Устройство для контроля параметров срабатывания электромагнита

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 23/02 1511 4 С МИТЕТ СССРЙ И ОТКРЫТИЙ СУДАРСТВЕННЫИО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ЕПЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯМЕТРОВ СРАБАТЫВАНИЯ ЗЛЕКТРОМА(57) Изобретение относится крольно-измерительной техникеназначено для контроля электртов постоянного тока, не имеюсобственных контактных групп,изобретения является расширенфункциональных возможностей уства за счет определения быст о елью ие .стройродейАВТОРСКОМУ СВИ СССР980.СР1981.СР1983.ПАРАГНИТАконти пред- омагнищих801249489 А 1 ствия возвратного механизма электромагнита. Устройство содержит блокпитания, генератор импульсов, .первыйи второй элементы ИЛИ, первый и второй триггеры, первый и второй эле- .менты И, датчик тока, к выходу кото.рого через ключ подключен амплйтудный детектор, блок изменения периода следования импульсов, первый,второй, третий и четвертый выключатели и последовательно соединенныедифференцирующий элемент, двухразрядный счетчик импульсов, ждущиймультивибратор и элемент индикации.Устройство обеспечивает проверкутока срабатывания электромагнита,установление момента достижения предельного значения быстродействиявозвратного механизма электромагнитаи проверку стабильности работы электромагнита при предельном быстродействии. 1 з.п.ф-лы, 4 илИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для контроля электромагнитовпостоянного тока, не имеющих собственных контактных групп.Целью изобретения является расши.рение функциональных возможностейустройства за счет определения параметров быстродействия возвратногомеханизма электромагнита.На фиг.1 .приведена блок-схемаустройства; на фиг. 2-4-диаграммыпоясняющие принцип работы устройства,Устройство содержит блок 1 питания, первый выключатель 2, первыйэлемент ИЛИ 3, первую 4 и вторую 5входные клеммы, датчик 6 тока, диф 1ференцируюший усилитель 7, усилительограничитель 8, первый 9 триггер,шину 10 установки в исходное состояние устройства, амплитудный детектор 11, состоящий из третьего диода 12, конденсатора 13, повторителя 14 нап ряжения, компаратора 15 и шунтирующего ключа 16, а также ключ 17, второйвыключатель 18, генератор 19 импульсов, первый элемент И 20, блок 21 изменения периода следования импульсов, четвертый 22 и третий 23 элементы И, первый 24 и второй 25 счетчикиимпульсов, узел 26 поразрядного сравнения, элемент НЕ 27, второй диод 28,третий счетчик 29 импульсов, .диффе- . ренцирующий элемент 30, двухраэрядный счетчик 31 импульсов, состоящий из триггеров первого 32 и второго (старшего) 33 разрядов, ждущий мультивибратор 34, элемент 35 индикации, второй элемент ИЛИ 36, второй элементИ 37, второй триггер 38, первый диод 39, третий 40 и четвертый 41 выключатели.Устройство работает следующим образом,.Перед началом проверки к входным клеммам 4 и 5 устройства подключают контролируемый объект (обмотку элект ромагнита), а на шину 1 О подают короткий импульс (фиг.2 а) для установки устройства в исходное состояние. Задним Фронтом этого импульса триггер 9 устанавливается в единичное состояние (фиг.2 д), а сигналом с выхода этого триггера замыкается аналоговый ключ 17, подключая вход детектора 11 к датчику б тока, Кроме того, на время действия импульса ус ного механизма электромагнита; тре-, 25тии режим - проверка стабильностиработы электромагнита при предельныхзначениях параметров срабатывачия(быстродействия) его возвратного механизма. 30 5 10 15 20 35 40 45 50 55 тановки исходного состояния замыкается ключ 16, разряжая конденсатор 13, устанавливается в нулевое состояние счетчик 29, триггер 38 устанавливается в единичное состояние ,фиг.3 ж), а с его выхода уровень логической единицы поступает на второй вход элемента И 20, подготавливая его открытие, Пройдя через элемент ИЛИ 36 и развязывающий диод 39, указанный импульс устанавливает в нулевое состояние счетчик 31 (фиг,3 м) и счетчик 24 блока 21 соответственно. Развязывающий диод 28 в блоке 21 не пропускает импульс установки в исходное состояние схемы на вход счетчика 25.Устройство контроля обеспечивает работу схемы в трех режимах: первый режим проверки величины тока срабатывания электромагнита; второй режим- установление момента достижения предельного значения параметров срабатывания (быстродействия) возвратВ первом режиме при проверке величины тока срабатывания электромагнита включают выключатель 18 (фиг,2, момент времени 42), и напряжение с выхода блока 1 питания через элемент ИЛИ 3 поступает на входную клемму 4 устройства и через обмотку электромагнита (не показана) - на входную клемму 5 устройства и датчик 6 тока, Ток в обмотке электромагнита нарастает по определенному закону (фиг,2 б), Падение напряжения на датчике 6 тока, пропорциональное току, дифференцируется во времени дифФеренцирующим усилителем 7 (фиг.2 в), Усилитель-ограничитель 8 выделяет и усиливает импульс отрицательной полярности (Фиг.2 г), задним фронтом которого триггер 9 устанавливается в нулевое состояние (фиг.2 д), размыкая тем самым ключ 17 (фиг.2, момент. времени 43).Конденсатор 13 заряжается до амплитудного значения напряжения, соответствующего току срабатывания электромагнита (фиг.2 б,1 ). При даль" нейшем нарастанйи тока после срабатывания электромагнита напряжение на конденсаторе 13 не изменяется, 1249489где Б- .напряжение на выходе Оамплитудного детектора,соответствующее максимальному току на участке42-43 (фиг.2);К - сопротивление датчика 15Б6 тока.Во втором режиме для установлениямомента достижения и определенияпредельного значения параметров срабатывания (быстродействия) возвратного механизма электромагнита послеустановки схемы в исходное состояниево все разряды счетчика 25 блока 21 записываются единицы, затем замыкаются выключатели 2 и 40, а выключатель 18 раз.мыкается, Импульсы с выхода генератора 19 (фиг,Зз) через элемент И 20поступают на вход блока 21 и черезэлемент И 22 на вход счетчика 24.После прохождения (2" -1) импульсоввсе разряды счетчика 24 устанавливаются в единицу (и-число разрядовсчетчика 24 импульсон). При заполнении счетчика 24 на выходе узла 26устанавливается уровень логическойединицы, который открывает элементИ 23, а элемент И 22 закрывает, таккак на его, вход сигнал с выхода блока 26 поступает через элемент НЕ 27Задним фронтом первого импульса, про 40шедшего через элемент. И 23, счетчик24 через развязывающий диод 28 устанавливается в нулевое состояние, ачисло, записанное в счетчик 25,уменьшается на единицу. Вследствие 45этого на выходе блока 26 вновь устанавливается уровень логического нуля, а с выхода блока 21 снимается импульс (фиг,Зи) длительностью, равнойпериоду следования импульсов с выхода генератора 19. Схема блока 21 устанавливается в первоначальное состояние, когда элемент И 22 открыт, аэлемент И 23 закрыт, при этом число,записанное в счетчике 25, уменьшено 55на единицу, После прохождения черезэлемент И 22 (2" -2) импульсов числа,записанные в счетчиках 24 и 25, ста" 35 так как ключ 17 в момент времени 43(фиг.2) размыкается,отключая входдетектора 1, Постоянное напряжениена выходе повторителя 14 (фиг,2 е)пропорционально току срабатывания , 5электромагнита, так как11 вьксе нут равными, в результате чего на выходе узла 26 вновь устанавливается уровень логической единицы и формируется второй импульс через интервал, равный (2 -2) периодам следования им. пульсов генератора. Далее процессы повторяются аналогично. При этом интервал между следующими импульсами будет на период следования импульсов генератора меньше предыдущего интервала (Лиг.Зи), Развязывающий диод 39 не пропускает импульсы установки в нулевое состояние счетчика 24 на шину 10 установки устройства в исходное состояние во время формирования импульсов с выхода блока 21.По переднему фронту каждого импульса с выхода блока 21 дифференцирующим элементом 30 формируются ко". роткие импульсы (фигЗк), которые поступают на счетный вход счетчика 31, Одновременно импульс с выхода блока 21 через элемент ИЛИ 3 поступает на входную клемму 4, а пройдя через обмотку электромагнита - на входную клемму 5 и датчик 6 тока.Если возвратный механизм электро- магнита работает ритмично, а его быс" тродействие не достигло предельного значения параметров срабатывания или параметры его срабатывания в настоящий момент времени достигли предельного значения, то после каждого срабатывания электромагнита с выхода усилителя-ограничителя 8 снимается импульс (фиг.Зл), обусловленный наличием падающего участка в токе электромагнита, возникающего при движении подвижной системы электромагнита при его срабатывании. Импульс с выхода усилителя-ограничителя 8 через элемент ИЛИ 36 поступает на вход установки счетчика 31 в нулевое состояние и устанавливает его в нулевое состояние,Вследствие этого на выходе старшего разряда счетчика 31 сохраняется уровень логического нуля, Кроме того, импульс с выхода блока 21 записывается в счетчик 29.Если возвратный механизм электромагнита не успевает за время паузы между импульсами, управляющими работой электромагнита, вернуться в первоначальное состояние, т.е, частота управления импульсов с выхода блока 21 выше предельного значения параметров срабатывания (быстродействия) возвратного механизма электромагни 1249489та, то импульс на вход установки в нулевое состояние счетчика 31 не поступает (фиг.Зл, момент времени 44). В этом случае счетчик 31 не устанавливается в нулевое состояние и в первом разряде счетчика остается логическая "1", которая записалась по переднему фронту очередного импульса с выхода блока 21 (фиг,Зк), 1 О По приходу следующего импульса (фиг.Зи, момент времени 45) на выходе старшего разряда счетчика 31 появляется логическая "1" (фиг.Зм)которая поступает на второй вход 15 элемента И 37 и подготавливает его к открытию, а также запускается ждущий мультивибратор 34 (фиг.Зн), При этом очередной импульс с выхода,генератора (фиг.Зэ, момент времени 2 О 46) поступает на первый вход элемен та И 37 и открывает его. Пройдя через элемент И 37, этот импульс (фиг.Зп)задним фронтом устанавливает триггер 38 в нулевое состояние (фиг.Зж). Вследствие этого элемент И 20 закрывается, прерывая тем самым поступление импульсов на вход блока 21 и формирование импульсов с выхода блока 21. При этом в счетчике 29 за- ЗО писывается количество импульсов, сформированных блоком 21 за цикл. проверки, а вьмодным импульсом ждущего мультивибратора 34 (фиг,Зн), включается элемент 35 индикации, который оповещает об окончании цикла 1проверок по определению предельного значения параметров срабатывания (быстродействия) возвратного механизма электромагнита. По окончании про верки. размыкаются. выключатели 2 и 40.Последний импульс, от которого электромагнит еще сработал, будет ш, где 2 - это число импульсов, 45 записанных в счетчик 31, а ш - число импульсов, записанных в счетчик 29. Предельное значение быстродействия возвратного механизма электромагнита будет определяться длительностью 50 паузы между двумя предыдущими импульсами с выхода блока 21, в которую укладывается определенное количество импульсов с выхода генератора 19 с заданным периодом следования. 55В третьем режиме для проверки стабильности работы электромагнита при предельных значениях параметров срабатывания (бшстродействия ) его возвратного механизма замыкаются выключатели 2 и 41, а выключатели 18 и 40размыкаются, Генератор 19 начинаетформировать прямоугольные импульсы.(фиг4 р), которые через элемент ИЛИ 3поступают на входную клемму 4, апройдя через обмотку электромагнита-,на входную клемму 5 и датчик б тока.Параметры импульсов генератора выбраны исходя из условий максимальногобыстродействия возвратного механизмаэлектромагнита, т.е. за время действия импульса исправный электромагнитуспевает срабатывать, а за время паузы - вернуться в первоначальное состояние с минимальным временем возврата,По переднему фронту каждого импульса генератора 19 дифференцирующимэлементом 30 формируются короткие импульсы (фиг,4 с), которые поступаютна счетный вход счетчика 31,Если электромагнит исправлен иработает стабильно (без сбоев) примаксимальном быстродействии его возвратного механизма, то после каждогоимпульса, поступившего на счетныйвход счетчика 31, на его вход установкив нулевое состояние с выходаусилителя-ограничителя 8 через элемент ИЛИ 36 поступает импульс(фиг.4 т), обусловленный наличием падающего участка в токе электромагнита, возникающего при движении подвижной системы электромагнита приего срабатывания. Вследствие этогона выходе старшего разряда счетчика31 сохраняется напряжение логического нуля.При возникновении сбоя в работевозвратного механизма электромагнитаимпульс на вход установки в нулевоесостояние счетчика 31 не поступает(фиг.4 т, момент времени 47). В этомслучае счетчик 31 не устанавливаетсяв нулевое состояние и в первом разряде счетчика остается логическая"1", которая записалась по переднему .фронту импульса генератора (фиг;4 с).По приходу следующего импульса с выхода генератора 19 на счетный входсчетчика 31 (фиг,4 с, момент времени 48)на выходе старшего разряда счетчьща31 появляется логическая(фиг.4 у), которой запускается ждущиймультивибратор 34 (фиг.4 ф), Выход249489ннм импульсом ждущего мультивибратора включается элемент 35 индикации, который оповещает о нарушении работы возвратного механизма контролируемого электромагнита.При срабатывании электромагнита (фиг,4 т, момент времени 49) счетчик 31 вновь устанавливается в нулевое состояние и после окончания импульса 10 ждущего мультивибратора 34 схема возвращается в исходное состояние и проверка продолжается, как описано вышее, При размыкании выключателей 2 и 41 проверка заканчивается. 15формула изобретения1. Устройство для контроля параметров срабатывания электромагнита, 20 содержащее блок питания, соединенный выходом через первый выключатель с управляющим входом генератора импульсов, а через второй выключатель с первым входом первого элемента 25 ИЛИ, подключенного выходом к первому входу устройства, последовательно соединенные дифференцирующий усилитель и усилитель-ограничитель, подключенный выходом к первому входу З 0 второго элемента ИЛИ и к,входу установки в нулевое состояние первого триггера, соединенного входом установки в единичное состояние с вто,рым входом второго элемента ИЛИ, с шиной установки в исходное состояние устройства и с управляющим входом амплитудного детектора, подключенного информационным входом к первому информационному выводу ключа, соединенного управляющим вхддом с прямым выходом первого триггера, а вторым информационным выводом с вторым входом устройства, входом дифференцирующего усилителя и первым выводом датчика тока, подключенного вторым выводом к общей шине, дифференцирующий элемент, подключенный выходом к счетному входу двухразрядного счетчика импульсов, соединенного установочным входом с выходом второго элемента ИЛИ, а выходом старшего разряда с входом ждущего мультивибратора,подключенного выходом к входу элемента индикации у о т л и ч а ю щ е е с я 55 тем, что, с целью расширения его функциональных воэможностей за счет определения параметров быстродействия возвратного механизма электромаг.нита, в него введены первый и второйэлементы И, второй триггер, третий ичетвертый выключатели и блок изменения периода следования импульсов,соединенный выходом с входом дифференцирующего элемента и вторым входомпервого элемента ИЛИ, информационнымвходом с выходом первого элемента И,а входом установки в исходное состояние с шиной установки устройства висходное состояние и входом установ.ки в единичное состояние второготриггера, подключенного прямым выходом к первому входу первого элементаИ, а входом установки в нулевое состояние к выходу второго элемента И,соединенного первым входом с выходомстаршего разряда двухразрядного счетчика импульсов, а вторым входом с вы"ходом первого элемента И, подключен. -ного вторым входом к первому выводутретьего выключателя, подсоединенноговторым выводом к выходу генератораимпульсов и к первому выводу четвертого выключателя, соединенного вторымвыводом с вторым входом первого элемента ИЛИ,2. устройство по и.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок измененияпериода следования импульсов содержиттретий и четвертый элементы И, элемент НЕпервый и второй диоды, первый, второй и третий счетчики импульсов и узел поразрядного сравнения, подключенный входами к выходампервого и второго счетчиком импульсов, а выходом к выходу блока и счетному входу третьего счетчика импуль"сов, соединенного установочным входом.с входом установки блока в исходноесостояние и анодом первого диода,подключенного катодом к установочно-.му входу первого счетчика импульсови к катоду второго диода, соединенного анодом со счетным входом второгосчетчика импульсов и выходом третьегоэлемента И, подключенного первым входом к выходу узла поразрядного сравнения и входу элемента НЕ, а вторымвходом к информационному входу блокаи первому входу четвертого элементаИ, соединенного вторым входом с выходом элемента НЕ, а выходом со счет"ным входом первого счетчика, 2494891249489 г Ж Н У Составитель Н.Техред Н,Бонкал инковаКорректо Пилипенко ссей акто Заказ 4323 Тираж 836 Подписноеосударственного комитета СССРам изобретений и открьггийМосква, Ж, Раушская наб., д.4/5 оизводственно-полигра ическое предприяти ВНИИП по 11303