Устройство для измерения частоты собственных колебаний контакт-деталей геркона Советский патент 1989 года по МПК G01H13/00 

4

СО

сд

05 4:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании, разработке и производстве герметизированных магнитоуправляемых контактов (герконов).

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства за счет исключения пьезоэлектрических преобразователей.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство для измерения частоты собственных колебаний содержит усилитель 1 мощности с подключенными к его выходу катушкой 2 возбуждения и частотомером 3, а вход подключен к выходу регулятора 4 глубины обратной связи, последовательно соединенные высокочастотный генератор 5, диод 6 и низкочастотный фильтр 7, выход которого подключен к входу регулятора 4 глубины обратной связи, блок 8 управления, первый выход которого подключен к управляющему входу регулятора 4 глубины обратной связи, второй выход - к запускающему входу частотомера 3, а третий выход - к выи к возникновению в них собственных колебаний.

Колебания с выхода высокочастотного генератора 5 поступают на диод 6, образующий совместно с контакт-деталями гер- кона емкостной делитель напряжения, верхнее плечо которого образовано емкостью диода, а нижнее - емкостью между контакт-деталями геркона. Величина этой емкости зависит от взаимного расположения 10 контакт-деталей. При приближении контакт- деталей друг к другу емкость этого конденсатора увеличивается, при удалении уменьшается. При постоянном входном сопротивлении низкочастотного фильтра величина высокочастотного напряжения на его входе жестко связана с сопротивлением конденсатора току высокой частоты, т. е. его емкостью.

Таким образом, если контакт-дета ль контролируемого геркона колеблется, то высокочастотное напряжение на входе амплитудного детектора оказывается промодулиро- ванными низкочастотными колебаниями, частота и фаза которых строго соответствуют частоте и фазе колебаний контакт15

20

прямителю 9, выход которого подключен к 25 летали, так как в один из полупериодов катушке 10 управления, а также последо- высокочастотного напряжения диод 6 от- вательно соединенные входной усилитель 11, крыт, а в другой фазовращатель 12 и полосовой фильтр 13, выход которого подключен к входу усилителя I мощности, и блок 14 автоматической регулировки усиления, вход которого 30 результирующего сигнала отфильтровывают- подключен к контрольному выходу усилителя помощью низкочастотного фильтра 7,

1 мощности, а выход - к управляющему а с его выхода на вход регулятора 4 входу входного усилителя 11.глубины обратной связи поступают элекБлок 8 управления содержит опорный трические колебания с частотой, равной генератор регистратор сдвига и формиро- частоте собственных механических колеба- ватель выходного сигнала. Один из выходов 35 ний контакт-детали. Электрические колебания усиливаются входным усилителем 11, их фаза корректируется фазовращателем 12, а полосовой фильтр 13 отсеивает возможные помехи и пропускает колебания лищь в небольщом диапазоне ожидаемых частот, соответствующих возможным частотам собственных колебаний контакт-деталей контролируемых герконов, после чего эти колебания усиливаются усилителем 1 мощности.

а в другой закрыт, это модулированное напряжение одновременно детектируется.

Высокочастотные составляющие спектра

контролируемого геркона присоединен к точке соединения диода 6 и входа низкочастотного фильтра 7, а другой - к общему проводу.

40

Устройство работает следующим образом.

Контролируемый геркон помещают в зону действия магнитных полей катушек 2 и 10 и присоединяют электрические выводы его контакт-деталей к соответствующим точкам. После этого начинает работать блок 8 45 управления, осуществляя заданную последовательность воздействий на контролируемый геркон и взаимодействие элементов всего устройства. При этом первоначально с выпрямителя 9 подается импульс постоянного тока в катушку 10 управления, с помощью 50 которой осуществляется воздействие на контакт-детали геркона импульсов магнитного поля постоянного направления, в результате чего геркон ориентируется в нужном направлении по отнощению к катушке 2 возбуждения, а его контакт-детали при этом замыкаются. Затем подача тока в катушку 10 управления резко прекращается, что приводит к размыканию контакт-деталей геркона

55

Усиленные синусоидальные колебания электрического тока с частотой и фазой, соответствующими частоте и фазе собствен- ных колебаний контакт-деталей контролируемого геркона, сформированные в регуляторе 4 глубины обратной связи, подаются на катушку 2 возбуждения, где их энергия преобразуется в энергию магнитного поля переменного направления. Полученным переменным магнитным полем осуществляется воздействие на контакт-детали геркона для поддержания в них незатухающих собственных колебаний. Для предотвращения нарастания либо затухания амплитуды колебаний контакт-деталей в ави к возникновению в них собственных колебаний.

Колебания с выхода высокочастотного генератора 5 поступают на диод 6, образующий совместно с контакт-деталями гер- кона емкостной делитель напряжения, верхнее плечо которого образовано емкостью диода, а нижнее - емкостью между контакт-деталями геркона. Величина этой емкости зависит от взаимного расположения контакт-деталей. При приближении контакт- деталей друг к другу емкость этого конденсатора увеличивается, при удалении уменьшается. При постоянном входном сопротивлении низкочастотного фильтра величина высокочастотного напряжения на его входе жестко связана с сопротивлением конденсатора току высокой частоты, т. е. его емкостью.

Таким образом, если контакт-дета ль контролируемого геркона колеблется, то высокочастотное напряжение на входе амплитудного детектора оказывается промодулиро- ванными низкочастотными колебаниями, частота и фаза которых строго соответствуют частоте и фазе колебаний контакт

летали, так как в один из полупериодов высокочастотного напряжения диод 6 от- крыт, а в другой результирующего сигнала отфильтровывают- помощью низкочастотного фильтра 7,

а в другой закрыт, это модулированное напряжение одновременно детектируется.

Высокочастотные составляющие спектра

35

40

Усиленные синусоидальные колебания электрического тока с частотой и фазой, соответствующими частоте и фазе собствен- ных колебаний контакт-деталей контролируемого геркона, сформированные в регуляторе 4 глубины обратной связи, подаются на катушку 2 возбуждения, где их энергия преобразуется в энергию магнитного поля переменного направления. Полученным переменным магнитным полем осуществляется воздействие на контакт-детали геркона для поддержания в них незатухающих собственных колебаний. Для предотвращения нарастания либо затухания амплитуды колебаний контакт-деталей в автоколебательной системе предусмотрен блок 14 автоматической регулировки усиления, управляющий коэффициентом усиления полосового усилителя, что обеспечивает постоянную амплитуду колебаний в этой системе на таком уровне, что не происходит касания колеблющихся контакт-деталей геркона. В результате в системе геркон - емкостной преобразователь - регулятор глубины обратной связи - усилитель мощности возникают стабильные колебания с частотой, соответствующей частоте собственных колебаний контакт-деталей контролируемого геркона. Для измерения этой частоты используется электронносчетный частотомер 3, подключаемый к выходу усилителя I мощности.

Формула изобретения Устройство для измерения частоты собкоторого подключен к катущке возбуждения и частотомеру, а вход подключен к выходу регулятора глубины обратной связи, блок управления, первый выход которого подключен к управляющему входу регулятора

глубины обратной связи, второй выход - к запускающему входу частотомера, а третий выход - к выпрямителю, выход которого подключен к катушке управления а также последовательно соединенные вход10 ной усилитель, фазовращатель и полосовой фильтр, выход которого полк.чю- чен к входу усилителя мониюсти, и блок автоматической регулировки cii- ления, вход которого подключен к контрольному выходу усилителя мощности. а выход - к управляющему входу входного усилителя, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности, введены последовательно соединенные высокочастотный генератор, диод и низкочастотный

15

ственных колебаний, контакт-деталей герко- 20 фильтр, выход которого подключен к входу на, содержащее усилитель мощности, выход регулятора глубины обратной связи.

которого подключен к катущке возбуждения и частотомеру, а вход подключен к выходу регулятора глубины обратной связи, блок управления, первый выход которого подключен к управляющему входу регулятора

глубины обратной связи, второй выход - к запускающему входу частотомера, а третий выход - к выпрямителю, выход которого подключен к катушке управления а также последовательно соединенные входной усилитель, фазовращатель и полосовой фильтр, выход которого полк.чю- чен к входу усилителя мониюсти, и блок автоматической регулировки cii- ления, вход которого подключен к контрольному выходу усилителя мощности. а выход - к управляющему входу входного усилителя, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности, введены последовательно соединенные высокочастотный генератор, диод и низкочастотный

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании, разработке и производстве герконов. Изобретение позволяет повысить надежность устройства за счет замены пьезоэлектрических преобразователей механических колебаний в электрические на более надежные емкостные преобразователи. Для этого устройство для измерения частоты собственных колебаний, содержащее частотомер 3, усилитель 1 мощности, катушку 10 управления, регулятор 4 глубины обратной связи и блок управления 8, снабжено высокочастотным генератором 5, диодом 6 и низкочастотным фильтром 7, образующими совместно с исследуемыми контакт-деталями геркона емкостной преобразователь, выход которого подключен к регулятору глубины обратной связи. В результате этого механические колебания контакт-детали геркона преобразуются в электрические. Тем самым в устройстве поддерживаются незатухающие колебания, частота которых соответствует частоте собственных колебаний исследуемой контакт-детали. 1 ил.