Устройство для регистрации кратковременных замыканий и размыканий электрических контактов Советский патент 1989 года по МПК G01R27/00 

Ь &

(Л

4 со со to а

1Ч

3149926

при их механических испытаниях и исследованиях. Цепь изобретения - повышение достоверности регистрации путем повьшения степени селекции по дли- г тельности нарушения контактирования и помехозащищенности. Устройство содержит источник 1 напряжения, резистив- ный делитель 2, элемент 3 связи, имитатор 4 сигнала, диодный регенератор ю 5 на импульсном трансформаторе 6 и транзисторе 7 с цепью 8 положительной обратной связи, с коммутирующим диодом 9, регулируемым интегрируклцим элементом 10, источником 12 управляю-15 щего напряжения, индикаторный блок 16, элемент 17 регулируемого порога, элемент 18 коммутации, КС-элемент 19 регулируемой коррекции, кнопку 21 сброса, входные и выходные клеммы. 20

4

Регистрация кратковременных нарушений контактирования производится пороговым устройством на диодном регенера- торе 5 по сигналам от элемента 3 связи делителя 2 в соответствии с уставками, задаваемыми с помощью интегрирующего элемента 10, элемент 18 коммутации, элемента 17 регулируемого порога, элемента 19 коррекции. Введенный в цепь 8 регенератора 5 элемент 11 формирует как импульсный сигнал нарушения контактирования, так и помеху перед их интегрированием элементом 10 до момента регенерации, исключая нежелательные срабатывания диода 9. С началом процесса регенерации он форсируется элементом 11,.что обеспечивает. усто11чивое функционирование устройства. 2 ил.

Изобретение относится к области электроизмерений и может быть использовано для регистрации кратковременных нарушений контактирования обоих видов (замыкания и размыкания) электрических контактов различных приборов при их механических испытаниях и исследованиях. Цель изобретения - повышение достоверности регистрации путем повышения степени селекции по длительности нарушения контактирования и помехозащищенности. Устройство содержит источник 1 напряжения, резистивный делитель 2, элемент 3 связи, имитатор 4 сигнала, диодный регенератор 5 на импульсном трансформаторе 6 и транзисторе 7 с цепью 8 положительной обратной связи, с коммутирующим диодом 9, регулируемым интегрирующим элементом 10, источником 12 управляющего напряжения, индикаторный блок 16, элемент 17 регулируемого порога, элемент 18 коммутации, RC-элемент 19 регулируемой коррекции, кнопку 21 сброса, входные и выходные клеммы. Регистрация кратковременных нарушений контактирования производится пороговым устройством на диодном регенераторе 5 по сигналам от элемента 3 связи делителя 2 в соответствии с установками, задаваемыми с помощью интегрирующего элемента 10, элемента 18 коммутации, элемента 17 регулируемого порога, элемента 19 коррекции. Введенный в цепь 8 регенератора 5 элемент 11 формирует как импульсный сигнал нарушения контактирования, так и помеху перед их интегрированием элементом 10 до момента регенерации, исключая нежелательные срабатывания диода 9. С началом процесса регенерации он форсируется элементом 11, что обеспечивает устойчивое функционирование устройства. 2 ил.

Изобретение относится к электроизерительной технике и может быть исользовано для регистрации кратковре- енньпс замыканий и размыканий электрических контактов различных приборов при их механических испытаниях и исследованиях и является усовершенствованием известного устройства по авт. св. № 1322184.

Цель изобретения - повьшение достоверности регистрации путем повьш1е- ния степени селекции по дпительности нарушения контактирования и помехозащищенности.

На фиг.1 представлена схема устройства для регистрации кратковременных замыканий и размыканий электрических контактов; на фиг.2 - эпюры сигналов в различных точках устройства, пояснякицие его работу.

Устройство для регистрации кратковременных замыканий и размыканий электрических контактов (фиг.1) содержит источник 1 напряжения питания Eg, делитель 2 напряжения с резисторами 2,- 2g, элемент 3 связи, имитатор 4 сигнала, диодный регенератор 5, импульсный трансформатор 6 с обмотками 6,-64 транзистор 7, цепь 8 положительной обратной связи, коммутирующий нелинейный элемент 9 (ди- од), регулируемый интегрирующий элемент 10, элемент 11 формирования (на трех резисторах, трех диодах и конденсаторе), источник 12 управляющего напряжения Ей, входной резистивный делитель 13, конденсатор 14 связи, базовый резистивный делитель 15, ин0 дикаторный блок 16, элемент 17 регулирования порога, элемент 18 коммутации, RC-элемент 19 регулируемой коррекции, элемент 20 связи, кнопку 21 сброса, входные клеммы 22 и 23, вы5 ходные клеммы 24 и 25, резисторы 26, регулируемые резисторы 27, конденсаторы 28, диоды 29.

Источник питания 1 соединен с де- лителем 2 напряжения, имитатором 4

0 сигнала и диодным регенератором 5, имитатор 4 сигнала соединен с делителем 2, а также с земляной шиной, делитель 2 напряжения соединен с элементом 3 связи и с входными клеммами

с 22, 23, элемент 3 связи соединен с выходными Клеммами 24 и диодным регенератором 5.

Устройство работает следующим об-, разом.

В исходном состоянии с помощью источника 1 резисторов делителя 2 задаются необходимая величина напряжения ир на разомкнутых электроконтактных испытуемого прибора (не показан), подключаемых к входной клемме 22 и общей шине, или величина тока 1 через замкнутые электроконтакты испытуемого прибора, подключаемые к входной клемме 23 и общей шине,

0

5

До нарушения контактирования испытуемым прибором делитель 2 близок к равновесному состоянию и ток через элемент 3 измерительной диагонали, состоящей из последовательно соединенных нормированного сопротивления, обмотки связи 6;( импульсного трансформатора 6 и разделительного диода 29, либо отсутствует, либо имеет малое значение. Имитатор 4 сигнала, реализуемый на КС-цепи, позволяет произвести балансировку делителя 2 и существенно облегчает как настройку устройства, так и его периодическую проверку на функционирование (самоконтроль) ,

Элемент 9 (диод), с помощью которого осуществляется обрыв цепи 8 положительной обратной связи в регенераторе 5, в исходном состоянии запер напряжением Ец источника 12. При использовании в качестве элемента 9 кремниевого диода, имеющего задержку по напряжению (О,4-0,6)В , источник 12 практически может быть исключен. Исходное напряжение задержки цепи последовательно соединенных двух кремниевых диодов элемента 11 формирования , определяющее порог нормирования

и

пч

и соответственно максимально возможную величину импульсного сигнала или помехиj, поступающего на регулируемый интегрирующий элемент 10, практически выбирается равным удвоенному - утроенному значению напряжения запирания коммутирующего нелинейного элемента 9. В этом случае обеспечивается как нормальное функционирование диодного регенератора 5 условие регенерации), так и существенное повы шение точности регистрации нарушения контактирования устройством. В элементе- 11 этому способствует как предварительная уставка величины сопротивления регулируемого резистора 27, шунтированного конденсатором 28, так и йыбор величин сопротивления резистора 26 в эмиттерной цепи транзисто- ра 7 и резистора, включенного между обмоткой 65 связи импульсного трансформатора 6 и регулируемым интегрирующим элементом 10. Величина емкости конденсатора 28, шунтирующего регулируемый резистор 27 элемента 11,

.выбираетсятакой, чтобы обеспечивалось как шунтирукяцее действие дпя импульсного сигнала, длительность которого больше наибольшей пороговой ус0

5

0

5

0

6

0

5

0

5

тавки в устройстве по длительности нарушения контактирования ( c y nчмakc) : так и необходимая величина задержки по фронту импульса управления, вырабатываемому на резисторе 26 в эмиттерной цепи транзистора 7 форсирования регенерации диодного регенератора 5. Необходимая корректировка величины длительности импульса регенерации сГцп производится с помощью регулируемого резистора 27 в цепи обмотки 64 подмагничивания импульсного трансформатора 6. Дня повьш1ения эффективности управления с помощью регулировки тока подмагничивания I (для повьш1ения чувствительности регулировки и снижения энергопотребления) обмотку 6 подмагничивания импульсного трансформатора 6 лом витков, большим мотки

выполняют с чис- числа витков об6 возбуждения С бл б,,)

64 2 °

Величина порогового сигнала нарушения и f( может быть задана с помощью делителя 15.

В соответствии с видом нарушения (замыкание или размыкание) и с величиной и длительностью сигнала нарушения контактирования, который должен быть зарегистрирован устройством, в исходном .состоянии с помощью элемента 18 коммутации (в простейшем случае реализуемого, например, контактной группой тумблера, реле и т.п.), КС- элемента 19 регулируемой ; :оррекции (реализуемого, например, из псгледо- ватепьно соединенных резистора и конденсатора) , регулируемого интегрирую- щего элемента 10 (реализуемого, например на КС-элементах) и регулируемого резистора 27 в цепи обмотки 6ij подмагничивания импульсного трансформатора 6 задают необходимые уставки.- Так, в общем случае, при повьшзе- нии длительности сигнала нарушения контактирования, который должен быть зарегистрирован устройством, повьшают величины емкостей конденсаторов интегрирующего элемента Ш цепи 8 и элемента 19 коррекции и наоборот - снижают указан1сые величины при уменьшении пороговой длительности сигнала нарушения. При снижении величины порогового уровня по величине сигнала нарушения (при его малой величине) с помощью элемента 18 коммутации вывод, элемента 19 коррекции подключается к выводу цепи 3 измерительной диагонал11К резистивного моста (делителя) 2, либо

снижается, с помощью регулируемого резистора 27, величина тока подмагни- чивания , через обмотку бд . При по10

вышении величины порогового .уровня по величине сигнала нарушения (при его большой величине) с помощью элемента 18 коммутации вьшод элемента 19 коррекции соединяется с общей шиной устройства, либо увеличивается величина тока I ,д, через обмотку 6 под- магничивания.

Перед началом работы с помощью на- жатия кнопки 21 сброса приводится в исходное состояние индикаторный блок } 16 (например, снимается блокировка его реле).. .

При нарушении контактирования (при замыкании или размыкании электроконтактов испытуемого прибора) или при подаче контрольного импульса от имитатора 4 сигнала равновесное состояние резистивного моста (делителя) 2 нарушаетс.я и через элемент 3 измери5

20

тельной диагонали пройдет импульс то- 25

ка

танавливаемого равным удвоенному- утроенному значению напряж ен я запирания элемента 9 (0,8-2,0) В.

Таким образом, резко сокращается паразитное действие на элемент 10 инпульса, поступающего от имифатора 4 сигнала. Пороговый регенеративный элемент 5 fдиодный регенератор) получает импульсный сигнал от элемента

, длительность и величина которого определяются соответственно длительностью нарушения контактирования (, И величиной переходного (динам чес- кого) сопротивления электроконтактов, jg тегрирования (следовательно, на эле- либо длительностью и величиной им- мент 9) импульсных сигналов (и помех)

больших по величине (например, равных напряжению питания ),Ho с длительностью, меньшей пороговой длительности уставки S, 1 С пу (задавае3, в зависимости от положения элемен- мой RC-элементами интегрирующего эле- та 18 коммутации, либо т;опъко через обмотку 6 связи импульсного трансформатора б - при большом сигнале нарушения; либо через обмотку 6 и через RC-элемент 19 регулируемой кор- - при малом сигнале нарушения. Импульсный сигнал нарушения через обмотку 6 сбязи передается в .цепь 8

45

40

с коэффициентом передачи Кп Wgj/Wfe, ,

где W. и W(,, - соответственно числа витков обмоток 6 и 6( импульсного трансформатора 6, и поступает на дополнительный элемент 1I, введенный в цепь 8 перед элементом 10 интегрирования . Импульсный сигнал нарушения, поступающий через RC-элемент 19 коррекции, формируется з1лементом 19, усиливается транзистором 7 и через обмотку 6 импульсного трансформатора 6 передается в цепь 8 с коэффициентом передачи

50

55

мента 10, элемента 19 коррекции и током подмагнйчивания Худ, элемента 17) и становится возможным для указанных сигналов (и помех) получить на выходе элемента 10 интегрирования величину напряжения, меньшую порогового уровня срабатывания диодного регенератора 5 Uэp, «i и пер (фиг.2,а). Регенеративного процесса не возникает, напряжение и ц на коллекторе транзистора 7 не изменяется и индикаторный блок 16 нарушения не регистрирует. При поступлении импульсного сигнала нарушения контактирования с длительностью равной (или большей) пороговой длительности уставки t,, С ру величина напряжения на выходе элемента 10 кнгег- рирования превышает пороговый уровень срабатывания диодного регенератора 5 и,р Ufjep, напряжение U на коллекторе транзистора 7 резко снижает свою величину, на третьем резисторе 26 элемента 11 в эмиттерной цепи гран0

Кп Ky.(W6j/W6),

где Ку - коэффициент усиления элемента 7; .

W иWg - соответственно, числа витков обмоток 6 и 6 импульсного трансформатора 6, и также поступает на дополнительный элемент 11 цепи 8, где суммируется с импульсным сигналом, поступающим через обмотку 6 связи. До регенерации напряжение на резисторе 26 в эмиттер- ной цепи транзистора 7 практически равно нулю, поэтому для любого из : рассматриваемых случаев, при превышении импульсным сигналом на входе элемента 11 величины исходного напряжения задержки цепи последовательно соединенных двух кремниевых диодов элемента II, на вход элемента 10 интегрирования поступает импульс, величина которого не превьш1ает указанного напряжения задержки, практически ус-.

0

танавливаемого равным удвоенному- утроенному значению напряж ен я запитегрирования (следовательно, на эле- мент 9) импульсных сигналов (и помех

рания элемента 9 (0,8-2,0) В.

Таким образом, резко сокращается паразитное действие на элемент 10 интегрирования (следовательно, на эле- мент 9) импульсных сигналов (и помех)

мой RC-элементами интегрирующего эле-

5

0

0

5

мента 10, элемента 19 коррекции и током подмагнйчивания Худ, элемента 17) и становится возможным для указанных сигналов (и помех) получить на выходе элемента 10 интегрирования величину напряжения, меньшую порогового уровня срабатывания диодного регенератора 5 Uэp, «i и пер (фиг.2,а). Регенеративного процесса не возникает, напряжение и ц на коллекторе транзистора 7 не изменяется и индикаторный блок 16 нарушения не регистрирует. При поступлении импульсного сигнала нарушения контактирования с длительностью равной (или большей) пороговой длительности уставки t,, С ру величина напряжения на выходе элемента 10 кнгег- рирования превышает пороговый уровень срабатывания диодного регенератора 5 и,р Ufjep, напряжение U на коллекторе транзистора 7 резко снижает свою величину, на третьем резисторе 26 элемента 11 в эмиттерной цепи гранзистора 7 соответственно возникает напряжение , которое через третий диод 29 в течение длительности импульса регенерации передается на регулируемый резистор 27, шунтированный конденсатором 28 элемента 11, вызывая, также на время длительности импульса регенерации, соответствующий рост (от и(,ц до ) порогового напряжения нормирования элемента 11 (фиг.2,б), привй ящий к форсированию процесса регенерации и к регистрации нарушения индикаторным блоком 16 или внешним регистратором (не показан),

подключаемом к клемме 25 и общей шине устройства.

Внешний прибор (не показан), подключаемый к выходным клеммам 24, соединенным с нормированным резистором 26 элемента 3, дает возможность производить количественную оценку переходного (динамического) сопротивления исследуемых электрических контактов при их механических испытаниях. Формула изобретения

Устройство дпя регистрации кратковременных замыканий и разьа 1каний

0

5

0 5

электрических контактов по авт. св. № 1322184, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности регистрации, в цепь положительной обратной связи диодного регенератора, меидцу обмоткой связи импульсного трансформатора и регулируемым интегрирующим элементом, введены первый, второй и третий резисторы, первый, второй и третий диоды и конденсатор, причем первый резистор своим первым выводом соединен с выходом обмотки связи импульсного трансформатора, его второй вывод соединен с входом регулируемого интегрирующего эле- j-teHTa и с цепью последовательно соединенных первого и второго диодов и регулируемого второго резистора, шунтированного конденсатором и подключенного к общей шине, а точка соединения диодов с регулируемым вторым резистором соединена через третий диод с эмиттером транзистора, который через третий резистор соединен с общей шиной устройства.