Измеритель удельного электросопротивления углеграфитовых изделий Советский патент 1990 года по МПК G01R27/00 

С71

СО

sj

О5

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения удельного электросопротивления графитированных, обож- женных, угольных и углеродистых изделий, и может быть применено в металлургической промьшшенности.

Цель изобретения - повышение точности измерения удельного электро- сопротивления :электродной продукции путем снижения погрешности результатов измерения.

На чертеже представлена функциональная схема измерителя,

Измеритель удельного электросопротивления углеграфитовых изделий включает в себя контактное устройств 1, содержащее токовые зонды 2, потенциальные зонды 3 и сигнальные зонды 4, стабилизатор 5 тока, механически взаимосвязанные переключатели 6 и 7, усилитель 8 с задаваемым коэффициентом усиления, аналого-цифровой преобразователь 9, первый компаратор 10, схему 11 интегрирования, делитель 12 напряжения, второй компаратор 13, схему 14 формирования опорного сигнала, элемент ЗИ 15, элемент 2 ИЛИ- НЕ 16, RS-триггер, 17, одновибрато- ры 18 и 19, ключ 20, автономный источник 21 питания, элемент 2И 22, .схему 23 цифровой индикации и схему 24 формирования калибровочного сигнала. Сигнальные зонды 4 закреплены на контактном устройстве 1 жестко, а зонды 2 и 3 - подпружинены с по- . мощью калиброванных по усилию сжатия пр.ужин и изолированы от металлического основания изоляционными втул

ками, причем конструктивно обеспечено выступание зондов 2 и 3 по отношению к зондам 4. С измерительной схемой зонды соединяются через штепсельный разъем.

Измеритель работает следуюпц1м образом. .

Цикл измерения начинается с момента установления нормированного механического и устойчивого электрического контакта зондов 2-4 контактного устройства 1 с поверхностью объекта измерения. Сигналы низкого .уровня с сигнальных зондов 4 через переключатель 6 формируют на выходе элемента 2ИЖ-НЕ 16 логическую 1, которая через одновибратор 19 воздействует на первый вход RS-триггера 17, на выходе которого формируется

«

5

0

5

0

5

сигнал 1. Сигналы с вькода RS-триггера 17 и элемента 2ИЛИ-НЕ 16 через элемент 2И 22 открывают ключ 20. Про- исходит включение стабилизатора 5 тока и формирование в объекте измерения посредством токовых зондов 2 измерительного тока.

Измерительный ток при включении нарастает до заданного значения, далее стабилизуется и создает на участке объекта измерения между потенциальными зондами 3 падение напряжения и„. Напряжение и„ через переключатель 7 и усилитель 8 с задаваемым коэффициентом усиления поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 9, запуск которого осуществляется через одновибратор 18 сигналов 1 с выхода элемента ЗИ 15. На первый вход последнего подается сигнал с компаратора 10, осуществляющего контроль наличия и величины выходного напряжения усилителя 8 по минимальному значению амплитуды сигнала. Компаратор 10 срабатьшает при превьш1ении выходным напряжением усилителя 8 установленного MIiнимaльнoгo уровня, который, формируется схемой 14 формирования опорного сигнала. На второй вход элемента ЗИ 15 подается сигнал с компаратора 13, срабатывающего по окончании переходного процесса по фронту выходного напряжения усилителя 8,

На инвертирующий вход компаратора 13 выходное напряжение усилителя 8 подается через делитель 12, а на неинвертирующий вход - через схему . 11 интегрирования. Сигнал на выходе компаратора 13 формируется при равенстве уменьшенного текущего и за- держанного во времени выходного нап- ряжения усилителя 8. На третий вход элемента ЗИ 15 поступает сигнал с выхода элемента 2ИЛИ-НЕ 16. Таким образом формируется сигнал запуска аналого-цифрового преобразователя 9.

По окончании аналого-цифрового преобразователя выходным сигналом Конец преобразования аналого-цифрового преобразователя 9, подаваемым на второй вход RS-триггера 17, изменяется его состояние.

Появление логического О на выходе RS-триггера 17 закрывает ключ 20 и выключает стабилизатор 5 тока. Протекание измеритель.ного тока через

10

15

20

объект измерения прекращается. На цифровом выходе аналого-цифрового преобразователя 9 формируется цифро- вой код, соответствующий величине сигнала на выходе усилителя 8, который преобразуется и индицируется схемой 23 цифровой индикации в виде числа в десятичном коде непосредственно в единицах удельного электросопротивления.

Для осуществления следующего цикла измерения контактное устройство 1 следует снять с поверхности измеряемого объекта и снова установить стабильный контакт путем нажатия на контактное устройство 1 до упора сигнальных зондов 4 в поверхность измеряемого объекта. При отрьше сигнальных зондов 4 от поверхности измеряемого объекта на выходе элемента 2ИЛИ-НЕ 16 формируется логический О, а при повторном контакте с поверхностью измеряемого объекта - снова логическая 1, фронтом которой 25 запускается одновибратор 19, что вы- зьшает переброс КЗ-триггера 17, аояв- ление логической 1 на его выходе и открывание ключа 20. Происходит повторное включение стабилизатора 5 тока и формирование в объекте измерения измерительного тока. Далее, работа схемы повторяется в изложенной последовательности.

В режиме Калибровка осуществля- ется проверка исправности блоков измерительного канала. Подачей потенциала Цифровая земля на входы элемента 2ИЛИ-НЕ 16 через переключатель 6 имитируется установление контакта контактного устройства 1 с объектом измерения. При этом с выхода элемента 2ИЛИ-НЕ 16 потенциал разрешающей логической 1 подается на вход элемента ЗИ 13. Одновременно на вход усилителя 8 через переключатель 7 подается контрольный сигнал, сформированный схемой 24 формирования калибровочного сигнала. Величина контрольного сигнала выбирается больше

30

35

40

45

50

наименьшего сигнала U, снимаемого с потенциальных зондов при измерении. После срабатывания компараторов 10 и 13 осуществляется запуск одновибратором 18 аналого-цифрового преобразователя 9. Работоспособность измерительного канала проверяется для нескольких значений коэффициента K,je усилителя 8. Схема 23

10

15977676

индикации высвечивает ряд контрольных чисел в единицах удельного электросопротивления.

Преобразование значения напряжения, снимаемого потенциальными зондами 3, в величину удельного электрического сопротивления, высвечиваемого схемой 23 цифровой индикации, выполняется в соответствии с формулой

X K, Крр

где

Up - падение напряжения между

15

0

5

0

5

0

5

0

5

Кус

лрпотенциальными зондами; задаваемый при калибровке коэффициент усиления усилителя 8, зависящий от геометрических размеров изделия, от расстояния между зондами и от величины тока в измерительной цепи;. коэффициент преобразования аналого-цифрового преобразователя 9 и схемы 23 цифровой индикации.

Использование предлагаемого измерителя удельного электросопротивления позволяет повысить оперативность контроля по ходу технологического процесса изготовления углеродистых изделий, а также приводит к снижению погрешности измерений.

Формула изобретения

Измеритель удельного электросопротивления углеграфитовых изделий, содержащий контактное устройство с двумя токовыми и двумя потенциальными зондами, стабилизатор тока, соединенный с токовыми зондами, два механически взаимосвязанных переключателя и схему формирования калибровочного сигнала, соединенную с первым входом первого переключателя, с вторым входом которого соединены потенциальные зонды, вольтметр, отличающийся тем, ,что, с целью повышения точности измерения удельного электросопротивления углеграфитовых изделий, вольтметр выполнен цифровым, причем в него введены усилитель с задаваемым коэффициентом усиления, два компаратора, делитель, схема интегрирования, схема формирования опорного сигнала, два сигнальных зонда, логические элементы ЗИ, 2ИЛИ-НЕ, 2И, два одновибратора, аналого-цифровой преобразователь, схема цифровой индикации, RS-триггер, ключ

и автономный источник питания, причем вход усилителя с задаваемым коэффициентом усиления соединен с выходом первого переключателя, а выход - с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, с первым входом первого компаратора и через схему интегрирования и делитель соответственно с первым и вторым входами второго компа)атора, выход которого соединен с входом элемента ЗИ, с вторым входом первого компаратора соединена схема формирования опорного сигнала, а выход первого компаратора соединен с вторым входом элемента ЗИ, два сигнальных зонда контактного устройства соединены с вторым входом I второго переключателя, первый вход которого соединен с общей шиной,

выход второго переключателя соединен

с входами элемента 2ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с третьим входом элемента ЗИ и с входом первого од- новибратора, а выход элемента ЗИ - с входом второго одновибратора, выход которого соединен с уп15авляющим входом аналого-цифрового преобразователя, информационный выход которого соединен со схемой цифровой индикации, а управляющий выход - с вторым входом RS-триггера, первый вход которого соединен с выходом первого од- новибратора, выход RS-три тера соединен с первым входом элемента 2И, второй вход которого соединен с выходом элемента 2Ш1И-НЕ, а вьпсод элемента 2И соединен с управляющим входом ключа, через который соединен автономный источник питания со стабилизатором тока.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения удельного электросопротивления углеграфитовой продукции. Цель изобретения - повышение точности измерения удельного электросопротивления четырехзондовым методом. Измеритель включает в себя контактное устройство 1, содержащее токовые зонды 2, потенциальные зонды 3 и сигнальные зонды 4 для обеспечения устойчивого электрического контакта с изделием, и измерительный блок, преобразующий падение напряжения на изделии при пропускании через него импульса стабильного электрического тока непосредственно в цифровое значение удельного электрического сопротивления. Измерительный блок содержит стабилизатор 5 тока, переключатели 6 и 7, усилитель 8 с задаваемым коэффициентом усиления, два компаратора 10 и 13, делитель 12, схему 11 интегрирования, схему 14 формирования опорного сигнала, логические элементы ЗИ 15, 2ИЛИ-НЕ 16, два одновибратора 18 и 19, аналого-цифровой преобразователь 9, схему 23 цифровой индикации, RS-триггер 17, ключ 20 и автономный источник 21 питания. 1 ил.