Устройство для измерения частоты собственных колебаний контакт-деталей герконов Советский патент 1991 года по МПК G01H13/00 

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

Цель изобретения - расширение технологических возможностей устройства за счет обеспечения измерения частоты собственных колебаний подвижной контакт-детали переключающих герконов.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для измерения частоты собственных колебаний контакт-деталей герконов; на фиг.2 - направление намагничивания контакт- деталей переключающего геркона.

Устройство для измерения частоты собственных колебаний контакт-деталей герконов содержит последовательно соединенные высокочастотный генератор 1, диод 2, фильтр 3 нижних частот, регулятор 4 глубины обратной связи, усилитель 5 мощности и кадушку 6 возбуждения, частотомер 7, вход которого подключен к первому выходу усилителя 5 МОРЩОСТИ, второй выход которого подключен к второму входу регулятора 4 глубины обратной связи, блок 8 управления, источник 9 тока, последо- втельно соединенные первый резистор JO и первую катушку 11 подмагничива- ния с магнитным шунтом 12, последовательно соединенные второй резистор 13 и вторую катушку 14 подмагничива- ния с магнитным шунтом 15. Первый, второй и третий выходы блока 8 управления подключены соответственно к третьему входу регулятора 4 глубины обратной связи, i запускающему входу частотомера 7 и к входу источ

О СП N3

00 GO

ника 9 тока. Выход источника 9 тока подключен к объединенным вторым выводам первого и второго резисторов 10, 13. Вторые выводы катушки 6 возбуждения и катушек 11, 14 подмагничивания соединены с общим проводом. Регулятор 4 глубины обратной связи может содержать последовательно соединенные входной усилитель 16, фазовращатель 17 и полосовой фильтр 18, блок 19 автоматической регулировки усиления (АРУ), выход которого подключен к первому входу входного усилителя 16. Второй вход входного усилителя 16, вход блока 19 АРУ, третий вход входного усилителя 16 являются соответственно первым, вторым и третьим входами регулятора 4 глубины обратной связи. Выход полосового фильтра 18 является выходом регулятора 4 глубины обратной связи. Вход фильтра 3 нижних частот, общая точка- соединения второго резистора 13 и второй катушки 14 подмагничи- вания и общий провод предназначены соответственно для связи с первым, вторым и третьим контактами контролируемого геркона.

Устройство работает следующим образом.

Контролируемый геркон помещают в зону действия магнитных полей катушек 6, 11 и 14 возбуждения и под магничивания, присоединяют электрически его выводы к соответствующим точкам схемы. После этого начинает работать блок 8 управления, осуществляя заданную последовательность воздействий на контролируемый геркон и взаимодействие элементов всего уст ройства. Импульс с третьего выхода блока 8 управления включает источник 9 тока. В начальный момент времени выходной ток источника протекает через первый резистор 10 и первую ка тушку 11 подмагничивания, а также через второй реяистор 13, вторая катушка 14 подмагничивания закорочена замкнутыми контакт-деталями геркона. Как только намагниченность замкнутых контакт-деталей достигает величины, достаточной для их размыкания, происходит перераспределение токов. Через вторую катушку 14 подмагничивания начинает протекать ток, необхомый для намагничивания разомкнутой неподвижной контакт-детали, в направлении, препятствующем протяжению подвижной контакт-детали. Ток первой ка

0

5

0

35 40 45 50 0

тушки 11 подмагничивания при этом несколько увеличивается, так как за счет увеличения сопротивления цепи второй резистор 13 - вторая катушка 14 подмагничивания происходит пепе- распределение токов в параллельных цепях нагрузки источника 9 тока. В результате подвижная контакт-деталь контролируемого геркона перемещается в промежуточное положение.

Необходимое направление намагничивания контакт-деталей геркона, показанное на фиг. 2, обеспечивается противофазным подключением первой и второй катушек 11 и 14 подмагничивания к выходу источника 9 тока. Этому же способствуют и магнитные шунты 12 и 15, расположенные непосредственно на герконе. Магнитный шунт 12 препятствует намагничиванию разомкнутой контакт-детали геркона катушкой 11 подмагничивания, магнитный шунт 15 препятствует намагничиванию второй катушкой 14 подмагничивания, подвиж ной и замкнутой контакт-деталей геркона. Величины сопротивления первого и второго резисторов 10 и 13 и выходной ток источника 9 тока при наладке подбирается, исходя из условия обеспечения в статике нейтрального положения подвижной контакт-детали геркона.

Выбранный порядок подачи тока в первую и вторую катушки 11 и 12 подмагничивания позволяет придать подвижной контакт-детали геркона начальные колебания, что в конечном счете улучшает условия самовозбуждения системы.

Напряжение с выхода высокочастотного генератора 1 поступает на диод 2, образующий совместно с подключенной к нему контакт-деталью и подвижной контакт-деталью геркона, подклкг- ченной к общему проводу, емкостной делитель напряжения, верхнее плечо которого образовано емкостью диода 2, а нижнее - емкостью между контакт- деталями герконов. Величина этой емкости зависит от взаимного расположения контакт-деталей контролируемого геркона. При приближении контакт-деталей одна к другой емкость между контакт-деталями геркона увеличивается, при удалении - уменьшается. При постоянном входном сопротивлении фильтра 3 нижних частот величина высокочастотного напряжения на его

костью между контакт-деталями геркона;;i

Таким образом, если контакт-детал

контролируемого геркона колеблется, то высокочастотное напряжение на входе фильтра 3 нижних частот окажется промодулированным низкочастотными колебаниями, частота и фаза которых строго соответствует частоте и фазе колебаний контакт-детали.

Так как в один из полупериодов высокочастотного напряжения диоп 2 открыт, а другой закрыт, это модулированное напряжение будет одновременно детектироваться.

Высокочастотные составляющие спектра результирующего сигнала отфильтровываются с помощью низкочастотного фильтра 3 нижних частот, а с его выхода на вход регулятора 4 - глубины обратной связи поступают электрические колебания с частотой, равной частоте собственных механических колебаний контакт-детали. Электрические колебания усиливаются входным усилителем 16, их фаза корректируется фазовращателем 17, а полосовой фильтр 18 отсеивает возможны помехи и пропускает колебания лишь в небольшом диапазоне ожидаемых частот, соответствующих возможным частотам собственных колебаний контакт- деталей контролируемым герконом, после чего эти колебания усиливаются усилителем 5 мощности.

Усиленные синусоидальные колебани электрического тока с частотой и фазой, соответствующими частоте и фазе собственных колебаний исследуемой контакт-детали контролируемого герко на, сформированные в регуляторе 4

глубины обратной связи, подаются на катушку 6 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 или затухания амплитуды колебаний контакт деталей в описанной автоколебательной системе предусмотрен блок 19 автоматической регулировки усиления, управляющий коэффициентом усиления входного усилит еп я, что обеспечивает постоянную амплитуду колебаний в этой

5

происходило касания колеблющихся контакт-деталей геркона. В результате в системе возникают стабильные колебания с частотой, соответствующей частоте собственных колебаний исследуемой контакт-детали контролируемого геркона. Лпя измерения этой частоты используется частотомер 7, подключенный к выходу усилителя 5 мощности.

При измерении частоты собственных колебаний замыкающих герконов не используются магнитные шунты 12 и 15 и -вторая катушка 14 подмагничивания ке используется.

Ф о

рмула изобретения

Устройство для измерения частоты собственных колебаний контакт-деталей герконов, содержащее последовательно соединенные высокочастотный генератор, диод, фильтр нижних частот, регулятор глубины обратной связи, усилитель мощ- ности и катушку возбуждения, частотомер, вход которого подключен к первому выходу усилителя мощности, второй выход которого подключен к второму входу регулятора глубины обратной связи, блок управления, первый и второй выходы которого подключены соответственно к третьему входу регулятора глубины обратной связи и к запускающему входу частотомера, второй вывод катушки возбуждения подключен к общему проводу, вход фильтра нижних частот предназначен для связи с первым контактом контролируемого геркона, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических

возможностей, оно снабжено источником

третьему выходу блока управления, последовательно соединенными первым ре- зистором и первой катушкой подмагничивания с магнитным шунтом, последовательно соединенными вторым резистором и второй катушкой подмагничивания с магнитным шунтом, вторые выводы первого и второго резисторов объединены и подключены к выходу источника тока, вторые выводы первой и второй катушек подмагничивания подключены к общему проводу, общая точка соединения второго резистора и второй катушки подмагничивания и общий провод устройства предназначен для связи соответственно с вторым и третьим контактами контролируемого геркона.

ФигЛ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании, разработке и производстве герметизированных магннтоуправляемых контактор (герконов). Цель изобретения - рагиирение технологических возможностей устройства за счет обеспечения измерения частоты собственных колебаний подвижной контакт-детали переключающих герконов. Колебания подвижной контакт-детали геркона создаются цепью положительной обратной связи, включающей высокочастотный генератор 1, диод 2, фильтр 3 нижних частот, регулятор 4 глубины обратной связи, усилитель 5 мощности, катушку 6 возбуждения. Частоту колебаний подвижной контакт-детали регистрируется частотомером 7. 2 ил. Sfi

Фиг.2