Электронный граммометр

(51 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН И АВТОРСКОМ ДЕТЕЛЬСТ Ю .Ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР Р 1057975, кл. Н 03 М 1/50, 1982.Авторское свидетельство СССР У 1349002, кл. Н 03 М 1/2, 1986.(57) Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для измерения силы нажатия и отрыва контактов пружин и электромагнитных механизмов. С целью повышения точности в электронный граммометр, содержащий датчик 1 угла, операционный усилитель 2, коммутатор 3, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4, формирователь 5 импульсов, источник 6 напряжения, инвертор 7, переключатель 8, введены компаратор 9, одновибратор 10 и элемент И 11. Контакты испытуемого механизма 12 включены между выходом источника 6 и входом инвертора 7. В зависимости от контроляусилия нормально замкнутых или нормально разомкнутых контактов механизма 12 выход переключателя 8 соединяется с входом или выходом инвертора 7.На выходе датчика 1 формируются трапецеидальные импульсы, длительностьпереднего фронта которых уменьшаетсяс увеличением усилия нажатия щупадатчика 1 на контакты механизма 2.Одновибратор 1 О формирует импульсыстабильной длительности, в течениекоторых через коммутатор 3 на входАЦП 4 поступают сигналы, соответствующие фронтам выходных импульсовдатчика 1. АЦП 4 измеряет пиковыезначения выходных сигналов коммутатора 3, пропорциональные усилию нажатия. 1 э.п.ф-лы, 1 ил.25 Изобретение относится к автомати-ке и может быть использовано для измерения силы нажатия и отрыва контактов пружин и электромагнитных механизмовЦелью изобретения является повышение точности,На чертеже изображена структурнаясхема электронного граммометра. 10Электронный граммометр содержитдатчик 1 угла, операционный усилитель 2, коммутатор 3, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4, формирователь 5 импульсов, источник 6 напрящения, инвертор 7, переключатель 8,компаратор 9, одновибратор 10, элемент И 11. Контакты испытуемого реле2 подключены между выходом источника6 и входом инвертора 7. Датчик 2 угла 20содержит щуп 13 с фокусирующей линзой1.4, модулирующий диск 15 с приводом,Источник 16 света, приемник 17 света,корпус 18, возвратную пружину 19,первый 20 и второй 21 валы.Электронный граммометр работаетСледующим образом.Модулирующий диск 15 вращается спостоянной скоростью. При этом происходит периодическое прерывание светового потока источника 16. Приемник 17света формирует трапецеидальные электрические импульсы, Длительность фронта этих импульсов определяется временем пересечения краем отверстия модулирующего диска 15 светового потокав плоскости модулирующего диска. Поскольку фокусирующая линза 14 меняетплотность светового потока по сечению светового луча в зависимости от 40ее положения на оптической оси, тоцлительность фронта импульсов на выходе приемника 17 зависит от расстояниямежду Ьокусирующей линзой 14 и модупирующим диском 15, которое меняетсяс поворотом щупа 13 вокруг оси ва,:-;:. 20,Таким образом, длительность фронтаимпульсов датчика 1 угла зависит отугла поворота щупа 13, Учет начального.положения фокусирующей линзы 14 на оптической оси осуществляется при гра. дуировке АЦП 4,Перед началом измерения усилияконтактного нажатия электромагнитногореле 12 к выходу источника 6 напряже" 55ния и входу инвертора 7 подсоединяют"ся контакты контактируемого реле 12При контроле усилия контактного нажатия нормальнб замкнутых контактов с помощью переключателя 8 к второму входу элемента И 11 подключается вход инвертора 7. Перед измерением щуп 13 и закрепленная на нем линза 14 занимают исходное положение. При этом на выходе приемника 17 света формируются сигналы с одинаковой длительностью фронтов, Сигнал с выхода приемника 17 света одновременно поступает на вход компаратора 9 и операционного усилителя 2. Усиленный сигнал с выхода операционного усилителя 2 при- ходит на вход коммутатора 3. Компаратор 9 формирует прямоугольные импульсы, длительность и фаза которых совпадают с длительностью и фазой входных сигналов. Эти сигналы поступают на вход одновибратора 10, на выходе которого формируются прямоугольные положительные импульсы, начало которых совпадает с выходным импульсом компаратора 9, а длительность не превышает длительности фронта сигнала на выходе приемника 17 света. Эти импульсы .поступают на один из входов элемента И 11.При контроле усилия контактного нажатия нормально замкнутых контактов реле 12 на другой вход элемента И 11 от источника 6 напряжения через контакты реле 12 и переключатель 8 поступает единичный сигнал. Этот сигнал обеспечивает прохождение импульсов с выхода одновибратора 10 через элемент И 11 на вход управления коммутатора 3, На время действия управляющего импульса коммутатор 3 переходит из непроводящего в проводящее состояние и пропускает часть переднего фронта импульса с выхода приемника 1. Таким образом, на вход АЦП 4 поступают треугольные импульсы постоянной длительности, наклон которых, а следовательно, и амплитуда определяются длительностью переднего фронта выходных сигналов приемника 17 светаАЦП 4 измеряет и регистрирует максимальную амплитуду входных сигналов.Рассмотрим работу граммометра при контроле усилия контактного наж.-"тия нормально замкнутых контактов контролируемого реле 12. Измеряемое усилие Г контактного нажатия электромагнитного реле 12 должно быть приложено к концу щупа 13 перпендикулярно оси зала 20. Это положение должно сохра1569982 няться в процессе всего измерения. Усилие прикладывается в направлении, обеспечивающем размыкание нормально замкнутых контактов реле 12. При приложении усилия Г к щупу 13 последний отклоняется, вызывая при этом увеличение расстояния между линзой 14 и модулирующим диском 15 и соответствующее уменьшение диаметра светового потока в плоскости модулирующего диска 15, Это приводит к уменьшению длительности фронтов трапецеидальных импульсов на выходе приемника 17 света и соответствующему увеличению ампли туды треугольных импульсов на входе АЦП 4, который измеряет и регистрирует максимальные значения поступающих электрических сигнагов, Как только усилие, приложенное к щп.у 13, л превышает усилие контактного нажатия контролируемого реле 12, нормально9замкнутые контакты реле 12 размыкаются. Одновременно с этим на второй вход элемента И 11 перестает посту пать сигнал с источника 6 напряжения. В результате блокируется прохождение сигналов с выхода одновибратора 10 через элемент И 11 на вход управления коммутатора 3. Последний остается в разомкнутом состоянии. На выходе АЦП 4 автоматически фиксируетсязначение электрического сигнала, соответствующее моменту размыкания контактов контролируемого реле 12.После снятия усилия с щупа 13 и формирования импульса сброса в формирователе 5 электронный граммометр переводится в исходное состояние и готов к следующему измерению, 40 При контроле нормально разомкнутых контактов граммометр работает аналогичным образом с той лишь разницей, что в исходном состоянии выход инвер тора 7 с помощью переключателя 8 подключается к второму входу элемента И 11. При этом положительный сигнал с выхода инвертора 7 до момента замыкания нормально разомкнутых контактов реле 12 обеспечивает прохождение сигналов с выхода одновибратора 10 через элемент И 11 на вход управления коммутатора 3. В момент замыкания контактов реле 12. на нход инвертора 7 поступает положительный сигнал. После этого коммутатор 3 остается в разомкнутом состоянии, фиксируя момент ,замыкания контактов реле 12. 6Операционный усилитель 2 позволяет учесть коэффициент пропорциональнос-, ти между выходом АЦП и величиной усилия, приложенного к щупу 13.В качестве источника 16 света мо- жет быть использован светодиод или лампа накаливания, В качестве приемника 17 света может быть применен фотодиод, например ФД 8 К. Операционный усилитель 2 может быть выполнен на базе микросхемы 140 УД 8, Коммутатор 3 может быть выполнен на основе электронного ключа, например микросхемы К 590 КН 2, В качестве одновибратора и элемента И могут быть использованы микросхемы серии 155, а в качестве инвертора - микросхема типа 243 ЛНЗ. Формула изобретения 1. Электронный граммометр, содержащий датчик угла, операционный усилитель, выход которого соединен с информационным входом коммутатора, выход коммутатора соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, вход сброса которого подключен к выходу формирователя импульсов, источник напряжения, выход которого через контролируемые контакты соединен с входом инвертора и с одним входом переключателя, другой вход которого соединен с выходом инвертора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности электронного граммометра, в него введены компаратор, одновибратор и элемент И, выход датчика угла соединен с входами операционного усилителя и компаратора, выход которого через одновибратор соединен с одним входом элемента И, другой вход элемента И подключен к выходу переключателя, а выход соединен с управляющим входом коммутатора.2, Граммометр по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что датчик угла содержит щуп с фокусирующей линзой, модулирующии диск с приводом, источник и приемник света, возвратную пружину, корпус, при этом щуп с фокусирующей линзой и модулирующий диск укреплены соответственно на первом и втором ортогонально установленныхсвалах с возможностью их вращения относительно корпуса, первый вал соединен с корпусом через возвратную пру,жину, источник света через фокусиру1569982 ющую линзу и модулирующий диск опти-, чески связан с приемником света, выход которого является выходом датчика угла. Составитель А.СмирновТехред М.Ходанич Корректор Э,Лончакова Редактор М.Бланар Заказ 1457 Тираж 669 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5В Производственно-иэдательскнй комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101