Преобразователь перемещения в код

(57) Изобрет осится к жет быть ние от кеим мер си техн вано в честве граммометра ол елью расш и сти п я 2 в ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ(54) ПРЕОБРАЗО Ь ПЕРЕМЕНЕ ния преобразователя путем обеспечения возможности измерения усилияконтактного нажатия электромагнитных рече в преобразователь перемещения в код, содержащий дифференциальнь)й емкостный датчик 1, дифференциальньп усилитель 2, операционныйусилитель 5, ключ 6, формирователь8 импульсов, аналого-цифровой преобрзователь (АЦП) 7, источник 11апряжения,введены генератор 3 перемени го тока, выпрямитель 4,переключатель 9и иннертор 10. При измерении щупом датчика 1 размыкают ормально замкнутые контакты контролируемого реле12, Приложенное усилие вызывает поворот среднего электрода датчика 1,на выходе дифференциального усилител озникает сигнал, который че1 рез выпрямитель 4, операционный усилитель 5 и замкнутый ключ 6 поступает на вход АЦП 7, где преобразуется в код, В момент размыкания контактов реле 12 ключ 6 размыкается и на выходе АЦП 7 остаются показания, соответствующие амплитуде входного на 349002пряжения в момент размыкания илиусилию контактного нажатия реле 12.Для контроля нормально разомкнутыхреле переключатель 9 устанавливается в другое положение и преобразователь работает аналогичным образом,1 ил,Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве граммометра.Целью изобретения является расширение области применения преобразователя путем обеспечения возможностиизмерения усилия контактного нажатияэлектромагнитных реле.На чертеже представлена структурная схема преобразователя,Преобразователь перемещения вкод содержит дифференциальный емкостный датчик 1, дифференциальныйусилитель 2, генератор 3 йеременного тока с двумя независимыми одноименными выходами, выпрямитель 4,операционный усилитель 5, ключ 6,аналого-цифровой преобразователь(АЦП) 7, формирователь 8 импульсов,переключатель 9, инвертор 10, источник 11 напряжения, контакты 12 электромагнитного реле, Дифференциальный емкостный датчик 1 содержит неподвижные электроды 13, электрод 14,жестко соединенный со щупом 15 ивалом 16, установленным в корпусе17, возвратную пружину 18, АЦП 7выполнен в виде последовательно включенных амплитудного детектора 19 иблока 20 регистрации. Формирователь8 может быть выполнен в виде кнопки,В режиме измерения усилия нажатия контактов 12 электромагнитныхреле преобразователь работает следующим образом.Подвижный электрод 14 образует сразделенными зазором электродами 13два воздушных конденсатора С, иС. Емкости этих конденсаторов определяются величиной воздушного промежутка и площадями взаимного перекрытия электродов 13 и 14. В исходном состоянии электрод 14 занимает 5 10 15 и 25 30 35 40 положение, при котором емкости конденсаторов С, и С равны. Передначалом измерения усилия контактногонажатия реле посредством кратковременного замыкания кнопки-формирователя 8 амплитудный детектор 19 переводят в нулевое состояние, к выходуисточника 11 напряжения и входу инвертора 10 подсоединяют контролируемые контакты 12 реле, Если контролируется усилие контактного нажатиянормально замкнутых контактов,то с помощью переключателя 9 к входу управления ключа 6 подключаютвход инвертора 10. Если же осуществляется контроль нормально разомкнутых контактов 12 реле, то к входууправления ключа 6 подсоединяют выход ипвертора 10, Генератор 3 переменного тока обеспечивает нулевойфазовый сдвиг токов, протекающихчерез конденсаторы С и С 2. Передначалом измерения на равных емкостяхС, и Ссоздают одинаковое падение напряжения О, и О,На выходе дифференциального усилителя 2 вырабатывается нулевой сигнал,который через выпрямитель 4, операционный усилитель 5, замкнутый ключ6 и амплитудный детектор 19 поступает на блок 20 регистрации.При контроле усилия контактногонажатия нормально замкнутых контактов 12 реле сигнал с источника 11напряжения через нормально замкнутые контакты 12 реле и переключатель9 поступает на управляющий входключа 6 и поддерживает ключ 6 в проводящем состоянии. Измеряемое усилие Г контактного нажатия электромагнитного реле должно быть приложено к концу щупа 15 перпендикулярно оси его вращения. Это положение1 34должно сохраняться в процессе всего измерения, Усилие Г прикладывается в направлении, обеспечивающем размыкание нормально замкнутых контактов 12 реле. При приложении усилия Г к щупу 15 последний отклоняется, вызывая при этом поворот электрода 14 вокруг оси. При этом изменяетсяплощадь взаимного перекрытия электродов 3 и 14, вследствие чего меняется соотношение емкостей конденсаторов С, и С и падений напряжения на них О, и О. На выходе дифференциального усилителя 2 возникает переменный сигнал, величина которого однозначно определяется углам поворота щупа 15, т.е. прилаженным к щупу 15 усилием контактного цаж- тия электромагнитного реле. Выпрямленный выпрямителем 4 и усиленный операционным усилителем 5 сигнал через ключ 6 поступает на АШ 7, который обеспечивает регистрацию и хранение максимального значения поступающего электрического сигнала. Как только усилие, приложенное к щупу 15, превысит усилие контактного нажатия контролируемого реле, нормально замкнутые контакты 12 реле размыкаются, одновременно с этим на управляюя 1 ий вход ключа 6 перестает поступать сигнал с источника 1 напряжения, В результате ключ 6 переходиг в цепроводящее состояние и блокирует прохождение сигнала с выхода операционного усилителя 5 на вход АЦП 7, на выходе которого автоматически фиксируется значение амплитуды электрического сигнала, соответствующее моменту размыкания контактов 12 реле. После снятия усилия со щупа 15 и кратковременного замыкания кнопки-формирователя В преабразователь переходит в исходное состояние и готов к следующему измерению.При контроле нормально разомкнутых контактов преобразователь работает аналогично, с той лишь разницей, что в исходном состоянии положительный сигнал с выхода инвертора 10 поступает на управляющий вход ключа 6 и поддерживает ега в проводящем состоянии. После замыкания контактов 12 контролируемого реле на вход инвертора 10 поступает положительный сигнал с выхода источника 11 напряжения. В результате выход9002ицвс ртара 10 и гаепинеццый с нцмчерез переключатель 9 управляющийвход ключа 6 приобретают потенциалобщей шины. При этом ключ 6 псреходцт в цегравадящее состояние, фиксируя момент замыкания контактов 12 10 15 20 2550 55 35 40 45 реле.Операционный усилитель 5 вместе с дифФеренциальным усиди гелем 2 позволяет учесть коэффициент пропорциональности между разцостным сигналам ца входе дифферецщгзльнаго усигителя " и величиной усилия, приложеццаг к щупу 15.Преобразователь обеспечивает высокую точность и достоверность результатов контроля, исключая влияниереверса щупа на конечный результати субъективную ошибку оператора приопределении момента замыкания (размыканця) контролируемых контактовэлектромагнитного реле. Результатконтроля запоминается да моментасброса, т.е, считывание результатамажет осуществляться после окончанияпроцесса измерения, Это значительноснижает утомляемость оператора и повышает производительность труда. Формула изобретения Преобразователь перемещения в кад, содержащий диФФерецциальный емкастцый датчик, аынады которого надкпючены к:зхадам дифференциального усилителя, операционный усилитель, ключ, Флрмирователь импульсов, выход которого подключен к входу сброса аналого-цифрового преобразователя, источник напряжения, о т л и ч а ю щ ц й с я тем, что, с целью расширения области применения преобразователя путем обеспечения возможности измереция усилия контактного нажатия электромагнитного реле, в него введены генератор переменцога тока, выпрямитель, переключатель и инвертор, первый и второй входы генератора переменного токаподключены к входам дифференциального усилителя, выход которого черезвыпрямитель подключен к входу операционнаго усилителя, выход операционного усилителя подключен к информационному входу ключа, выход которогоподключен к информационному входуаналого-цифрового преобразователя,выход источника напряжения черезконтакты контролируемого электроСоставитель М.СидороваТехред А,Кравчук Редактор А.Маковская Корректор С.Некмар Тираж 899ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5 Заказ 5200/57 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 магнитного реле подключен к входуинвертора и к одному входу переключателя, другой вход которого соеди 13490026нен с выходом инвертора, а выходподключен к управляющему входу ключа.