Устройство для подгонки проволочных резисторов Советский патент 1982 года по МПК H01C17/04 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДГОНКИ ПРОВОЛОЧНЫХ РЕЗИСТОРОВ

1

Изобретение относится к электротехнике, точнее к технологическому оборудованию для изготовления резис- тивных, а также индyктиш ыx моточных изделий, например резисторов из изолированного провода, посредством контроля величины сопротивления изготовляемого при смотке излишку провода.

Известно устройство для автоматической подгонки сопротивления резисторов из гникропровода в стеклянной изоляции в номинал, содержащее бяок измерения сопротивления подгоняемого резистора, механизм разрушения стеклянной изоляции в виде конического катка на опорной плите, который механически связан с электроприводом уп-. равляемым от блока измерения сопротивления 1.

Существенные недостатки данного устройства состоят в том, что при разрушении стеклянной изоляции устойчивый электрический контакт жилы микропровода с электропроводящими опорной плитой и катком (а следовательно, и с блоком измерения сопротивления) образуется только для микропровода с погонным сопротивлением не выше кОм/м; велики требования к чистоте поверхности опорной плиты и катка как после их изготовления, так и при эксплуатации; названные поверхности очень быстро загрязняются ос10колками разрушенной изоляции, на них появляется окисная пленка, которая еще больше снижает эксплуатационные характеристики устройства.

Наиболее близким по технической

15 сущности к предлагаемому является устройство для полуавтоматической подгонки в номинал сопротивления -проволочных резисторов, в(слючащее механизм перемотки провода со скользящими

20 контактами с электроприводом пере- мотки провода и блоком его управления, Измерительный трансформатор, измерительный мост постоянного тока с н ль3918982индикатором, усилительно-преобразовательный блок и гармонический генератор, Это устройство обеспечивает подгонку проволочных резисторов до 10 MOMj с точностью не выше 0,02 2. Недостатком этого устройства является то, что под-онка резисторов более высоких номиналов производится с существенно меньшей точностью из-за наличия реактивности подгоняемого резистора, влияние которой с увеличением номинала возрастает. Снижение точности обусловлено тем что подгоняемый резистор входит в измерительную цепь и составляет одно из плеч измерительного моста переменного тока, причем он входит в измерительный мост как при определении величины отклонения сопротивления подгоняемого резистора от номинального значения, так и при его подгонке путем смотки излишка намотанного провода. Цель изобретения - повышение точности подгонки в расширенном диапазо не номиналов. Поставленная цель достигается тем что устройство для подгонки проволоч ных резисторов, включающее м анизй перемотки провода со скользяи(ими кон такта1 1 с электроприводом перемотки провода к блоком управления электроприводом, снабженный декадным переключателем измерительный трансформатор с тремя выходами, вто|М1Чные обмотки которого выполнены в виде индуктивных плеч отношения моста с сил ной индуктивной связью между ними, измерительный мост постоянного тока с нуль-индикатором, источником питания и переключателем декад моста постоянного тока, жестко связанным с п реключателем декад изменяемой части вторичных обмоток измерительного трансформатора, усилительно-преобраз вательный блок с электродом связи, гармонический генератдр, выход которого соединен с первичной обмоткой и мерительного трансформатора, дополни тельно снабжено коммутационным генератором, автоматическим коммутатором с четырьмя двухполюсными контактными группами, первым и вторым механически связанными двухполюсными переключателями, общие контакты которых соединены соответственно с первым и вторым скользящими контактами мехаto4 низма перемотки провода, а общие контакты первой и метвертой, второй и третьей двухполюсных контактных групп автоматического коммутатора соедииены соответственно с пербыми одноименными контактами первого и второго механически связанных двухполюсных переключателей, вторым и третьим выходами измерительного трансформатора, вторые одноиг 1енные контакты первого и второго механически связанных двухполюсных переключателей соединены соответственно с клеммами моста постоянного тока для подключения подгоняемого проволочного резистора, при этом в автоматическом коммутаторе размыкающие контакты третьей и чет-, вертой двухполюсных контактных групп и замыкающие контакты первой и второй двухполюсных контактных групп соединены с общей шиной устройства, размыкающий контакт первой двухполюсной контактной г0Уппы соединен с первым выходом измег ительного трансформатора, а замыкающие контакты третьей и четвертой двухполюсных контактных групп соединены между соббй. Причем усилительно-преобразовательный блок выполнен а виде последовательно соединенных предварительного усилителя, амплитудного детектора, фильтра нижних частот, усилителя низких частот и фазочуветвительного выпрямителя, причем выход усилительнопреобразовательного блока соединен с входом блока управления электроприводом перемотки провода, а его вход с электродом связи. Выход коммутащкжного генератора соединен с управляющин входом автоматического коммутатора и входом огюрного сигнала фазочувствительного выпрямителя. На фиг. 1 приведена схема измерения на постоянном токе сопротивления предварительно намотанного резистора перед смоткой излишка провода на предлагаемом устройстве; на фиг. 2 схема измерения на пере 1енном токе величины сопротивления излишка провода, сматываегюго на дополнительный каркас, и управление смоткой до смотки необходимого излишка; на фиг. 3 схема формирования сравниваемых напряжений и осциллограммы этих напряжений; на фиг 4 - схема формирования напряжения на сматываемом на дополнительный каркас проводе и осциллограмма этого напряжения; на фиг. 5 схема формирования образцового напряжения на изготавливаемом резисторе и осциллогра.дма этого напряиения; на фиг. 6 - осциллограммы напряжений в различных точках усилительно-преобразовательного блока и источниках измерительного и управляющего напряжений. Устройство состоит из механизма 1 перемотки провода (смоточный механизм) , снабженного шгяиндеяями 2 и электродом 3 связи, первым и вторым механически связанными переключателями Ц, образцовым резистором 5 равным номиналу сопротивления изделия, декадного магазина 6 сопротивлений, резисторов 7 и 8, причем элементы 5-,8 образуют часть моста постоянного тока с клеммами Кл 1 и Кл 2, источника 9 постоянного тока, индикатора ТО, источника И переменного тока, иаме рительного трансформатора 12 с тремя выходами ЗЬ 32.и 33| вторичные а€мотки 13 ,...,l4-n которого, последовательно соединеннь е, тесно ин дуктйвно связаны между собой, автоматтического коммутатора 15 с четырьмя двухполосными контактными группами коммутационного генератора 16, усили.тельно-преобразовательного блока 1 состоящего из последовательно соединенных предварительного усилителя 18, амплитудного детектора 19, фильтре 20 нижних частот, усилителя 21 низких частот, фазочувствительного выпрямителя 22, блока 23 управленияэлектропрйводом, электропривода 2 перемот кипровода. . Устройство на примере изготовления резистора работает следующим образом. Каркас резистора 25 с намотанным проводом (фиг. 1) устанавливают в шпиндель 2 смоточного механизма 1. С токовывода 26 каркаса изготавливае;мого резистора 25, не имеющего эпёкт|рицеской связи с подвижным контактом 1в первой контактной группы двухпблюсного переключателя k, открывают йонец провода, .пропускают его через емкостной электрод 3 и заделывают к тЪко,выводу 27 дополнительного каркаса 28, имеющего электрическую связь с подвиж ным контактом f второй контактной группы переключателя . Переключатель k устанавливают в положение А. Перевод переключателя k в положение А приводит к образованию четырехплечевого моста, плечи отношения которо982 , 6 го составляют сопротивпение R провода между подвижными контактами е и , , одно плечо, и последовательно вкяю ченные: образцовый резистор 5 сопротивления RQ и магазин 6 сопротивления, на котором устанавливается сопротивление ДКо, равное избыточному отклонению сопротивлениядН изготавливаемого резистора от номинального значения, другое плечо. Два других плеча моста составляют резисторы 7 и 8 сопротивлением R каждый. Питается образованный мост от источника 9 постоянного тока. Баланс образованного моста устанавливают по индикатору 10. Баланс моста ведется путем из- . менения сопротивления декад магазина 6. Величина сопротивления на магазине в результате баланса моста равна. После баланса моста переключатель k переводят в положение 2. Этим самым изготавливаемый резистор переводится из цепи постоянного тока (источник 9) в цепь переменного тока, Источник 11 переменного тока питает измерительный трансформатор 12, вторичные обмотки 13 и 14-1 j... , которого выполнены в виде плеч отношения моста с тесной индуктивной между плечами. Вторичные обмотки трансформатора 12 выполн-зны таким образом, что количество витков обмотки 13 принято за ЮО; и оно пропорционально номинальному RQ значению сопротивления изготавливаемого резистора. Количество витков остальных обмоток пропорционально RO ,(обмотка ), 10x0,U RQ (обмотка ), 10x0,01 RQ (обмотка Н-З) и 10x0,001 Rg (обмотка )соответственно, Благодаря жесткой связи между переключателями декад магазина 6 сопротивлений и переключателями обмоток (декадами) измерительного трансформатора 12, а также однозначности декад (по весу электрической величины) на каждой из последовательно включенных обмоток этого трансформатора устанавливается количество витков, а следовательно, и напряжение пропорциональное сопротивлению одновесных декад магазина 6 соответственно. На обмотках l i-HH-n устанавхмвается суммарное напряжение дО, пропорциональное, сопротивлению обмотке 13 напряжение UQ, пропорциональное номиналу RO резистора. Связь изготавливаемого резистора с трансформатором 12 осуществляется через контактные груп79пы IK, UK, и W к автоматического ком мутатора 15 (фиг. 3). Контактными группами автоматического коммутатора 15 управляют коммутационным генер тором 16 (фиг. 2). Выбором контактны групп автоматического коммутатора 15 и параметров напряжения на генераторе 16, управляющего автоматическим коммутатором 15, вторичные обмотки трансформатора 12, изготавливаемый р зистор 25 и дополнительный резистор образованный смотанным на дополнител ный каркас резистора 29 проводом 30 (фиг. 2), коммутируются таким образом, что в одном положении контактных групп 1к, Пк, Шк (фиг. 3) с трансформатора 12 снимается напряжение УХ (фиг. k) между точками 31-33 (фиг. 1, 2 и t), пропорциональное со противлению Zy провода, включенного между точками е, и это напряжение через изготавлингземый резистор 25 по дается на сматываемую на каркас дополнительного резистора часть провода (фиг. 0 при этом напряжение дО на этом участке провода равно - f. .«.. ди где Zy сопротивление резистора пе ременному току; текущее значение со)ротивления провода Между центром, электрода 3 и токовыводом 27 каркаса дополнительного резистора 28. В другом положении групп 1к, Ик, Шк контактов с трансформатора 12 снимается образцовое напряжение ди, пропорциональное сопротивлению Rj (измеренное на постоянном токе), и это напряжение через дополнительный резистор 28 (фиг. 5) повторяется на изготавливаемом резисторе 25. Напряжение U на резисторе из-за конечного значения AR. несколько отличается от и равно О л(}а(х - UR.)/ZX, (2) дио Oy/jRo/R(j-.(3) С учетом (3) уравнение (2) принимает вид к - AR и Ux х Смотку провода ведут до наступления равенства (намотка в номинал) Zx-fRi Од и. 2V 82 uR 0 (4) Равенство () имеет место при (Uj(0), Zx uRr AR(,R. При непрерывной работе коммутатора с частотой Q. на вход у си 18 поочередно .воздействует разрывно-периодическое напряжение и, (фиг. 6), состоящее из пакетов сравниваемых напряжений U и ди . Результирующее напряжение U,, представляет собой модулированное по амплитуде напряжение с прямоугольной огибающей. С помощью амплитудного детектора 22 и фильтра 20 нижних частот выделяется напряжение огибающей Ui,, изменяющееся с частотой коммутации SI . Для повышения чувствительности устройства напряжение огибающей Uj усиливается низкочастотным усилителем 21 и выпрямляется фазочувствительным выпрямителем 22. После выпрямления это напряжение поступает на блок 23 электроприводом 2А перемотки провода. Напряжение Uj подается на блок 23 в течение всего времени перемотки провода. По достижении равенства U dU, что имеет место при выполнении равенства (5), с блока 23 управления поступает команда на выключение электропривода 2 перемотки. Относительная погрешность СЛ смотки провода и, следовательно, изготовления резистора при этом равна .uVuft,ugfl.Rx-l7xl, V RO R -о ардо; относительная погреш|1ость резистора перед удалением с него . лишнего провода;о| 1 относительная частотная погрешность резистора (погрешность резистора от реактивности} на частоте измерительного сигнала. Например, при сЛц 1%Йо погрешность изготовления резистора после удаления с него излишков провода по этому способу составляет 0,OUtJo т.е. cf, 0,01 Следует отметить, что погрешность сГр в устройстве по (2) целиком и полиостью определяет величину погрешности , так как (Л о . Это делает применение устпойства согласно С 2 для изготовления прецизионных резисторов, обладающие на измерительной частоте реактивностью, невозможным. Последнее и является причиной его ограниченного применения по диапазо 1Иу сопротивлений. Технико-экономический эффект от использования изобретения состоит в автог атизированной намотке резисторов в расширенном диапазоне номиналов и с повышенной точностью. Формула изобретения 1. Устройство для подгонки проволочных резисторов, включающее механизм перемотки провода со скользящими контактами с электроприводом перемотки провода и блоком управления электроприводом, снабженный декадным переключателем измерительный трансформатор с тремя выходами, вторичные обмотки которого выполнены в виде индук тирных плеЧ отношения моста с сильной индуктивной связью между ними, из мерительный мост постоянного тока с нуль-индикатором, источником питания и переключателем декад моста постоянного тока, жестко связанным с переключателем декад изменяемой части вто ричных обмоток измерительного трансформатора, усилительно-преобразовательный блок с электродом связи, гармонический генератор, выход которого соединен с первичной обмоткой измерительного трансформатора, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности подгонки в расширенном диапазоне номиналов, оно дополнительн снабжено коммутационным генератором, автоматическим коммутатором с четырьмя двухполюсными контактнами группами, первым и еторым механически связанными двухполюсными переключатеяя и, общие контакты которых .coieAHHeHbt соответственно с первым и вторым скользящими контактами механизма перемотки провода, а общие контакты первой и четвертой, второй и третьей двухполюсных контактных групп автоматического коммутатора соединены соответственно с первыми одноименными контактами первого и второго механически связанных двухполюсных переключателей, вторым и третьим выходами измерительного трансформатора, вторые одноименные контакты первого и второго механически связанных дйухполюсных переключателей соединены соответственно с клеммами моста постоянного тока для подключения подгоняемого проволочного резистора, при этом в автоматическом коммутаторе размыкающие контакты третьей и четвертой двухполюсных контактных групп и замыкаюи ие контакты первой и второй двухполюсных контактных групп соединены с общей шиной устройства, размыкающий контакт первой двухполюсной контактной группы соединен с первым выходом измерительного трансформатора, а замыкающие контакты третьей и четвертой двухполюсных групп соединены собой. 2.Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что усилительно-преобразовательный блок выполнен в виде последовательно соединенных предварительного усилителя, амплитудного детектора, фильтра нижних частот, усилителя низких частот и фазочувствительного выпрямителя, причем выход усилительно-преобразовательного блока соединен с входом блока управления электроприводом перемотки провода, а его вход - с электродом связи. 3.Устройство по пп, 1 и 2, о тличающееся тем, что выход коммутационного генератора соединен с управлякщим входом автоматического коммутатора и входом опорного сигнала фазочувствительного выпрямителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 2 16639, кл. Н 01 С 17/00, 1968. 2.Авторское свидетельство СССР ЗЙ8305, кл. Н 01 С 17/00, 29.09.69 (прототип).

3f I

Л

N

tf

«/