Устройство для определения коэрцитивной силы элементов магнитной цепи электромагнитных реле Советский патент 1992 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для определения коэрцитивной силы деталей, выполненных из магнитомягких материалов и составляющих магнитную цепь электромагнитных реле. Контроль проводится без разборки готового изделия.

Целью изобретения является повышение точности определения за счет учета падения напряжения на обмотке контролируемого реле.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 в виде источника синусоидального тока, обмотку 2 электромагнитного реле 3 в сборе, первый регистрирующий прибор 4, блок 5 вычитания, калиброванный резистор 6, формирователь 7 стробирующих импульсов, соединенные последовательно управляемый ключ 8, пиковый детектор 9 и второй регистрирующий прибор 10, а также интегратор (интегрирующий усилитель) 11, соеди |го со

Со

о

ненный выходом с вторым входом компаратора 12, источник 13 напряжения, два одинаковых прецизионных резистора 14 и 15, прецизионный реостат 16, масштабирующий усилитель 17, сдвоенный двухпозици- онный переключатель 18. между подвижными (переключающими) контактами которого последовательно подключены прецизионный реостат 16 и обмотка 2 реле 3. Общая точка последних соединена с первым входом блока 5 непосредственно и через прибор 4 - с общей точкой последовательно соединенных прецизионных резисторов 14 и 15, подключенных параллельно источнику 13 и нормально разомкнутым контактам переключателя 18. Один нормально замкнутый контакт переключателя 18 соединен с генератором 1 и вторым входом блока 5, а другой - с третьим его входом непосредственно, через усилитель 17 - с сигнальным (информационным) входом ключа 8, а через калиброванный резистор 6 - с общей шиной (корпусом). На корпус также подключен первый вход компаратора 12. выход которого через формирователь 7 сое- динен с управляющим входом ключа 8, а выход блока 5 - с входом интегратора 11. На фиг.1 указаны также клеммы 19. 20 для подключения обмотки контролируемого реле, первая пара выводов 21, 22 переключателя 18 (нормально разомкнутые контакты), его вторая пара выводов 23, 24 (нормально замкнутые контакты), подвижные контакты 25. 26 переключателя 18.

Устройство работает следующим обра- зом.

При прохождении переменного тока через обмотку 2 в ней наводится ЭДС самоиндукции Ј , величина которой определяется выражением

(1)

dt Ш

где 1})- магнитный поток:

t - время.

Величина магнитного потока /, определяется из соотношения

V n- I- В- S,(2)

где n - число витков на единицу длины обмотки;

I - длина обмотки;

В - магнитная индукция;

S - площадь поперечного сечения обмотки.

Соотношение (2) может быть представлено в виде

.7/ «:В,(3)

где а n I S Тогда, подставив выражение (3) в формулу (1) и интегрируя ее. получают

0 5 0 5 0

5

0

5

0

В -1 fecit.(4)

Если активное сопротивление обмотки 2 равно г. то мгновенное значение напряжения на ней имеет вид

u i г - к ,(5)

где i - мгновенное значение тока через обмотку 2.

При этом

Н k i,(6)

где Н - мгновенное значение напряженности магнитного поля;

k - коэффициент, постоянный для одного типа обмоток реле.

Окончательное выражение для величины магнитной индукции В получают при подстановке выражения (5) в формулу (4):

В l/(u-i -r)dt,(7)

Таким образом, сигнал, поступающий на вход усилителя 17 и пропорциональный величине тока i через калиброванный резистор 6, а в конечном счете - величине напряженности магнитного поля Н, формирует на входе ключа 8 напряжение, соответствующее отсчету регистрирующего прибора 10 в единицах измерения коэрцитивной силы (напряженности магнитного поля) магнитной цепи реле 3. При этом величина напряжения на выходе блока 5 соответствует подынтегральной функции в выражении (7), а сигнал на выходе интегратора 11 -текущему значению магнитной индукции В.

Описанные процессы имеют место в рабочем режиме, когда переключатель 18 находится в состоянии замыкания переключающих контактов на соответствующие нормально замкнутые контакты 23, 24: прежде чем перевести устройство в рабочий режим, подключают диагностируемое реле 3 с обмоткой 2 и переводят переключатель 18 в режим калибровки, замыкая его переключающие контакты 25, 26 на нормально разомкнутые контакты 21, 22. При этом образуется мостовая схема, в плечи которой включены соответственно прецизионные резисторы 14 и 15, прецизионный реостат 16 и обмотка 2 реле 3, а в диагонали - соответственно источник 13 и прибор 4. Вращением движка реостата 16 добиваются балансировки моста по показаниям прибора 4, что достигается при равенстве значений сопротивления реостата 16 и активного сопротивления обмсгки 2 электромагнитного реле 3 (параметр г в выражении (7)). После этого переключателем 18 переводят устройство в рабочий режим.

В рабочем режиме переменный ток с генератора 1 протекает по цепи: первая группа контактов переключателя 18 - прецизионный реостат 16 - обмотка 2 электромагнитного реле 3 (вызывая намагничивание элементов магнитной цепи последнего) - вторая группа контактов переключателя 18 - калиброванный резистор 6 - корпус. При этом мгновенное значение падения напряжения на реостате 16 равно мгновенному значению падения напряжения на активном сопротивлении обмотки 2, так как их сопротивления после калибровки равны, и эта величина (i-r) подается на вход блока 5. Поскольку при этом на другой его вход подается величина мгновенного падения напряжения на всей обмотке 2, т.е. и (см. выражение (5)), сигнал на выходе блока 5 соответствует подынтегральной функции в выражении (7), а сигнал на входе компаратора 12 - величине магнитной индукции В в магнитной цепи электромагнитного реле 3.

Поскольку мгновенное значение напряженности магнитного поля в магнитной цепи реле 3 определяется мгновенным значением тока через обмотку 2. а следовательно, и мгновенным значением падения напряжения на резисторе 6, ему соответствует сигнал на входе ключа 8. При этом усилитель 17 обеспечивает соответствие значения напряженности магнитного поля единицам измерения коэрцитивной силы.

При переходе сигнала на входе компаратора 12 через нулевой уровень, что соответствует нулевому значению магнитной индукции В в магнитной цепи электромагнитного реле 3, компаратор 12 изменяет состояние, что вызывает появление на выходе формирователя 7 стробирующего импульса, открывающего ключ 8. При этом значение сигнала с выхода усилителя 17 фиксируется детектором 9 удерживающим наибольшее по абсолютной величине значение за несколько циклов, в качестве значения коэрцитивной силы магнитной цепи электромагнитного реле 3.

Таким образом, устройство позволяет осуществить неразрушающий контроль электромагнитных реле непосредственно по величине коэрцитивной силы элементов магнитной цепи с высокой точностью, благодаря учету падения напряжения на активном сопротивлении обмотки реле.

Формула изобретения

1. Устройство для определения коэрцитивной силы элементов магнитной цепи электромагнитных реле, содержащее клеммы для подключения обмотки контролируемого реле, первый регистрирующий прибор, калиброванный резистор, ключ, интегратор, источник напряжения, два прецизионных резистора, прецизионный реостат и масштабирующий усилитель, атличающее- с я тем, что. с целью повышения точности, в него введены сдвоенный двухпозицион- ный переключатель, блок вычитания, генератор, компаратор, формирователь

стробирующих импульсов, второй регистрирующий прибор и пиковый детектор, ключ выполнен управляемым, при этом выходы источника напряжения соединены с соответствующими контактами первой пары выводов сдвоенного двухпозиционного переключателя и свободными выводами последовательно соединенных прецизионных резисторов, общий вывод которых соединен с первым выводом первого регистрирующего прибора, второй вывод которого соединен с первым входом блока вычитания, первой клеммой для подключения обмотки контролируемого реле и первым выводом прецизионного реостата, второй вывод которого соединен с первым подвижным контактом сдвоенного двухпозиционного переключателя, второй подвижный контакт которого соединен с второй клеммой для подключения обмотки контролируемого реле. первый контакт второй пары выводов сдвоенного двухпозиционного переключателя соединен с выходом генератора и вторым входом блока вычитания, второй контакт второй пары выводов сдвоенного

двухпозиционного переключателя соединен с первым выводом калиброванного резистора, третьим входом блока вычитания и входом масштабирующего усилителя, выход которого соединен с информационным входом ключа, выход которого подключен к входу пикового детектора, выход которого соединен с входом второго регистрирующего прибора, причем второй вывод калиброванного резистора соединен с общей шиной

и с первым входом ко.мпаратора, второй вход которого соединен с выходом интегратора, вход которого соединен с выходом блока вычитания, а выход компаратора соединен с входом формирователя стробирующих импульсов, г.ыход которого соединен с управляющим входом ключа.

2. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что генератор выполнен в виде источника синусоидального тока.

П182 24

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для контроля коэрцитивной силы деталей, составляющих магнитную силу электромагнитного реле. Контроль проводится без разборки готового изделия. Цель изобретения - повышение точности определения за счет учета падения напряжения на обмотке контролируемого реле. Контроль осуществляется путем намагничивания магнитной цепи реле 3 его же обмоткой 2 при определении напряженности магнитного поля по величине вызываемого генератором 1 переменного тока, протекающего через нее. Генератор создает на калиброванном резисторе 6 падение напряжения, масштабируемое усилителем 17 в единицы напряженности, фиксируемой в качестве величины коэрцитивной силы пиковым детектором 9 и регистрирующим прибором 10 при открывании ключа 8. Последний управляется компаратором 12 с формирователем 7 стробирующих импульсов при переходе через нулевой уровень величины магнитной индукции. Эта величина определяется по значению ЭДС самоиндукции в обмотке 2 блоком 5 вычитания, интегратором, 11 (интегрирующим усилителем) и прецизионным реостатом 16, калибруемым с помощью мостовой цепи из двух прецизионных резисторов 14 и 15, источника 13 напряжения и регистрирующего прибора 4. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л