (фиг.4,у),что соответствует годному контролируемому блоку привода.

При самовозбуждении контролируемого блока привода (фиг.5,л) на время

действия сигнала разрешения счета (фиг.5,к) компаратор 8 сформирует несколько импульсов (фиг.5,п), но с выхода формирователя 9 через элемент И 16 пройдут лишь два (фиг.5,с) импульса, поскольку после второго импульса триггер 18 установится в единичное состояние (фиг.5,у), сигнализируя о наличии генерации, и уровень нуля с его инверсного выхода блокирует элемент И 16.

В случае неисправностей контролируемого блока 12 типа обрывов или

разователя 3 ток - напряжение не будет импульсов, а присутствует некоторое постоянное (в частности, нулевое) напряжение.

Компаратор 8 в этом случае за контрольный интервал времени не сформирует ни одного импульса, триггеры 17 и 18 счетчика 10 останутся в нулевом состоянии, что является призиаблока. Для формирования сигнала о неисправности используются инверсные выходы триггеров 17 и 18.

Устройство с вторым вариантом блока 4 синхронизации (фиг.2) может использоваться только совместно с имитатором 1 движения бсшанса. Первый вариант блока синхронизации (фиг.1) может использоваться как с имитатором, так и с системой баланс - спираль. Его работа поясняется временными диаграммами (фиг.6). Контролируемая последовательность импульсов с выхода преобразователя 3 ток - напряжение (фиг.6,а) поступает на первый вход компаратора 21, на второй вход которого с ИОН 20 подается опорное напряжение. Опорное напряжение задается меньше минимально допустимого уровня амплитуды импульсов тока привода, например, на уровне 0,3 или 0,5 от . На выходе компаратора 21 формируется импульсная последовательность (фиг.6,6), по

перепадам 0-1 которой формирователь 22 формирует узкие импульсы, поступающие на вход элемента И26.

В начале контрольного цикла формирователь 19 стартовых импульсов

вырабатывает одиночный импульс

(фиг.6,в), поступающий на шину А устройства и на вход формирователя 23. В момент окончания стартового импульса формирователь 23 вырабатывает

5136

короткий импульс, устанавливающий триггер 25 в единичное состояние (фиг.6,г). После этого первый же импульс с формирователя 22 проходит через элемент И 26 на вход (фиг.6,д) ждущего мультивибратора 28, запуская его, формируемый мультивибратором 28 импульс (фиг.6,е) поступает на шину В устройства и через элемент ИЛИ 27 возвращает триггер 25 в нулевое состояние (фиг,6,г), тем самым закрывая элемент И 26, Возврат триггера 25 относительно импульса с выхода формирователя 22 произойдет с задержкой (заштрихованный участок на фиг.6,г), определяемой суммой задержек элементов 26,27,28 и 25.

Длительность Г формируемого мультивибратором 28 импульса целесообраз но выбирать из условия

Т ,

где Т - период повторения импульсов тока привода (половина периода коле- баний баланса).

Спад импульса мультивибратора 28 запускает ждущий мультивибратор 29, формирующий импульс (фиг.бж) с длительностью, приблизительно равной Т, подаваемой на шину В устройства.

В случае контроля неисправного блока привода, когда на выходе Преобразователя 3 ток - напряжение при- сутствует постоянное напряжение, мультивибратор 28 за цикл контроля запускаться не будет и возврат триггера 25 в нулевое состояние осуществляется импульсом с выхода формиро- вателя 23, прошедшим через элемент

24задержки и элемент ИЛИ 27. Задержку t l элемента 24 целесообразно выбирать из условия Т - Г, 1,5Т. На

фиг.6,г задержка возврата триггера

25показана штриховой линией.

Для снижения влияния устройства на режим работы контролируемого бло6

ка привода преобразователь 3 ток - напряжение целесообразно вьшолнить на базе операционного усилителя. За счет отрицательной обратной связи усилитель поддерживает одинаковые потенциалы на входах, вследствие чего контролируемый блок привода находится под полным напряжением блока 2 питания.

Формула изобретения

Устройство для обнаружения самовозбуждения блоков привода электронно-механических балансных часов, содержащее электромагнитный имитатор движения баланса, в воздушном зазоре которого размещены обмотки контролируемого блока привода, блок питания и преобразователь ток - напряжения, первый и второй входы которого соединены между собой через блок питания и контролируемый блок привода, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности путем автоматизации процесса обнаружения, в него введены ключ, амплитудный детектор, делитель напряжения, компаратор, формирователь, счетчик и блок синхронизации, причем вход блока синхронизации соединен или с выходом электромагнитного имитатора движения баланса или с выходом преобразователя ток - напряжение, первый управляющий выход блока синхронизации подключен через последовательно соединенные ключ, амплитудный детектор, делитель напряжения, компаратор и формирователь к первому входу счетчика, второй вход которого подключен к второму выходу блока синхронизации, соединенного своим стартовым выходом с входом сброса счетчика и вторым входом амплитудного детектора, а выход преобразователя ток - напряжение подключен к вторым входам ключа и компаратора.

fV

JS

iT

Ё

TS

rs

яг

Lf|

L

j:;,-fj

4Hf b-T -Я

INш

p

/f

p «Т Л гI- -frSJlrn

/5

13

.

/

т

t

fj

ff

f4

/7

/f

г lrn

л

/

Заказ 6608/40

Тираж 373Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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