Устройство для сортировки сердечников по магнитным свойствам Советский патент 1988 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к области магнитных измерений и предназначено для сортировки сердечников по величине действующего значения магнитной проницаемости.

Цель изобретения - повышение достоверности сортировки за счет снижения динамической погрешности и повышения стабильности процесса опреде- ления магнитных свойств сердечников.

На фиг, 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма работы; на фиг. 3 - схема блока анализа; на фиг. 4 - схема первого формирователя

Устройство содержит последовательно соединенные измерительную катушку 1J генератор 2 частотно-модулированных колебаний, блок 3 умножения час- тоты, первый переключатель 4,, первый формирователь 5 импульсов, элемент И 6, счетчик 7, блок 8 выделения экстремума, блок 9 анализа, второй переключатель 10, блок 11 загрузки, второй формирователь 12 импульсов, датчик 13 положения контролируемого сердечника, детектор 14, ключ 15, фильтр 16 нижних частот, управляемый высокочастотный генератор 17-, делитель 18 частоты, третий переключатель 19, компаратор 20 кодов, регистр 21, четвертый 22 и пятый 23 переключатели

Фильтр 16 может быть выполнен в виде операционного усилителя 24, резистора 25 и конденсатора 26, блок 9 (фиг, 3) - в виде компаратора 27 кодов, ПЗУ 28, счетчика 29, регистра 30 и дешифратора 31. Первый формирователь 5 (фиг. 4) включает счетчик 325 ключи 33, резисторы 34, элементы ИЛИ 35-37 и инверторы 38-42.

Рассмотрим работу устройства, когда переключатели находятся в положении I и номинальная частота генератора 2 частотно-модулированных коле- баний невысока.

В исходном состоянии в измерительной катушке 1 сердечника нет, аналоговый ключ 15 находится в замкнутом состоянии, блок 3 находится в режиме слежения. -Генератор 2 вырабатывает колебания максимальной частоты, соответствующие минимальной индуктивности измерительной катушки 1 без сердечника. С выхода генератора 2 ко лебання максимальной частоты подаются на вход фазового детектора 14, с выхода которого импульсы удвоенной

Q

n 5

5 0

45

50 55

0

частоты чере.з замкнутый аналоговый ключ 15 поступает на вход фильтра 16, Напряжение на выходе фильтра 16 управляет высокочастотным генератором 17. Колебания генератора 17, поделенные делителем частоты 18 на п, подаются через замкнутый переключатель 19 на управляющий вход фазового детектора 14. Таким образом, кольцо фазовой автоподстройки частоты генератора 17 замыкается, блок 3 находится в режиме слежения, а частота на выходе генератора 17 больше опорной в П( раз. Коэффициент п рассчитывается в зависимости от требуемых точности и быстродействия и устанавливается при настройке, (на фиг. 1 стрелкой изображен управляющий вход делителя 18).

Колебания с выхода генератора 2 подаются одновременно на вход первого формирователя 5 импульсов, который делит частоту входных импульсов с коэффициентом деления п, и преобразует их в импульсы определенной скважности Q. Коэффициент деления п, и скважность Q рассчитываются в зависимости от требуемых точности и быстродействия и устанавливаются при настройке. Каждый период последовательности импульсов на выходе формирователя 5 импульсов соответствует одному циклу измерения. Первая, большая, часть периода,соответствующая логической 1, преобразуется в, код. На это время открывается по второму входу элемент И 6, на первый вход которого поступают высокочастотные импульсы ч.ерез замкнутый переключатель 10 с выхода генератора 17. В начале этой части периода по переднему фронту импульса на втором выходе первого формирователя 5. вырабатьша- ются короткие импульсы, которые устанавливают счетчик 7 в исходное состояние перед приемом высокочастотных импульсов с выхода элемента И 6. Другая, меньшая, часть периода последовательности импульсов на первом выходе формирователя 5, соответствующая логическому О, используется для вьщеления экстремума и анализа. Контролируемый сердечник проходит измерительную катушку 1.

Перед поступлением сердечника в измерительную катушку 1 блок 11 загрузки вырабатывает сигнал, например с помощью контактного датчика, кото 1

рым регистр 21 и блок 9 анализа устанавливаются в исходное состояние, причем регистр 21 устанавливается в О. При этом запускается формирователь 12, вырабатывающий импульс длительностью, заведомо большей времени прохождения сердечника через из мерительную катушку 1, На время этого импульса аналоговый ключ 15 размы кается и разрывает кольцо фазовой автоподстройки блока 3, который практически не разряжается через высокое входное сопротивление операционного усилителя 24. В результате управляющее напряжение на входе генератора 17 также не изменяется, а следовательно, частота на выходе генератора 17 остается неизменной после размыкания аналогового ключа 15.

В первом цикле измерения в счетчик 7 через элемент И 6 поступают импульсы с выхода генератора 17, количество которых пропорционально значению периода колебаний генератора 2. В счетчике 7 образуется код, который сравнивается компаратором

20кодов с кодом, находящимся в регистре 21 (в исходном состоянии регистр 21 установлен в О), Если значение кода счетчика 7 превьщ1ает значение кода регистра 21 на выходе компаратора 20 кодов вырабатывается сигнал, :которым.в регистр 21 переписывается содержимое счетчика 7 В следующих циклах измерения, когда сердечник проходит через измерительную катушку .1, увеличивается индуктивность последней и уменьшается частота генератора 2 (увеличивается период колебаний). При этом в счетчике 7 образуется код, имеющий все возрастающее значение, который переписывается в регистр 21. В момент прохождения сердечником середины измерительной катушки 1 частота генератора 2 достигает минимума (период колебаний - максимума), код в счетчике 7 имеет максимальное значение и послед НИИ раз переписывается в регистр 21. Следующий за ним код имеет меньшее значение, и управляющего сигнала на выходе компаратора кодов не последует. Таким образом, в регистре

21до конца процесса преобразования остается максимальное значение кода.

Код с выхода регистра 21 поступает в блок 9 анализа для сортировки, а также на выход устройства для на04995

копления и статистическоГг обработки информации.

В блоке 9 осуществляется сравнение поступившего кода с кодами, соответствующими границам групп разбраковки. Этот процесс, аналогичный процессу вьщеления экстремума, производится параллельно с ним. После

Q этого на соответствующем выходе устройства, стробируемом сигналом датчика 13, вырабатывается сигнал, управляющий соответствующей сортирующей заслонкой, в результате чего испы- g туемый сердечник падает в свою группу,

После выхода из измерительной катущки 1 сердечник проходит датчик 13, который при этом вырабатывает

„Р импульс, стробирующий результат преобразования в блоке 9, а также приг- нудительно устанавливает формирова- тель 12 в исходное состояние до окончания переходного процесса, возбуж25 денного блоком 11 загрузки. При

этом аналоговый ключ 15 замыкается - и восстанавливается кольцо фазовой автоподстройки частоты блока 3 умножения частоты.

В случае застревания сердечника в катущке 1 (изогнуты выводы) датчик 13 импульса не вырабатывает и формирователь 12 устанавливается в исходное состояние самостоятельно по окончании процесса формирования импульса,

35 Работа устройства, когда переключатели находятся в положении II в основном аналогична. Отличие заключается в следующем: если в первом случае производится измерение интер- валов времени, пропорциональных изменяющемуся периоду колебаний генератора 2, и вьщеление максимального интервала, то во втором случае производится измерение изменяющейся час тоты колебаний генератора 2 и выделение ее минимального значения. При

этом кольцо фазовой автоподстройки

частоты высокочастотного генератора

17 замыкается не через делитель 18

50 частоты, а непосредственно и, следовательно, коэффициент умножения исходной частоты становится равным единице. Связь выходов генератора 2 и блока 3 с входами соответственно

55 первого формирователя 5 и элемента И 6 изменяется на противоположную.

Как показывают проведенные расчеты предлагаемое устройство является

30

40

более стабильным и точныМо Это объясняется тем, что в обоих режимах работы генератор частотно-модулированных колебаний отслеживает возможные изменения внешних условий, а требования к частоте этого генератора при заданной точности приблизительно в пять раз ниже, что позволяет для всех типов сердечников во столько же раз снизить погрешность измерения. Все это позволяет повысить достоверность сортировки сердечников по их магнитным свойствам.

Формула изобретения

1. Устройство для сортировки сердечников по магнитным свойствам, содержащее блок загрузки, измерительную катушку, выводы которой соединены с входами генератора частотно- модулированных колебаний, формирователь импульсов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с установочным входом счетчика и с первым входом элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика, блок выделения экстремума и блок анализа, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности сортировки, оно снабжено блоком умножения частоты, двумя переключателями, датчиком положения контролируемого сердечника и вторым формирователем импульсов, при этом выход блока загрузки соединен с установочными входами блока анализа и блока выделения экстремума и с пер- вьм входом второго формирователя импульсов, выход которого соединен с управляющим входом блока умножения частоты, информационный вход которого соединен с выходом генератора частотно-модулированных колебаний, с первым входом первого переключателя и вторым входом второго переключателя выход которого соединен с вторым входом элемента И, второй выход первого формирователя импульсов соединен с входами синхронизации блока выделения экстремума и блока анализа, стробирующий вход которого соединен с выходом датчика положения контролируемого сердечника и с уста

5

0

5

0

новочным входом второго формирователя , причем первый и второй выходы блока умножения частоты соединены соответственно с вторым входом первого переключателя и первым входом второго переключателя, выход первого переключателя соединен с входом первого формирователя импульсов, а выход счетчика соединен с информационным входом блока выделения экстремума, выход которого соединен с информационным входом блока анализа.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок умножения частоты выполнен в виде переключателя и последовательно соединенных фазового детектора, аналогового ключа, фильтра нижних частот, управляемого высокочастотного генератора, делителя частоты, при этом выход делителя частоты соединен с первым выходом блока умножения частоты и первым входом переключателя, второй вход которого соединен с выходом высокочастотного генератора и вторым выходом блока умножения частоты, выход переключателя соединен с управляющим входом фазового детектора, информационный вход которого соединен с информационным входом блока умножения частоты, управляющий вход которого- соединен с управляющим входом ана:логового ключа.

35

3. Устройство по п. 1,

о т л и0

чающееся тем, что блок выделения экстремума выполнен в виде компаратора кодов, регистра и двух переключателей, при этом первый вход компаратора кодов соединен с информационным входом блока выделения экстремума и информационным входом регистра, выход которого соединен с выходом блока выделения экстремума и

5 вторым входом компаратора кодов, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами первого переключателя, выход которого соединен с тактовым входом регистра,

0 установочные входы которого соединены с соответствующими выходами второго переключателя, вход которого соединен с установочным входом блока вьщеления экстремума.

ЯромвниеCAffKCHu

Фи9.2

Изобретение относится к магнит- .ным измерениям. Устройство для сортировки сердечников по магнитным свойствам содержит измерительную катушку 1, генератор 2 частотно-модулированных колебаний, формирователи 5,12 импульсов, счетчик 7, элемент И 6, блок (Б) 8 вьщеления экстремума, Б 9 анализа, Б 3 умножения частоты, переключатели 4,10,19,22,23, датчик 13 положения контролируемого сердечника, Б 11 загрузки, детектор 14, ключ 15, фильтр 16 нижних частот, управляемый высокочастотный генератор 17, делитель 18 частоты, компаратор 20 кодов, регистр 21, операционный усилитель 24, резистор 25, конденсатор 26, Устройство имеет повышенную достоверность сортировки за счет снижения ди$ амической погрешности и повышения стабильности процесса определения магнитных свойств сердечников. 2 з.п.ф-лы, 4 ил. и г О1 i«ri

23

Seinvt/Kti

W

Й

OmfA.8

9

од zpijnnbi

Адрес

W