Источник импульсного магнитного поля

(191 (1 114 601 12 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(57) Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и можетбыть использовано в качестве источника поля при контроле ферромагнитных иэделий, при исследовании силового воздействия импульсного магнитного поля на ферромагнитные изделиядля управления исполнительным меха-низмом в системе управления, например клапаном. Таймер 2 запускаетсядатчиком 1 положения и вместе с таймером 3 служит для формирования выходного импульса. Элементы И 4 и 13,элементы ИЛИ 5 и 7, генератор 10,формирователь 11 и мультивибратор 12служат для формирования управляющихимпульсов ключей 19 и 20. Всли средний ток в обмотках выходных исполнительных элементов 21 и 22 превышаетдопустимый, то пороговый блок 18 через функциональный преобразователь14 ограничивает его. Инвертор 6 обеспечивает работу ключей 19 и 20 в противофазе, Напряжение на интегратор17 подается с шунта 16, формирователь 15 служит для сброса интегратора 17. Счетные импульсы на таймер 2поступают с датчика 3 импульсов через умножитель 9 частоты, Преобразователь 14 служит также для стабилизации среднего тока в элементах 21и 22 при изменении питающего напряжения на входе 27. Управление формойвыходных импульсов осуществляетсякодом, поступаюшим на шину 26 данных.Это позволяет управлять формой импульса, поступающего на элементы 21и 22, обеспечивая их надежное срабатывание стабилизировать параметрыэтих импульсов и обеспечить автоном- .ность устройства. 1 з.п, ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и может быть использовано в качестве источника поля при контроле ферромагнитных изделий, при исследовании силового воздействия импульсного магнитного поля на ферромагнитные изделия, для управления исполнительным механизмом в системе управления, например клапаном,Цепью изобретения является повышение надежности за счет выбора оптимальной формы импульса, поступающего на исполнительный элемент, стабилизации параметров этого импульса,обеспечения автономной работы,На фиг1 представлена функциональная схема предлагаемого источника импульсного магнитного поля; на 20фиг. 2 - программируемый таймер.Источник импульсного магнитногополя содержит датчик 1 положения,последовательно соединенные первыйпрограммируемый таймер 2, второй 25программируемый таймер 3, элемент И4 и элемент ИЛИ 5, выход которого через инвертор 6 подключен к первомувходу элемента ИЛИ 7, Выход датчика8 импульсов через умножитель 9 частоты подключен к счетному входу таймера 2. Устройство содержит такжепоследовательно соединенные генератор 10, формирователь 11 импульсов,ждущий мультивибратор 12, элемент13 И.Функциональный преобразователь 14подключен к управляющему входу ждущего мультивибратора 12, а второй формирователь 15 импульсов - к выходу 40таймера 3. Бунт 16 включен последовательно в цепь питания исполнительных элементов (обмоток), а напряжение с него поступает на вход интегратора 17, выход которого соединен с 45входом порогового блока 18. Ключи 19и 20 подключены к выводам выходныхисполнительных элементов 21 и 22,Второй выход шунта 16 и первый входпреобразователя 14 подключен к выходу внешнего источника питания, т.е,являются входом питания устройства,Таймеры 2 и 3 содержат (фиг, 2)триггер 23, элемент И 24 и счетчик25. Позицией 26 обозначена шина данных, позицией 27 - вход питания устройства,Датчики 1 и 8 могут быть выполнены в виде фотоэлектрических датчиков положения и угла задающего элемента,например маховика, или являться различными выходами делителя частоты,подключенного к выходу генератораимпульсов. Датчик 1 предназначен дляформирования однократного импульса вначале цикла работы устройства, адатчик 8 - для формирования последовательности импульсов в течение цикла.Информационные входы счетчика 25таймера 2 и 3 подключены к шине 26данных устройства, Счетчик 25 выполнен реверсивным, работает на вычитание. Он может включить также входнойбуферный регистр, в который по соответствующему адресу заносится информация с шины данных, Выходы регистраподключены к информационным входамреверсивного счетчика, выход которого является выходом счетчика 25,Формирователь 11 может быть выполнен в виде ждущего мультивибратораформирующего импульсы заданной длительности. Он может быть выполненперестраиваемым. Иультивибратор 12выполнен управляемым, так что длительность его выходных импульсов зависит от напряжения на управляющемвходе. В качестве мультивибратораможно использовать также программируемый таймер с высокочастотным генератором на счетном входе. Приэтом информационный вход таймера подключен к кодовому выходу преобразователя 14 или через АЦП к его аналоговому выходу,Преобразователь 14 может быть выполнен в виде дешифратора (ППЗУ),устанавливающее однозначное соответствие между выходным кодом АЦП, навход которого поступает напряжениес первого входа преобразователя 14,и выходным кодом преобразователя 14,который через соответствующий ЦАПможет также подаваться на его аналоговый выход (это необходимо в случаевыполнения мультивибратора 12 анапоговым). Второй вход дешифратора подключен к выходу блока 18 и при появлении, например, логической единицына втором входе дешифратора вид задаваемой им функциональной зависимости меняется, уменьшая значениевыходного кода в заданное число раэили ограничивая его по величине,Формирователь 15 предназначен дляформирования корогкого импульса позаднему фронту входного импульса и5 152может быть выполцец в виде последовательно соединенцых дифферецциатора, ограничителя, блока смещения иинвертора, Интегратор 17 представляет собой последонательцо соединенныедифференциальный усилитель и интегратор со сбросом. Блок 18 выполненв виде двух компараторов с объединенными входами. Выводы компараторовсоединены с выходами блока 18, выходкомпаратора, подключенный ко входуэлемента 7 может быть также соединенс выходом сигнала неисправности устройства, Элементы 21 и 22 могут представлять собой электромагниты, управляющие обмотки клапанов, форсунок и тиУстройство работает следующим образом,Выходной импульс датчика 1 запускает таймер 2, который начинает подсчитывать выходные импульсы умножителя 9, В момент, когда число этихимпульсов окажется равным значениюкода, записанного в момент запуска всчетчик 25, потенциал иа его выходепереполнения устанавливает триггер 23в исходное состояние и запускает таймер 3, Триггер 23 выполнен с динамическими входами, т,е, срабатывает поперепаду входного потецциала, например из единицы в нопь.Пока на выходе таймера 2 присутствует высокий логический уровень импульсы через элемент И 13 и элементИЛИ 5 поступают на управляющий входключа 20, Длительность импульсов задается мультивибратором 12, которыйв свою очередь управляется преобразователем 14, Это позволяет сформировать первую часть импульса тока вэлементах 21 и 22 с амплитудой, превышающей амплитуду остальной частивыходного импульса, 1(огда ключ 20открыт, через выходные элементы 21и 22 протекает ток, Напряженность выходного поля определяется среднимзначением тока в элементах 21 и 22.В моменты времени, когда ключ 20 закрывается, открывается ключ 19, исключая влияние ЭДС самоиндукции напараметры выходного импульса поля изащищая элементы 21 и 22,Запуск таймера 3 происходит в момент окончания выходного импульсатаймера 2, С этого момента на ключ 20через элемент И 4 и элемент ИЛИ 5поступают импульсы меньшей скважно 9154 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 сти с выхода формирователя 11, В момент окончания импульса ца выходетаймера 3 устройство оказывается висходном состоянии, Ймпульсы напряжения с шуцта 16 интегрируются интегратором 17. Если его выходной сигналпревысит первое пороговое значение,задаваемое установкой на входе соответствующего компаратора блока 18,последний через преобразователь 14ограничивает скважность импульсовмультивибратора 12, а следовательнои амплитуду выходных импульсов (ихначальной части), Если же напряжениена интеграторе 17 продолжает нозрастать, оно достигает второго порогового значения, прц этом блок 18 черезэлемент ИЛИ 7 замыкает ключ 19 и сигцапизирует о неисправности,В момент окончания выходного импульса таймера 3 формирователь 15 сбрасывает интегратор 17,По сравнению с известным, предлагаемое устройство обладает следующими преимуществами: позноляет сформировать выходной импульс поля сложной формы с цапряжецностью на начальном участке большей или меньшей, чем в остальной части импульса, что позволяет получить заданный закон изменения цамагцичивающего поля, а при использовании в силовых элементах обеспечить надежное срабатывание исполнительного органа; ампнитуда начальной части выходного импульса в предлагаемом устройстве стабильна при изменении напряжения питания, чтообеспечивает надежное срабатываниеисполнительного элемента или перемагничивацие заданным полем; вцд зависи мости выходно го си гнал а от напряжения питания (цли иной величины, информация о которой подается на функциональный преобразователь) можетизменяться путем перестройки, изМенения структуры дешифратора этого преобразователя; выходные обмотки впредлагаемом устройстве надежно защищены от перегрева, а ЭДС самоицдукции не оказывает влияния на выходнойсигнал; при выходе из строя управляющего процессора, подключенного к шине данных, устройство продолжает работать по заданной программе, поскольку информация о длительности вы-ходного импульса и его форме хранится в программируемых таймерахЭтообеспечивает повышение надежности по сравнению с известными устройствами. Формула изобретения 1. Источник импульсного магнитного поля, содержащий датчик положения, выход которого соединен с входом запуска программируемого таймера, счетный вход которого соединен с выходом блока формирования, вход которого соединен с выходом датчика импульсов, а также группу выходных исполнительных элементов, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен вторым программируемым таймером, двумя элементами ИЛИ, инвертором, двумя элементами И, двумя формирователями импульсов, генератором импульсов, функциональным преобразователем, ждущим мультивибратором, пороговым блоком, двумя ключами, шунтом и интегратором, при этом блок формирования выполнен в виде умножителя частоты, выход первого программируемого таймера соединен с входом запуска второго программируемого таймера и первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами упвавления первого ключа и входом инвертора, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом управления второго ключа, первый выход которого соединен с первым выводом щунта, первым входом интегратора и первыми выводами группы выходных исполнительных элементов, вторые выводы которых соединены с вторым выводом второго ключа и первым выводом 5 10 15 20 25 30 35 40 первого ключа, второй вывод которогосоединен с общей шиной, причем второйвывод шунта соединен с вторым входоминтегратора, входом питания источника импульсного магнитного поля и входом функционального преобразователя,выход которого соединен с управляющим входом ждущего мультивибратора,выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход генератора импульсов соединен со счетнымвходом второго программируемого таймера и входом первого формирователяимпульсов, выход которого соединенс входом запуска ждущего мультивибратора и первым входом второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, авыход второго программируемого таймера соединен с вторым входом элементаИ и входом второго формирователя импульсов, выход которого соединен свходом сброса интегратора, выход которого соединен с входом поооговогоблока, выходы которого соединены соответственно с управляющим входом функционального преобразователя и вторымвходом второго элемента ИЛИ,2. Источник по и, 1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что программируемый таймер выполнен в виде триггера, элемента И и счетчика, при этомвход запуска программируемого таймера соединен с первым входом триггераи входом записи счетчика, счетныйвход которого соединен с выходом элемента И, входы которого соединены соответственно со счетным входом программируемого таймера и выходом триггера, второй вход которого соединенс выходом переполнения счетчика и выходом программируемого таймера,152954 ставитель С. Шумилихред Л.Сердюкова ая Корректор М.П дактор Н.Парфенова Производственно-издательский комбинат Патент , г. Укгород, ул. Гагарина, 111 1101 аэ 7637/4НИИПИ Госуд Тираз 74 Подписноественного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5