Устройство для контроля и сортировки изделий Советский патент 1949 года по МПК B07C5/08 

Предметом изобретения является устройство для контроля и сортировки изделий по линейным размерам с использованием индуктивных или емкостных датчиков и автоматической компенсационной схемы. В компенсационной схеме изменение компенсирующих элементов управляется релейной схемой, состоящей из триггера и какоголибо автоматического коммутатора, например релейной цепочки. Триггер прерывает срабатывание реле релейной цепочки в момент компенсации.

Принцип действия подобных устройств известен.

Особенностями предлагаемого устройства являются следующие:

а)применение индуктивного или емкостного датчиков, включенных в цепь измерительного фазового моста, фаза напряжения на вы.ходе которого сравнивается с фазой напряжения на выходе эталонного фазового моста;

б)применение диодных ограничителей для устранения влияния изменения амплитуды синусоидальных напряжений на выходах фазовых мостов и преобразования синусоидальных напряжений в прямоугольные;

в)применение электронной схемы, обеспечивающей использование фазового метода контроля линейных размеров изделий; в этой схе.ме применены суммирующий и ограничивающий каскады, которые дают возможность су.ммировать прямоугольные импульсы и дополнительное ограничение;

г)применение фазирующего каскада, который состоит из триода и диода и в котором на сетку триода подаются три напряжения

(постоянное и дополнительное смещения, управляющее напряжение) для распознавания знака отклонения измеряемого размера от заданного.

Л 80270

Эти особенности упрощают балансирование схемы и повышают точность измерений.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема устройства, на фиг. 2 - диаграмма сеточных напряжений фазирующего каскада.

Принцип действия устройства заключается в следующем.

Индуктивный измерительный датчик Д включен в схему измерительного фазового моста А. При изменении зазора датчика Д меняется его Индуктивность, вследствие чего И31меняется фаза вектора напряжения U на выходе моста AI. Фаза этого напряжения сравнивается с фазой напряжения на выходе эталонного моста Лз с постоянной индуктивностью (датчик Д) и сопротивлением / бДля устранения влияния изменения а.мплитуды синусоидальные напряжения -выходов мостов L/j и 1 подаются на диодные ограничители Л и Л.

Пока напряжение на выходе ограничителя меньще запирающего напряжения U, напряжение на выходе ограничителя равно напряжению нашего входе Когда же напряжение .на входе станет больше запирающего напряжения, в цепи диода появится ток и дальнейший рост вь1ходного напряжения сильно замедлится.

Кривая выходного напряжения ограничителя будет иметь вид трапеции, очень близкой к прямоугольнику. Далее это напряжение усиливается усилителем //з и подается на второй ограничитель.

В качестве усилителя использован двойной триод, каждая из половин которого является самостоятельным усилителем, нричем одна половина усиливает напряжение измерительного моста, другая - напряжение эталонного мо::та. После второго ограничителя кривая 1апряжения на выходе очень мало отличается от прямоугольника.

Если далее взять сумму этих двух напряжений-одно от эталонного моста, а другое - от измерительного, - то при разности фаз, равной 180°, сумма равна нулю. При смещении одного напряжения по отношению к другому на десятые доли градуса суммарное напряжение будет иметь форму чередующихся положительных и отрицательных импульсов.

Функции второго ограничителя, суммирующего каскада и дополнительного усилителя выполняет триод Л. Положительная полуволна напряжения ограничителя получается благодаря наличию больших сеточных сопротивлений и ,, а отрицательная - вследствие запирания лампы.

В результате того, что обе половины двойного триода Л и.меют общую нагрузку, по которой протекает ток, равный сумме токов обоих анодов при балансе схемы (при сдвиге фаз, равном 180°), никакой переменной слагающей на выходе су.м.мирующего каскада не будет.

При наличии разбаланса схемы на выходе суммирующего каскада получается ряд чередующихся положительных и отрицательных импульсов тока, при перемене знака разбаланса все импульсы тока изменят знаки на обратные, но и в этом и в другом случае имеют место импульсы тока обоих знаков. Для того чтобы по знаку импульсов можно было определить знак разбаланса схемы, необходимо устранить половину импульсов (все четные или все нечетные. Тогда по знаку оставщихся импульсов можно определить знак разбаланса. Эту задачу выполняет фазирующий каскад Л,.

Фазирующий каскад выполнен из двух ламп: триода и диода.

Работает фазирующий каскад следующим образом.

На сетку триода подаются одновременно три напряжения (фиг. 2, где: (Uo) La-постоянное напряжение смещения; и - синусоидальное напряжение переменного тока после однополупериодного выпрямителя; f/5 или Og - напряжения импульсов, в зависимости от фазы).

При положительном импульсе А напряжения на сетке лампы в анодной цепи ее появится импульс тока г .

Если знак импульса А изменится на обратный, то он не вызовет никакого тока в анодной цепи, так как рабочая точка сместится в нерабочую часть характеристики. То же будет с импульсом Б, какого бы знака ни был этот импульс, вследствие того, что он смещен в сторону отрицательного напряжения на величину L. Напряжение L4 всегда больще напряжения LS.

После пуска схемы исполнительный механизм (фиг. 1), последовательно замыкая отдельные сопротивления измерительного моста 13, 12, , заставляет поворачиваться вектор выходного напряжения измерительного моста до тех пор, пока он не окажется отстающим по отношению к вектору напряжения эталонного моста. В этот момент возникает положительный импульс на сетке фазирующего каскада.

Импульс тока с суммирующего каскада через емкость С поступает на сетку триодной части. Последовательно 2 сопротивлением утечки RI включено сопротивление , по которому протекает выпрямленный ток диода, создавая напряжение, необходимое для выведения из рабочего участка одного из импульсов.

Сопротивление Rs включено в цепь катода фазирующего каскада, с него снимается постоянное напряжение смещения бз.

Сопротивления и R служат делителем напряжения, при помощи которого можно подобрать напряжение, подаваемое на диод.

С фазирующего каскада импульс тока через емкость С2 поступает на одну из сеток симметричного триггера Л,.

Как известно, триггерная схема имеет два устойчивых состояния: либо ток левого анода достигает .максимального значения, а ток правого анода равеп нулю, либо, наоборот, ток правого анода достигает максимального значения, в то время как ток левого анода равен нулю.

Для того чтобы перевести триггер из одного устойчивого состояния в другое, необходимо иодать положительный импульс на сетку того триода, через который ток не протекает в данный момент, или отрицательный импульс на сетку того триода, в анодной цепи которого протекает ток.

В исходном положении все основные реле РЬ PZ- РЗ и i- Д- находятся в выключенном состоянии.

При размыкании пусковой кнопки /(Я отпускает вспомогательное реле РП и замыкается его нормально замкнутый контакт //2, подавая плюс на все основные реле. Первым срабатывает реле РЬ при его срабатывании вначале замыкается контакт / , а за ним размыкается контакт /а так, что после этого реле PI оказывается подключенным прямо к источнику питания. Следом за реле PI срабатывает реле Р2, подготовленное к этому контактом реле , и т. д.

До срабатывания реле PI разность фаз между напряжениями эталонного и измерительного мостов такова, что поступающий на сетку фазирующего каскада рабочий импульс имеет отрицательное значение и, следовательно, не оказывает никакого влияния на работу схемы.

Реле PI, срабатывая, замыкает . также свой контакт /д, шунтирующий одно из сопротивлений , измерительного моста; при этом

- 3 -Л1Ь 80270

,Nb 80270-- 4 -вектор выходного напряже 1ия измерительного моста поворачивается в сторону уменьшения сдвига фаз.

При срабатывании реле Р2 замыкается контакт 2д, что еще больше уменьшает сдвиг фаз.

Срабатывание последуюш,их реле будет продолжаться до тех пор, пока вектор напряжения измерительного моста не начнет опережать вектор напряжения эталонного моста. В этот момент появляется положительный импульс на сетке фазирующего каскада.

Это вызывает срабатывание триггера Лд и мгновенное прекращение тока в цепи анода отключающего пентода Лу, в цепь экранной сетки которого последовательно с нормально разомкнутыми контактами этого же реле включена обмотка реле Р .

Постоянная времени цепи RIQ-Сз больше времени отнускания реле Р|, Таким образом, в момент перебрасывания тока триггера из левого анода в правый отрицательное напряжение на сетке лампы Л будет максимальным.

Ток в цепи анода лампы Л мгновенно прекратится и последовательное срабатывание основных реле (Pi, Р, РЗ и т. д.) остановится на том реле, после замыкания контактов которого появился импульс надлежащего знака.

Напряжение на сетке лампы JIj не останется постоянным, а будет уменьшаться по экспоненциальному закону с постоянной времени Сз. Так как эта постоянная времени значительно больше времени отпускания реле РЬ то последнее успеет разомкнуть контакты -/1 и, лишив, таким образом, питания экранную сетку пентода Лу тем самым не даст возможности анодному току вырасти вновь.

Предмет изобретения

1.Устройство для контроля и сортировки изделий цо линейным размерам с использованием индуктивных или емкостных датчиков и автоматической компенсационной схемы, в которой изменение компенсирующих элементов управляется релейной схемой, состоящей из триггера и какого-либо автоматического коммутатора, например релейной цепочки, отличающееся тем, что, с целью упрощения балансирования схемы и повышения точности измерения, индуктивный или емкостный датчик включены в цепь измерительного фазового моста, фаза напряжения на выходе которого сравнивается с фазой напряжения на выходе эталонного фазового моста.

2.Устройство по п.. 1, отличающееся тем, что, с целью устранения влияния изменения амплитуды синусоидальных напряжений на выходах фазовых мостов и преобразования их в прямоугольные, в нем применены диодные ограничители, включенные последовательно с запирающим сопротивлением параллельно выходу моста и ограничивающие напряжение на выходе ограничителя, когда мгновенное значение напряжения на выходе фазового моста превышает величину падения напряжения на запирающих сопротивлениях.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью суммирования прямоугольных импульсов и дополнительного ограничения, в нем применен суммирующий и ограничивающий каскад, состоящий из двух триодов, в сеточную цепь которых включены большие (порядка мегом) ограничивающие сопротивления, а аноды этих триодов получают питание через общее нагрузочное сопротивление, в результате чего при подаче на сетки триодов управляющих напряжений в виде прямоугольных положительных и отрицательных и.мпульсов, на выходе каскада получаются чередующиеся пикообразные

по.южительные и отрицательные импульсы, фаза которых изменяется на 180° в зависимости от знака отклонения измеряемого размера от заданного.

4. Устройство но п. 1, отличающееся тем, что, с целью расцознавания знака отклонения измеряемого размера от заданного, в нем применен фазирующий каскад, который состоит из триода и диода и в котором на сетку триода подаются три нанрял ения: постоянное отрицательное смещающее напряжение, полуволны выпрямленного диодом синусоидального напряжения, отрицательные относительно сетки триода, и пикообразные управляющие напряжения с выхода суммирующего каскада, соразмеренные таким образом, что в анодной цепи триода появляется положительный пик тока только при совпадении положительного пика управляющего сеточного напряжения с полупериодом тока, в течение которого диод заперт.

- 5 - 80270

т t-vJUAb:

иг /