Устройство для регистрации временных параметров электромагнита Советский патент 1992 года по МПК H01H49/00 

Изобретение относится к измерениям, а именно к устройствам для измерения интервалов времени, и может найти широкое применение в машиностроительной и других отраслях промышленности

Цель изобретения - повышение точности измерения времени срабатывания элек- тромагнита за счет обеспечения возможности прямого измерения времени и определения моментов срабатывания электромагнита по минимуму и максимуму выбросов тока при включении и выключении электромагнита.- На фиг. 1 показана электрическая схема устройства; на фиг 2 - осциллограммы напряжений, поясняющие работу схемы.

Устройство для регистрации временных параметров электромагнита выполнено следующим образом К источнику 1 постоянного тока через ключ 2 подсоединены испытуемый электромагнит 3 и последовательно с ним резистор 4 v точке соединения

резистора и магнита своим входом подключен блок, состоящий из усилителя 5, триггера Шмитта 6, схемы 7 задержки, генератора 8, RS-триггера 9, переключателя 10, двух резисторов 11 и 12,счетчиков 13 и 14, чоги- ческих элементов 15 и 16, счетчиков с дешифраторами 17 и 18 и светодиодных индикаторов 19 и 20 При этом вход блока - это вход усилителя 5, выход которого соединен с входом схемы 7 задержки и первым входом тритера Шмитта 6, второй вход которого соединен с выходом схемы 7 задержки, выходы триггера Шмитта 6 соединены с вводами счетчиков 13 и 14, выходы которых соединены с первым входом логических элементов 15 и 16, вторые входы которых соединены с выходом генератора 8 третьи - с выходами RS-триггера 9, R- и S-входы которого соединены с замыкающими и размыкающими контактами переключателя 10 и резисторами 11 и 12 вторыми выводами подключенными к источнику

4 00

Ю

о

тания. Выходы логических элементов 15 и 16 соединены с. входами счетчиков с дешифраторами 17 и 18, выходы которых подсоединены к светодиодным индикаторам 19 и 20. Вход блока, являющийся инверсным выходом RS-триггера 9, подсоединен к управляющему входу ключа 2.

Низкоомный резистор 4 играет роль датчика тока через электромагнит 3, так как напряжение на нем пропорционально току через электромагнит,

RS-триггер 9 служит для устранения нежелательного эффекта от дребезга контактов переключателя 10.

Генератор 8 предназначен для генерации счетных импульсов частотой 10 кГц.

Счетчики 13 и 14 работают по перепадам напряжения с прямого и инверсного выходов триггера Шмитта б и имеют модуль счета три.

Схема 7 задержки осуществляет задержку сигнала, пропорционального току, через электромагнит 3,относительно сигнала, подаваемого на первый вход триггера Шмитта 6.

Счетчики с дешифраторами 17 и 18 осуществляют счет импульсов с генератора 8 в процессе включения (счетчик 17) и выключения (счетчик 18) электромагнита и дешифрацию содержимого счетчиков для семисегментных индикаторов 19 и 20.

На фиг. 2 изображены осциллограммы напряжений, поясняющие работу схемы. Кривая I иллюстрирует изменение тока испытуемого электромагнита 3, кривая I - на выходе схемы 7 задержки, Момент включения электромагнита t2 соответствует минимуму тока, а момент выключения ts - максимуму тока через электромагнит. Кривая Hi иллюстрирует сигнал на прямом выходе триггера Шмитта 6. Ввиду запаздывания сигнала на втором входе триггера Шмитта (кривая II) относительно сигнала на его первом входе (кривая I) триггер будет переключаться в момент времени .to, ti, t2, ts, t4 ts и на его прямом выходе напряжение будет иметь вид кривой II.

Устройство для регистрации временных параметров электромагнита работает следующим образом.

В исходном состоянии на инверсном выходе триггера 9 и на выходе счетчика 14 низкие уровни напряжения, которые запрещают прохождение счетных импульсов с генератора 8 на счетчики 17 и 18

При нажатии переключателя 10 триггер 9 переходит в нулевое состояние и сигнал высокого уровня с инверсного выхода триггера 9 разрешает прохождение счетных импульсов с генератора 8 на счетчик 17,

Одновременно этот сигнал.открывает ключ 2 и напряжение источника 1 подается на электромагнит 3. К моменту полного включения электромагнита 3 на вход счетчика 13

поступают два положительных перепада с выхода триггера Шмитта 6 (момент времени t2 на фиг, 2) и счетчик 13 выдает запрет на логическую схему 15, импульсы с генератора 8 прекратят поступать на вход счетчик

0 17, на светодиодных индикаторах 19 высветится время включения электромагнита 3 в миллисекундах.

При возвращении переключателя 10 в исходное положение ключ 2 закрывается. В

5 этот момент на инверсном выходе триггера Шмитта 6 появляется второй положительный перепад (момент времени ts на фиг. 2), который приводит счетчик 14 в состояние, при котором на его выходе высокий уровень

0 напряжения. Сигналы с выхода счетчика 14 и прямого выхода триггера 9 разрешают прохождение импульсов на счетчик 18, После очередного положительного перепада напряжения на инверсном выходе триггера

5 Шмитта б (момент времени ts на фиг. 2) счетчик 14 возвращается в исходное состояние и выдает запрет на прохождении испульсов на счетчик 18, на светодиодных индикаторах 20 высвечивается время выключения

0 электромагнита. Счетчики 13 и 14 имеют модуль счета три, поэтому к моменту выключения электромагнита (момент времени t5 на фиг. 2)оба счетчика 13 и 14 возвращаются в исходное состояние,

5 Предлагаемое выполнение устройства для регистрации временных параметров электромагнита позволяет повысить точность измерения по сравнению с измерением по методу сравнения испытуемого

0 электромагнита с электромагнитом с заторможенным якорем, так как исключаются по- греш ности, вызванные разбросом таких электрических парамеров электромагнитов, как индуктивность и активное сопротивле5 ние обмоток/ потому что в предлагаемом устройстве происходит сравнение двух сиг- нзлоэ (основного и задержанного) от одного и того же источника - испытуемого электромагнита, Основная погрешность измерения

0 в предлагаемом устройстве определяется величиной задержки сигнала, подаваемого на второй вход триггера Шмитта относительно сигнгла, подаваемого на его первый вход. Это задержка может быть сведена к

5 минимуму использованием в качестве триггера Шмитта микросхемы с высоким быстродействием.

Формула изобретения Устройство для регистрации временных nap - мефов электромагнита, содержащее

источник постоянного тока, соединенный первым выходом с ключом, вторым - с резистором, вторые выводы которых снабжены клеммами для подключения испытуемого электромагнита, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен блок, состоящий из усилителя, триггера Шмитта, узла задержки, генератора, RS-триггера, переключателя, двух резисторов, двух счетчиков, двух логических элементов, двух счетчиков с дешифраторами и двух светодиодных индикаторов, причем вход усилителя, являющийся входом блока, подсоединен к клемме со стороны резистора, а выход - к первому входу триггера Шмитта и к входу схемы задержки, выход которой соединен с

0

5

вторым входом триггера Шмитта, прямой и инверсный выходы которого соединены с первыми входами двух логических элементов, выходы первого и второго логических элементов подсоединены соответственно к входам первого и второго счетчиков с дешифраторами, подключенных к первому и второму светодиодным индикаторам, вторые входы логических элементов соединены с генератором, а третьи - с прямым и инверсным выходами RS-триггера, R- и S-входы которого соединены с замыкающим и размыкающим контактами переключателя и с резисторами, вторыми выводами подключенными к источнику питания, а выход блока, являющийся инверсным выходом RS-триггера, подсоединен к управляющему входу ключа.

Изобретение относится к измерениям, а именно к устройствам для измерения интервалов времени, и может найти широкое применение в машиностроительной и других отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение точности измерения Устройство для регистрации временных параметров электромагнита содержит источник постоянного тока, ключ, резистор, клеммы для подключения испытуемого электромагнита. Для достижения указанной цели введен блок, состоящий из усилителя, триггера Шмитта, узла задержки, генератора, RS триггера, переключателя, двух резисторов, двух счетчиков, двух логических элементов, двух счетчиков с дешиф раторами и двух светодиодных индикаторов 2 ил

$

U,

л

1 J- Jzftf

17

19

/4

г

Фиа1

Нм

.1

tz

MM. Ч

Фиг 2