Устройство для подгонки резисторов из изолированного провода

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиикСвциалистическикРесттубпии 1 и 765890 Дополнительное к авт. свид 22) Заявлено 08.01.79 (21) 2700553/24-0 51) М. К рисоединением/2 вкиГосударственный комит 23) Приоритет СССР аа делам изобретен и открытийпубликован ата опубли С. С, Гречанлийский, И, И. Гришанов, С. Н В. С. Мирошниченко и В, И. На 72) Авторы изобретения имитракис олитехнический институт им. С. Лазоодственное объединение Микропровод Кишиневски и Научно-про71 Заявители 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДГОНКИ РЕЗИСТОРОВ ИЗ ИЗОЛИРОВАННОГО ПРОВОДАИзобретение относится к технологичес,им устройствам для производства моточных изделий из изолированного провода, в частности, микропровода, и может быть использовано для подгонки до номинального значения реэнстнвных из микропровода в стеклянной изоляции беэ нарушения сплошности последней.Известно устройство, реализующее способ подгонки проволочных резисторов и основанное на подгонке резисторов до номинального значения без разрушения иэоля. т 0 ции сматываемого излишка провода 1. Электрическая схема этого устройства построена так, что подгоняемый резистор и сопротивление сматываемого провода включены как плечи в мостовую измерительную схему, в которой два других плеча образованы магазинами сопротивления: магазином, на котором устанавливается сопротивление, равное номинальному для подгоняемого резистора, и магазином, на котором устанавливается сопротивление, равное сопротивлению участка провода, подлежащего сматыванию с подгоняемого резистора. В образованную таким образом схему входят также источник переменного напряжения, включенный в диагональ мостовой схе. мы, и нуль-индикатор.Известное устройство обеспечивает под. гонку резисторов до 1 О мОм с точностью не хуже 0,02%. При подгонке резисторов более высокого номинального значения точность изделий, получаемых на этом устройстве ухудшается из-за наличия реактивности подгоняемого резистора и сматываемого участка микропровода, укладываемого на вспомогательный каркас.Наиболее близким к иэобретнию по технической сущности и достигаемому результату является устройство для автоматического контроля проволочных катушек в процессе их намотки без повреждения изоляции, где отдающая бобина - потенциальный источник помех - исключена иэ измерительной цепи 12. Устройство содержит гармонический генератор, емкостные токо- проводящий и токосъемный электроды, мостовую измерительную схему, подключенные к последней фазочувствительный нуль-индикатор и фазоинверсный электронный усилитель, между входом к выходом которого включена одна ветвь мостовой измерительной схемы, образованной наматываемой ка.тушкой и последовательно с ней включенным эталонным резистором, а выход фазоинверсного усилителя нагружен на прецизионный делитель напряжения, образующий вто. рую ветвь мостовой измерительной схемы,Однако известное устройство предназначено только для намотки резнстивных элементов и не может быть использовано для завершающего цикла изготовления моточных изделий для подгонки к номинальному значению прецизионных микропроволочных резисторов обмоток в основном по следующим причинам, Известное устройство предусматривает использование в качестве токосьемного электрода емкость, образован. ную электропроводящей поверхностью бобины и наматываемым на нее проводом или емкость между проводом на непроводящей поверхности бобин и электропроводящей средой, в которую погружают бобину. Величина емкости при этом постоянна и практически не зависит от количества витков провода, намотанного на бобину, Прецизионные микропроволочные резисторы не изготавливают с намоткой на электропроводящую поверхность, а помещать их для подгон ки в электроп роводя щую среду не целе. сообразно из-за опасности изменения номи. нала вследствие неполного удаления элект. ропроводной среды, Кроме того, электропроводящая среда и последующая сушка подгоняемого резистора приводят к возникновению тензоэффекта в проводе и перераспределению механических напряжений в об. мотке, что является одной из причин обрывов, Использование в качестве токосъемного электрода активного сопротивления подгоняемого резистора (которое в процессе подгонки является величиной переменной) приводит к тому, что при подгонке прецизионного резистора сопротивление сматываемого излишнего участка провода (которое включено в плечо измерительного моста последовательно с эталонным резистором) бывает невелико - в среднем 2 - 4/о от величины сопротивления подгоняемого резистора, а следовательно, невелико и сопротивление эталонного резистора. При таком положении обратная связь фазоинверсного усилителя становится настолько глубокой, а напряжение на его выходе малым, что оказывается недостаточным для питания фазочувствительного выпрямителя: подгоняемый резистор гасит на себе практически бо. лее 90/О напряжения с гармонического ге. нератора, Усилитель небаланса фазочувст. "вительного выпрямителя шунтирует сопротивление сматываемого с подгоняемого резистора участка излишнего провода, что снижает точность измерения.Целью изобретения является повышение точности в широком диапазоне номиналь 1 ных значений сопротивлений.Это достигается тем, что в устройстве, содержащем гармонический генератор, токосъемный и емкостной токоподводящий электроды, мостовую и измерительную схе.му с фазочувствительным нуль-индикатором;управляющим двигателем намотки, и источник опорного напряжения в виде фазо.инверсного электронного усилителя, междувходом и выходом которого включена однаветвь мостовой схемы, образованная наматываемой катушкой и последовательно сней включенным эталонным резистором, авыход нагружен на прецизионный делительнапряжения, образующий вторую ветвь измерительной мостовой схемы, в качестве тоКосъемного электрода использовано активное сопротивление подгоняемого к номинальному значению резистора, связанного черезэмиттерный яовторитель с упомянутым фазоинверсным усилителем, выход которого1 ф дополнительно нагружен на усилитель-ограничитель опорного, напряжения, а между входом фазочувствительного нуль-индикатораи выходом мостовой измерительной схемывключен усилитель с входным сопротивлезюнием 10" - 109 ОмЕмкостной токопроводящий электродпредложенного устройства может быть выполнен в виде остеклованного изнутри пазав электропроводящем материале и снабженсо стороны наматываемой катушки фикса 23 тором провода в форме открытой спирали,при этом наматываемая катушка может бытьвыполнена в виде неподвижной констоли,на свободном конце которой установлен приемный механизм сматываемого провода вформе стального тора, насаженного на осьвращения.На фиг. 1 изображена функциональнаясхема предлагаемого устройства; на фиг, 2функциональная схема измерительного контура; нл фиг. 3 и 4 - токопроводящий электрод и наматываемая катушка (приемныймеханизм сматываемого с подгоняемого резистора излишка провода),Предлагаемое устройство для изготовления моточных изделий из микропровода встеклянной изоляции содержит изолированфф ный провод 1, образующий сопротивлениеподгоняемого резистора 2 и наматываемойкатушки 3. Гармонический генератор 4, подключенный одним из полюсов к токопрово.дящему электроду 5, образующему .с про 43водом 1 емкость 6, а другим (заземленным)подсоединен к эмиттерному повторителю 7,через который подгоняемый резистор 2 связан с фазоинверсным усилителем 8, являющимся источником опорного напряжениямостовой измерительной схемы.юе Наматываемая катушка 3 и соединенныйс нею последовательно через контакт 9 эталонный резистор 10 охватывает эмиттерныйповторитель 7 и фазоинверсный усилитель 8обратной связью, образуя при этом одну изветвей мостовой измерительной схемы.И Выход фазоинверсного усилителя 8 нагружен прецизионным делителем из резисторов 11 и 12, образующих другую ветвьмостовой измерительной схемы, и усилите.3 10 13 ЪО 23 3 40 45 50 ЮВ лем-ограничителем 13 опорного напряжения, которьй, в свою очередь, нагружен на первичную обмотку трансформатора 14 с симметричным выходом,Общий вывод (точка 15) резисторов 1 и 2 и контакт 9 подключены к соответствующим клеммам на высокоомном входе усилителя 6, который предотвращает шунтирование наматываемой катушки 3 элементами нуль-индикатора, состоящего иэ усилителя небаланса 17, фазочувствительного выпрямителя 18 и поляризованного реле 19, включенного в цепь питания двигателя 20 намотки, фаэочувствительный выпрямитель 18 в. качестве опорного использует напряжение со вторичной обмотки трансформатора 14,Для фиксации провода 1 в пазу токо- подводящего электрода на конце его со стороны наматываемой катушки выполнена открытая спираль 21, а поверхность паза по. крыта стеклянной пленкой толщиной 80 - 100 мм, которая является дополнительной защитой от пробоя изоляции провбда 1 при высоких напряжениях на выходе гармонического генератора 4.Емкость 6 при такой фиксации провода 1 остается практически постоянной, а провод 1 легко заправляется самозаходом в паз, ширина которого составляет не более трех диаметров провода 1, а протяженность в электропроводяшем материале - 5 - 10 мм (протяженность провода 1 в пазу обозначена точкой а),Для исключения погрешностей, возникающих при использовании щеточных контактов, и обеспечения безынерционной смотки провода 1, предотвращающей тензоэффект в проводе 1, наматываемая катушка 3 выполнена в виде неподвижной консоли, защемленной одним концом в опоре 22, на которой выполнены контактная площадка 23 для осуществления гальванического контакта 9 и предохранительная крышка 24, покрытая с внутренней стороны слоем поро., лона.1-а свободном конце консоли размещен стальной тор 25, имеющий свою ось вращения, кинематически связанную с двигателем намотки 20.В основу работы предлагаемого устройства положены следующие положения:- входное сопротивление любого одно- и многокаскадного усилителя,. охваченного параллельной отрицательной обратной свя. зью, меньше суммарного сопротивления обратной связи во столько раз, какова величина коэффициента усиления усилителя, Если учесть, что коэффициент усиления фазоинверсного усилителя 8 не менее 1000, а суммарное сопротивление наматываемой катушки 3 и эталонного резистора мало (сматывается провода 1 не более 3 - 5% по сопротивлению от подгоняемого резистора), то сопротивлением эмитерного повторителя 7 и усилителя 8 можно пренебречь и считать точку а (сосредоточенный параметр контролируемого электродом 5 провода 1) за. короченной на корпусе устройства. Теория и эксперимент позволяют в этом случае счи. тать, что сопротивление катушки 3, эталон. ный резистор 10 и резисторы 11 и 12 образуют измерительную мостовую схему, источником питания которой является фазоин. версный усилитель 8;- в условиях, когда гасящий на себе напряжение гармонического генератора 4 реэистивный элемент - подгоняемый резистор 2 - не является по сопротивлению постоянным, напряжение на выходе фазоин. версного усилителя 8 будет подвержено зна. чительным колебаниям: от минимального и недостаточного для чувствительных нуль- индикаторов (на практике менее 2 мкВ), до максимального (1 В и более) при большой смотке провода с подгоняемого резистора 2, Для оптимальной работы нуль-инди. катора, а точнее его фазочувствительного выпрямителя 18, следует в первом случае усиливать напряжение с фазоинверсного усилителя 8, а во втором - ограничивать величину выходного напряжения. Таким образом, применение усилителя-ограничителя 13, нагруженного на выход фаэоинверсно. го усилителя 8, является необходимым для точного измерения сопротивления сматываемого провода;- любой высокоомный вход электрического звена является гарантией от шунтирования подключенного к нему низкоомного элемента другими элементами схемы, поэтому для повышения точности измерения на входе нуль-индикатора предложенного устройства необходим промежуточный усилитель 16 с высокоомным входом для предотвращения шунтирования сопротивления катушки 3;- точность измерения сопротивления сматываемого провода 1 с подгоняемого ре. зистора 2 определяется также эталонным резистором 8 и соотношением резисторов 11 и 12, поэтому в качестве резисторов1 и 12 использованы точные микропроволочные резисторы, а эталонным резистором 8 является магазин сопротивлений безреактивный,Устройство работает следующим образом,Подгоняемый резистор 2 устанавливают в центре, один из которых кинематически связан с двигателем намотки 20, а другой электрически соединенсо входом эмиттер. ного повторителя 7. Проводс токопропода, не имеющего прямой электрической связи со входом эмиттерного повторителя 7, отсоединяют, фиксируют в электроде 5, и осуществляют гальванический контакт 9 на контактной площадке 23. После этого закрывают крышку 24, создавая при этм пружинящее давление на участок провода 1, размещенный на площадке 23. Это давление предотвращает прямое воздействие на кон7658,97такт 9 от кручения провода 1 при его укладке на катушку 3, и тем самым исключается нарушение контакта 9 даже при достаточно высоких скоростях смотки микропровода. В спирали 2 провод фиксируется самозаходом.На магазине эталонного резистора 10 выставляют сопротивление, равное сопротив- лению излишнего провода на подгоняемом резисторе 2, Мостовая измерительная схема при этом оказывается разбалансированной, реле 19 срабатывает и включает питание двигателя 20 намотки, который начинает вращать резистор 2 и тор 25,За счет эффекта сцепления трущихся друг о друга поверхностей электризованной изоляции провода 1 и тора 25, тор 25 захватывает провод 1 и укладывает его на катушку 3, При этом движущийся провод 1 самозаходом по спирали 21 опускается к ее центру и фиксируется в пазу электрода 5.На мотка продолжается до тех пор, пока сопротивление катушки 3 не станет рав.ным эталонному на магазине эталонного резистора 10 и не обесточится реле 19, отключив питание двигателя намотки 20.Провод 1 обрывают (после остаиова двигателя 20) в средней части электрода 5, за- делывают его на токопровод резистора 2 и вынимают последний из центров, как готовый подогнанный к номинальному значению резистор. питания, отличающееся тем, что, с целью повышения точности в широком диапазоне номинальных значений сопротивлений, оноснабжено фазоинверснцм усилителем, усилителем-ограничителем, фазоинверсный усиФормула изобретения Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР246640, кл. Н 01 С 7/22, 1966.2. Авторское свидетельство СССРЯ 255412, кл. Н О С 7/22, 968 прото 3 тип). 1. Устройство для подгонки резисторов из изолированного провода, например микропровода, содержащее механизм приема сматываемого с подгоняемого резистора провода с электрическими контактными элементами и приводом с блоком управления, вращающийся механизм крепления с вращающимися контактными элементами, расположенный вежду ними емкостной электрод для связи жилы контролируемого провода с электрической цепью, мостовую измерительную схему, одна ветвь которой образована прецизионным делителем, другая ветвь образуется участком между контактными элементами для подсоединения контролируемо 1 О 13 30 23 36 33 03го провода и образцовым элементом между общими точками первой и второй ветвей включен вход фазочувствительного усилителя, выходом подключенного к блоку управления приводом смотки провода, и источник литель подключен одним полюсом к вращающимся контактным элементам механизма крепления подгоняемого резистора, а дру. гим - к одному из полюсов источника питания, подключенного другим полюсом к указанному электроду, выход фазоинверсного усилителя подключен к делителю мостовой схемы и входу усилителя ограничителя, который выходом подключен к фазочувствитель. ному усилителю, образцовый элемент выполнен в виде резистора и включен между контактным элементом механизма приема п,ровода и выходом фазоинверсного усилителя, механизм крепления подгоняемого резистора также связан с приводом, причем механизм приема. провода выполнен из неподвижного проводоприемника с неподвижным контактным элементом и вращающимся, связанным с приводом проводоукладчиком.2. Устройство по и, 1, отличающееся тем, что механизм приема провода выполнен в виде неподвижной консоли, через которую проходит вращающаяся ось, на свободный конец которой установлен элемент в виде тора.3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что емкостной электрод выполнен в виде металлического бруска с пазом, внут. ренняя поверхность паза покрыта слоем изо-. ляции, при этом металлический брусок со стороны механизма приема снабжен стабилизатором положения провода, выполненным в виде спирали.765890 ю г Е.З фри едактор Ь, Фельдман аказ 6520/48 ВНИИПИ Хос но делам 1 ЗОЗ 5, Москва Филиал ППП Пат