Способ регулировки осевого зазора в керновых опорах электроизмерительного прибора и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК G01H17/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в приборостроении при сборке стрелочных электроизмерительных приборов.

Известен способ регулировки осевого зазора в керновой опоре электроизмерительного прибора путем ручного заворачивания винта-подпятника до зажатия стрелочного указателя в опорах и отворачивания затем винта на угол, определяемый заданной величиной зазора (1).

Известен также способ регулировки величины осевого зазора в керновых опорах стрелочного указателя электроизмерительного прибора, заключающийся в том, что перемещают винт-подпятник керновой опоры до установления заданной величины зазора, для чего переменным электрическим сигналом, подаваемым в обмотку прибора, возбуждают резонансные колебания стрелочного указателя, а полную выборку зазора определяют по моменту наступления резонанса стрелочного указателя (2).

Недостатком известного способа является необходимость точного определения резонансной частоты стрелочного указателя при наличии осевого зазора, когда колебания стрелочного указателя гасятся колебаниями подвижной системы, причем это необходимо делать для каждого прибора, поскольку даже однотипные приборы имеют разброс собственных частот стрелочного указателя до 10%.

vj О О СО

о

Ј

Это приводит к значительным ошибкам в точности определения резонансной частоты, а значит,и в точности регулировки и даже к порче механизма прибора из-за сжатия кернов, особенно при визуальном опреде- 5 лении момента наступления резонанса, когда зазор еще не выбран при малых амплитудах тока, подаваемого в обмотку прибора для возбуждения колебаний. Увеличение же амплитуды тока приводит, с од- 10 ной стороны, к износу кернов, а с другой стороны, к ошибкам при определении полной выборки зазора, так как нарастание колебаний стрелочного указателя может проявиться в результате соударения по- 15 движной системы в опорах.

Известно устройство для реализации описанного выше способа .содержащее источник электрического тока возбуждения колебаний подвижной системы прибора, 20 подключенный к обмотке его (2).

Однако это устройство не обеспечивает точность регулировки осевого зазора и ему присущи недостатки упомянутого способа.

Целью изобретения является повыше- 25 ние точности регулировки осевого зазора.

Поставленная цель достигается тем, что в способе регулировки осевого зазора в кер- новых опорах электроизмерительных приборов, заключающемся в том, что 30 электрическим током, подаваемым в обмотку прибора, возбуждают колебания его подвижной системы, регистрируют колебания подвижной системы электроизмерительного прибора, заворачивают винт-подпятник 35 керновой опоры, определяют момент полной выборки осевого зазора, устанавливают заданную величину осевого зазора, согласно изобретению, возбуждение подвижной системы электроизмерительного прибора 40 производят подачей в обмотку знакопеременных импульсов тока, регистрирование колебаний подвижной системы производят путем определения величины напряжения -- электрического сигнала, снимаемого с об- 45 мотки прибора, определяют постоянную времени интегрирования электрического сигнала по собственной частоте электроизмерительного прибора и производят интегрирование электрического сигнала, 50 производят непрерывное сравнение регистрируемой величины напряжения электрического сигнала с его проинтегрированным значением, регистрируют момент их равенства, определяют длительность импульса 55 тока возбуждения с момента его подачи в обмотку до момента равенства величины напряжения электрического сигнала и его проинтегрированного значения, сравнивают длительность импульса с его заданным

значением, при превышении длительности импульса его заданного значения производят заворачивание винта-подпятника, а полную выборку зазора определяют при длительности импульса меньше заданного значения.

Поставленная цель достигается также тем, что устройство для регулировки осевого зазора в керновых опорах электроизмерительных приборов, содержащее первый источник электрического тока возбуждения колебаний подвижной системы электроизмерительного прибора, согласно изобретению, оно снабжено первым блоком коммутации, предназначенным для подключения выхода первого источника электрического тока возбуждения колебаний к обмотке электроизмерительного прибора, последовательно соединенными блоком фиксации резонанса, вторым источником тока возбуждения колебаний подвижной системы, блоком фиксации полной выборки зазора и блоком управления исполнительным двигателем, второй вход которого соединен с вторым выходом блока фиксации полной выборки зазора, вторым блоком коммутации, входы которого соединены соответственно с вторым выходом блока фиксации резонанса, третьим выходом блока фиксации полной выборки зазора, с первым и вторым выходами блока управления исполнительным двигателем, третий выход блока фиксации резонанса соединен с вторым входом блока фиксации полной выборки зазора, четвертый вход - с выходом первого источника электрического тока возбуждения колебаний подвижной системы, первый выход второго источника тока возбуждения колебаний подключен к соответствующему входу первого блока коммутаций, третий выход блока фиксации полной выборки зазора соединен с третьим входом блока управления исполнительным двигателем, выход второго блока коммутации соединен с входом блока управления исполнительным двигателем.

Изобретение поясняется функциональной схемой устройства для реализации способа регулировки осевого зазора в керновых опорах электроизмерительного прибора.

Устройство содержит блок диагностики 1, который включает первый источник 2 тока возбуждения колебаний подвижной системы, подключенный к обмотке прибора через первый набор коммутаторов 3 и состоящий из источника линейно нарастающего напряжения 4 и преобразователя напряжение - частота 5, схемы фиксации резонанса 6, со- стоящей из двухполупериодного выпрямителя 7, первой схемы сравнения 8, триггера 9, аналого-цифрового преобразователя 10 (АЦП) и дешифратора 11, набора элементов 2И 12 и набора триггеров 13, блок регулировки 14, который содержит второй источник 15 тока возбуждения колебаний подвижной системы, состоящий из интегрирующей RC-цепи 16. резистор которой подключается из первого набора резисторов 17 через набор коммутаторов 18, и компаратор

19,схему фиксации полной выборки зазора

20,состоящую из диода 21, интегрирующей RC-цепи 22, подключенной к второму набору резисторов 23 и через третий набор коммутаторов 24, и второй схемы сравнения 25, схему управления 26 исполнительным двигателем, содержащую реле времени с перезапуском 27, одновибратор 28, четвертый набор коммутаторов 29, счетчик 30, элемент ИЛИ 31, оптрон 32 с открытым оптическим каналом, диск 33 с отверстиями по окружности, размещенный на валу исполнительного двигателя 34, который связан через редуктор с отверткой (не показан), коммутатор уставки 35.

Наборы коммутаторов 3, 18, 24 и 29 могут быть выполнены на реле или аналоговых коммутаторах, например в слаботочных цепях на элементах 561КТЗ. Преобразователь напряжение-частота 5, реле времени с перезапуском 27, АЦП 10, выпрямитель 7 выполнены по известным схемам, например по Титце, К.Шеик Полупроводниковая схемотехника. Справочное руководство. Переводе немецкого, М.,Мир, 1982, с, 253,308, 314, 457. Схемы сравнения 8, 25 выполнены по А.Г.Алексеенко, Е.А.Кломбет и др. Применение прецизионных аналоговых интегральных схем. М. / Радио и связь, 1981, с. 167. Источник линейно нарастающего напряжения выполнен на основе генератора импульсов треугольной формы (там же с. 141). Второй источник тока 15 выполнен по авт. св. N° 1397838, Б.И. № 19, 1988 Устройство для возбуждения колебаний подвижной системы магнитоэлектрического прибора, причем резистор, включенный между входами операционного усилителя, выбирается из набора резистора 12 и включается через набор коммутаторов 18, а конденсатор используется в качестве интегратора.

Остальные составные части устройства - стандартные элементы, выпускаемые отечественной промышленностью. Причем, так как собственная частота стрелочного указателя отличается от собственных частот других деталей подвижной системы прибора не менее чем на 20 процентов (например, у приборов габарита 80 х 80, собственная частота стрелки лежит в диапазоне от 200 до 250 Гц, ближайшие к ней частоты момент- ных пружин порядка 150 Гц), нет необходимости в точном подборе параметров

интегрирующей RC-цепи 22, входящей в состав схемы фиксации 20 полной выборки осевого зазора,

Заявляемый способ реализуется с помощью предложенного устройства следую0 щим образом.

В исходном состоянии, после включения устройства, обмотка регулируемого прибора через первый элемент первого набора коммутаторов 3 соединен с первым

5 источником тока 2 возбуждения колебаний подвижной системы, входящим в состав блока диагностики 1. На выходе триггера 9 напряжение равно нулю и цепь питания исполнительного двигателя 34 разорвана од0 ним из коммутаторов, подключенным к четвертому управляющему входу четвертого набора коммутаторов 29.

Исходные состояния других составных частей устройства безразличны.

5Основными функциональными узлами

устройства являются: блок диагностики 1, источник тока 2 и схема фиксации резонанса 6, а в блоке регулировки 14 - второй источник тока 15, схема фиксации полной

0 выборки зазора 20 и схема управления 26 исполнительным двигателем 34, связанным с отверткой (не показана).

Предварительно включают блок диагностики 1 для выбора определенного значения

5 постоянной времени интегрирования, которая для данного типа прибора определена заранее. В обмотку прибора подают прямоугольные знакопеременные импульсы тока с преобразователя напряжение-частота 5,

0 частота импульсов плавно меняется при изменении напряжения на выходе источника линейно нарастающего напряжения 4. При совпадении частоты тока с собственной частотой стрелочного указателя нарастает ам5 плитуда напряжения на обмотке прибора за счет добавления к нему ЭДС ,наводимой при механических колебаниях, что фиксируется после выпрямления схемой сравнения 8, сигнал с которой перебрасывает триггер

0 9, который выдает синхронизирующий сигнал, АЦП 10 выдает непрерывно изменяющийся код напряжения, который поступает на его вход с источника линейно нарастающего напряжения 4. Дешифратор 11 выдает

5 сигнал на определенные элементы 2И 12 и соответствующий триггер 13, в результате чего срабатывают соответствующие коммутаторы в наборах коммутаторов 18 и 24, подключающие нужные наборы резисторов 17 и 23. А при поступлении сигнала с триггера 9 на наборы коммутаторов 27 и 3 первый элемент последнего отключается, а второй подключает обмотку прибора к второму источнику 15 тока возбуждения колебаний подвижной системы, восстанавливается цепь питания исполнительного двигателя 34, включается блок регулировки 14.

Второй источник 15 тока возбуждения колебаний подвижной системы вырабатывает скачок тока в обмотку прибора, в результате чего возбуждаются колебания подвижной системы, и в обмотке наводится ЭДС. Напряжение, снимаемое с обмотки прибора и равное сумме падения напряжения на активном сопротивлении обмотки и наводимой ЭДС, в источнике тока 15 интегрируется на RC-цепи 16 и сравнивается на операционном усилителе 19, работающем в режиме компаратора. Если осевой зазор есть, то после скачка тока возбуждаются колебания всех деталей подвижной системы, поэтому напряжение, снимаемое с обмотки прибора, станет равно его проинтегрированному значению через время, превышающее половину периода колебаний стрелочного указателя, который имеет в подвижной системе наибольшую собственную частоту по сравнению с другими деталями. Соответственно через большее время произойдет смена направления скачка тока с источника тока 15, и образовавшийся в результате этого импульс также будет больше периода колебаний стрелочного указателя. Диодом 21 выделяются импульсы одного знака и интегрируются RC-цепью 22, параметры которой подобраны так, чтобы напряжение на ней достигало порога срабатывания схемы сравнения 25, когда длительность импульса превышает половину периода колебаний стрелочного указателя. В этом случае на выходе схемы сравнения 25 устанавливается напряжение, включающее из четвертого набора коммутаторов 29 те элементы, которые соединяют двигатель с источником питания в прямом направлении, при котором винт-подпятник, прибора заворачивается отверткой. Если на интегрирующую цепь 22 придет импульс, равный половине периода колебаний стрелочного указателя, что может произойти при полностью выбранном зазоре или, когда керн подвижной системы в результате колебаний в опорах прижался к одному краю опор (и в том, и в другом случае возбуждаются только колебания стрел очного указателя), на выходе цепи 22 напряжение окажется ниже порога срабатывания схемы сравнения 25, на выходе последней напряжение также падает, при этом двигатель 34 отключается, счетчик 30 сбрасывает, включается реле времени 27 и одновибратор 28, который на время вырабатываемого им импульса через четвертый набор коммутаторов 29 включает двигатель 34 на реверс для

торможения. Если за время, установленное параметрами реле времени 27, со схемы сравнения 25 не придет импульс, превышающий по длительности половину колебаний стрелочного указателя, переброс на выходе

0 реле времени 27 вызывает включение исполнительного двигателя 34 через набор коммутаторов 29 на реверс. При вращении вала двигателя 34 диск 33 с отверстиями перекрывает оптический канал оптрона 32,

5 с которого снимаются импульсы напряжения. При достижении количества импульсов заданного коммутатором уставки 35 счетчик 30 выдает на набор коммутаторов 29 сигнал остановки двигателя.

0 Устранение недостатков прототипа введением новой последовательности действий позволяет при применении предлагаемых способа и устройства для его реализации повысить точность, а также ав5 томатизировать технологическую операцию регулировки осевого зазора.

Формула изобретения 1. Способ регулировки осевого зазора в керновых опорах электроизмерительного

0 прибора, заключающийся в том, что электрическим током, подаваемым в обмотку прибора, возбуждают колебания его подвижной системы, регистрируют колебания подвижной системы электроизмерительно5 го прибора, заворачивают винт-подпятник керновой опоры, определяют момент полной выборки осевого зазора, устанавливают заданную величину осевого зазора, отличающийся тем, что, с целью повышения

0 точности регулировки, возбуждение подвижной системы электроизмерительного прибора производят подачей в обмотку знакопеременных импульсов тока, регистрирование колебаний подвижной системы

5 производят путем определения величины напряжения электрического сигнала, снимаемого с обмотки прибора, определяют постоянную времени интегрирования электрического сигнала по собственной ча0 стоте электроизмерительного прибора и производят интегрирование электрического сигнала, производят непрерывное сравнение регистрируемой величины напряжения электрического сигнала с его проинтегриро5 ванным значением, регистрируют момент их равенства, определяют длительность импульса тока возбуждения с момента его подачи в обмотку до момента равенства величины напряжения электрического сигнала и его проинтегрированного значения,

сравнивают длительность импульса с его заданным значением, при превышении длительности импульса его заданного значения производят заворачивание винта-подпятника, а полную выборку зазора определяют при длительности импульса меньше заданного значения.

2. Устройство для регулировки осевого зазора в керновых опорах электроизмерительного прибора, содержащее первый источник электрического тока возбуждения колебаний подвижной системы электроизмерительного прибора, отличающее- с я тем, что, с целью повышения точности регулировки, оно снабжено первым блоком коммутации, предназначенным для подключения выхода первого источника электрического тока возбуждения колебаний к обмотке электроизмерительного прибора, последовательно соединенными блоком фиксации резонанса, вторым источником тока возбуждения колебаний подвижной системы, блоком фиксации полной выборки зазора и блоком управления исполнительным двигателем, второй вход которого соединен с вторым выходом блока фиксации полной выборки зазора, вторым блоком коммутации, входы которого соединены соответственно с вторым выходом блока фиксации резонанса, третьим выходом блока фиксации полной выборки зазора, с первым и вторым выходами блока управления, исполнительным двигателем, третий выход

блока фиксации резонанса соединен с вторым входом блока фиксации полной выборки зазора, четвертый выход - с входом первого блока коммутации, а первый вход- с выходом первого источника электрического тока возбуждения колебаний подвижной системы, первый выход второго источника тока возбуждения колебаний подключен к соответствующему входу первого блока коммутации, третий выход блока фиксации

полной выборки зазора соединен с третьим входом блока управления исполнительным двигателем, выход второго блока коммутации соединен с входом блока управления исполнительным двигателем.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в приборостроении. Цель изобретения - повышение точности регулировки осевого зазора. Способ заключается в перемещении винта-подпятника керновой опоры до установления заданной величины зазора при подаче в обмотку прибора переменного электрического сигнала для возбуждения колебаний подвижной системы и отворачивания винта до заданной величины осевого зазора. Новым является то, что в обмотку прибора подают скачок тока, снимают напряжение с обмотки и интегрируют его, сравнивают напряжение на обмотке с интегрированным значением, меняют скачком направление тока в обмотке, сравнивают длительность образования импульса тока с половиной периода колебания стрелочного указателя, заворачивают винт-подпятник до заданной величины зазора. 1 ил. Ё

п