Устройство для контроля электромагнита

б ельство СССР 23/02, 1975. ьство СССР 23/02, 1983. ОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРООСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КМАГНИТА(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть использовано для контроля параметров электромагнитов, Цель изобретения - расширение функциональныхвозможностей устройства и повышениедостоверности контроля за счет контроля предельного быстродействия возвратного механизма электромагнита в автоматическом режиме, Устройство содержит блок питания, выключатель,два ключа, генератор импульсов, входные и выходные клеммы, датчик тока,дифференцирующий усилитель, усилитель ограничитель, два ВР-триггера,амплитудный детектор, блок вычитания,пороговый блок, элемент И, одновибратор, элемент запрета, два счетчика,два элемента ИЛИ, ждущий мультивибратор и элемент индикации, За счетвведенйя блока вычитания, пороговогоблока, второго счетчика, второго ВРтриггера, элементаИ, элемента запрета и одновибратора обеспечиваетсяконтроль предельного быстродействиявозвратного механизма электромагнитав автоматическом режиме, что расйиряет функциональные возможности устройства и повышает достоверностьконтроля. 2 ил.Изобретение относится к контрольно-измерительной те 1 нике и можетбЫть использовано для контроля параметров электромагнитов постоянноготока, не имеющих собственных контактных групп,Цель изобретения - расщиречиефункциональных возможностей устройства и повышение достоверности контроля путем обеспечения контроля предельного быстродействия возвратногомеханизма электромагнита в автомати"ческом режиме,На фиг, 1 приведена схема устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.Устройство (Фиг. 1) содержитблок питания, выключатель 2, второйключ 3, генератор 4 импульсов, третью входную клемму 5, первую входнуюклемму б, датчик 7 тока, дифференцирующий усилитель 8, усилитель-ограничитель 9, первый ВБ-триггер 10,амплитудный детектор 11, диод 12,конденсатор 13, повторитель 14 напряжения, первый дифференциальный усилитель 15, третий ключ 16, первыйключ 17, первую выходную клемму 18,блок вычитания 19, второй дифференциальный усилитель 20, первый входной резистор 21, первый согласующийрезистор 22, второй согласующий резистор 23, резистор 24 обратной связи, пороговый блок 25, третий дифференц 1 апьный усилитель 26, третий 27и четвертый 28 согласующие резисторы, выходной резистор 29, второйББ-триггер 30, элемент 3 И, одновибратор 32, элемент 33 запрета, второйсчетчик импульсов 34, второй элемент35 ИЛИ, вторую входную клемму 36, первый элемент 37 ИЛИ, дифференцирующийэлемент 38, первый счетчик импульсов39, первый 40 и второй 41 счетныетриггеры, ждущий мультивибратор 42,элемент 43 индикации, второй входнойрезистор 44, источник 45 опорногонапряжения, вторую выходную клемму 461Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.Перед началом проверки к входнымклеммам 5 и б устройства подключают;обмотку электромагнита, а на входнуюклемму 36 подают короткий импульс(фиг. 2 а) для установки устройствав исходное состояние. При этом задним фронтом этого импульса триггер 10устанавливается в единичное состояние по прямому выходу. Сигналом сэтого выхода триггера О замыкаетсяключ 17 (Фиг. 2 х), а сигналом с инверсного выхода триггера 1 О устанав 5 ливается логический ноль (фиг. 2 М)на вход элемента 31 И, на инверсномвыходе триггера 30 также устанавливается логический ноль (фиг. 2 м) иобнуляется счетчик 34. Пройдя черезэлемент 37 ИЛИ, установочный импульс поступает на вход установки внулевое состояние счетчика 39 импульсов и обнуляет его (фиг. 2 г).Кроме того, на время действия импульса установки исходного состояния замыкается ключ 16, разрежая конденсатор 13 (Фиг. 2 с), тем самым устанавливая на выходе амплитудного детек"" тора 11 и выходной клемме 18 устройства нулевой уровень напряжения. Навыходе блока 19 вычитания также усганавливается нулевой уровень напряжения (Лиг. 2 к),Режимы работы блока 25 и одновиб 25ратора 32 выбраны так, что при подаче питания на схему на их выходахустанавливается отрицательное напряжение (фиг. 2 Д,п),В таком состоянии устройство наЗОходится до начала проверок электромагнитаДля начала проверок электромагнита включают выключатель 2, При этомчерез ключ 3 запускается управляемыйгенератор 4 импульсов, который Формирует прямоугольные импульсы (фиг.2 о -В) с изменяющейся паузой, которыепоступают на входную клемму 5, апройдя через обмотку электромагнита(не показана) - на входную клемму би датчик 7 тока. Ток в обмотке электромагнита нарастает по определенному закону. Падение напряжения на датчике 7 тока (фиг. 2 ж) от величины 11до О, пропорциональное току, черезэлектромагнит дифференцируется повремени дифференцирующим усилителем8. Усилитель"ограничитель 9 выделяети усиливает импульс отрицательнойполярности (фиг. 2 и), задним фронтомкоторого триггер 1 О по прямому выходу устанавливается в нулевое состояние, размыкая тем самым ключ 17(фиг. 2 Х).55Конденсатор 13 заряжается до амплитудного значения напряжения, соответствующего току срабатывания электромагнита (фиг. 2 с). Это напряжениепоступает на выходную клемму 18 и на вход блока 19 вычитания, на другой вход которого поступает напряжение с датчика 7 тока. При этом на выходе блока 19 вычитания устанавлива ется напряжение, равное разности напряжений, соответствующих началу (11, ) и окончанию (П ) движения якоря электромагнита (фиг. 2) при его срабатывании. Это напряжение с выхода блока 19 вычитания поступает на прямой вход порогового блока 25. При этом, если разность напряжений определяющая ход якоря электромагнита, превышает напряжение опорной шины 11 (фиг. 2 к), выбранное по минимально допустимой величине хода якоря, при которой электромагнит Функционирует нормально, то на выходе порогового блока 25 формируется им пульс положительной полярности (фиг. 2 ), по заднему Фронту которого триггер 30 по инверсному выходу устанавливается в единичное состояние (фиг. 2 м), и этот сигнал поступа. ет на вход элемента 31 И, на второй вход которого также единичный сигнал (фиг. 2 н) поступает с инверсного выхода триггера 10, который установился в единичное состояние по заднему фронту импульса с выхода усилителя- ограничителя 9 (фиг. 2 о). При наличии единичных сигналов на обоих входах элемента 31 И срабатывает и передним Фронтом импульса с его выхода запускается одновибратор 32, который Формирует импульс (Фиг. 2 п), поступающий на первый вход элемента 33 запрета, на втором (запрещающем) вхо де которого присутствует импульс с 40 выхода генератора 4 импульсов, по переднему фронту которого на время его действия подается сигнал, запрещающий срабатывание элемента 33 запрета, а также Формируется дифферен цирующим элементом 38 импульс (фиг,23), который поступает на счетный вход счетчика 39 импульсов и записывает единицу в его младший разряд. Счетчик 39 устанавливается в нулевое 50 состояние каждый раз, когда на выходе усилителя-ограничителя 9 Формируется импульс (Фиг. 2 ц), обусловленный движением якоря электромагнита, который через элемент 37 ИЛИ поступает на вход установки счетчика 39 импульсов в нулевое состояние.По окончании импульса с выхода генератора 4 импульсов (фиг. 2 о) снимается сигнал запрета с соответствующего входа элемента 33 запрета, а другой вход которого после срабатывания электромагнита поступил импульс с выхода одновибратора 32(Фиг. 2 п). При этом на выходе элемента 33 запрета Формируется импульс (фиг. 2 р), который поступает на счетный вход счетчика 34 и на вход элемента 35 ИЛИ, пройдя через который этот импульс задним фронтом устанавливает триггер 10 по прямому выходу в единичное состояние, и сигналом с его выхода снова замыкается ключ 17 (Фиг. 2 ). По инверсному выходу триг. гера О устанавливается логический ноль (Фиг. 2 н), также как и по инверсному выходу триггера 30 (фиг. Ъи). На время действия импульса с выхода элемента 35 ИЛИ замыкается ключ 16 и разряжается конденсатор 13 (фиг. 2 с) амплитудного детектора 11, а сам импульс с выхода элемента 33 запрета записывается в счетчик 34 импульсов.Если быстродействие возвратного механизма контролируемого электромагнита не достигло предельного значения или параметры его срабатывания по быстродействию достигли предельного значения, то при поступлении второго импульса с выхода генератора 4 импульсов (Фиг. 2 6) процессы в схеме повторяются аналогично действию первого импульса (фиг. 25), также Формируется второй импульс обнуления (Фиг. 2 р), который записывается в счетчик 34 импульсов.Третий импульс с выхода генератора 4 (Фиг. 2 г) поступает с уменьшенной паузой между импульсами по сравнению с паузой между первым и вторым импульсами генератора 4. Под действием третьего импульса процессы в схеме также повторяются и третий импульс (фиг. 2 ) записывается в счет. чик 34.Таким образом, при длительности паузы, равной паузе между вторым (фиг, 26) и третьим (Фиг. 2 г) импульсами, наступает предельное быст. родействие возвратного механизма электромагнита, так как при поступлении четвертого импульса (Фиг. 2) возвратный механизм электромагнита не успевает сработать и вернуться в первоначальное положение. При этом импульс обнуления (Фиг. 2 ) не фор мируется и в счетчик 34 больше импульсов не записывается, По передне.5 10 15 20 25 35 40 45 50 55 Одновременно запускается ждущий мультивибратор 42 (фиг. 2), выходным импульсом которого включается элемент 43 индикации, который оповещает об окончании определения предельного быстродействия электромагнита, которое равно длительности паузы между предпоследним и последним импульсами, записанными в счетчик 34, которая известна и задается с требуемой точностью измерения в управляему фронту четвертого импульса с выхода генератора (Фиг. 2) формируется импульс (фиг, 2), который посту" пает на счетный вход счетчика 39 и записывает единицу в его младший разрядеЕсли возвратный механизм электромагнита не успевает за время паузы между импульсами (фиг. 2 с,),вернуться в первоначальное состояние, т.е. частота следования импульсов с выхода генератора 4 превьппает предельное быстродействие возвратного механизма электромагнита, то импульс на. выходе усилителя-ограничителя 9 не Формируетсяи на вход установки в нулевое состояние счетчика 39 не поступает (фиг. 2 ц).В этом случае счетчик 39 не устанавливается в нулевое состояние и в первом разряде счетчика остается логическая единица, которая записалась по переднему фронту четвертого импульса генератора (фиг. 2), При этом не формируется импульс и на выходе блока 25 (фиг. 2 1) так как ход якоря электромагнита не достигает своего минимального значения (фиг.2 к), а также не размыкается ключ 17 (фиг, 2 ) и конденсатор 3 амплитудного детектора 11 заряжается до амплитудного значения напряжения, соответствующего установившемуся току после срабатывания электромагнита (фи. 2 с).При поступлении пятого импульса с выхода .генератора 4 (фиг. 2 е) по его переднему фронту формируется импульс (фиг. 2), от которого на выходе старшего разряда счетчика 39 появляется логическая единица (фиг.2 т) под действием которой размыкается ключ 3 (фиг. 2 р) и отключается вход генератора 4 от блока 1 питания, вследствие чего прекращается формирование импульсов с выхода генератора (Фиг. 2 е). мом генераторе 4 импульсов, В данном случае это длительность паузы между вторым и третьим импульсами генератора 4 (Фиг. 2 , г) .. Если возвратный механизм электромагнита не обеспечивает необходимого быстродействия, то счетчик 39 не зал полняется, а заполняется счетчик 39 и после записи в его старший разряд единицы отключается вход генератора 4 от блока 1 питания и производится включение элемента 43, что свидетель ствует об негодности электромагнита по быстродействию возвратного механизма.Амплитудный детектор 11 с помощью дифференциального усилителя 15, повторителя 14, диода 12 и конденсатора 13 обеспечивает измерение и запоминание в течение укаэанного интервала времени значения напряжения Г.Блок 19 вычитания с помощью операционного усилителя, выполненного на дифференциальном усилителе 20, резисторе 24 обратной связи и согласующих резисторах 22 и 23, определяет разность значений 1,-Пороговый блок 25 с помощью дифференциального усилителя 26 и согласующих резисторов 27, 28 и 29 определяет превышение значения 1, -1 по.опорным значениям, заданным источником 45. Устройство позволяет осуществлятьвизуальный контроль каждого полного срабатывания электромагнита, для чего достаточно к первому выходу триггера 30 подключить светодиодный индикатор, погасание которого оповещает о полном срабатывании электромагнита.Для измерения фактического тока срабатывания электромагнита в процессе контроля на выходной клемме 18измеряют напряжение вольтметром, шкалу которого в этом случае целесообразно проградуировать в единицах тока.Устройство позволяет проводить и проверку стабильности работы электромагнита при предельных значениях быстродействия возвратного механизма электромагнита, для чего генератор 4 импульсов включают в режим работы на фиксированной частоте. Предлагаемое устройство имеет более широкие Функциональные возможности, так как позволяет контролировать не только ток срабатывания и работу возвратного1290266 510 механизма, но и обеспечивает в автоматическом режиме контроль быстродействия возвратного механизма электромагнита за счет определения минимального времени возврата возвратного механизма электромагнита при срабатывании с эдновременным повышениемдостоверности контроля за счет фикси.рования срабатывания электромагниталишь при достаточной величине ходаякоря,Кроме того, устройство позволяетпроизводить многократное измерениетока срабатывания при необходимойвеличине хода якоря электромагнита,что также расширяет его функциональные возможности,Формула изобретения Устройство для контроля электромагнита, содержащее последовательно соединенные дифференцирующий усилитель и усилитель-ограничитель, подключенный выходом к В-входу первого ВБ-триггера, Б-вход которого соединен с управляющим входом амплитудного детектора, прямой выход - с управляющим входом первого ключа, соединенного выходом с сигнальным входом амплитудного детектора, вход первого ключа является первой входной клеммой устройства и соединен с первым выходом датчика тока и входом дифференцирующего усилителя, последовательно соединенные ждущий мультивибратор и элемент индикации, а также блок питания, подключенный выходом к первому выводу выключателя, генератор импульсов, соединенный выходом через дифференцирующий элемент со счетным входом первого счетчика импульсов, выход старшего разряда которого подключен к входу ждущего мультивибратора, а вход установки в нулевое состояние - к выходу первого элемента ИЛИ, подключенного первым входом к выходу усилителя-ограничителя, а второй вход первого. элемента ИЛИ является второй входной клеммой устройства, а также второй элемент ИЛИ и третью входную клемму, выход амплитудного детектора является первой выходной клеммой устройства, второй вывод датчика тока соединен с общей шиной устройства, о т л и ч а ю щ .е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей устройства и повышения достоверности контроля путем обеспечения контроля предельного быстродействия возвратного механизма электромагнита в автоматическом режиме, вустройство введены элемент И, одновибратор, элемент запрета, второйсчетчик импульсов, второй ключ, второй ВБ-триггер, пороговый блок и блоквычитания, первый вход которого соединен с выходом амплитудного детектора, второй вход - с первым выводомдатчика тока, а выход - с входом порогового блока, выход которого соединен с В-входом второго ВБ-триггера,Б-вход которого соединен с Б-входом25первого ВБ-триггера и с выходом второго элемента ИЛИ, инверсный выходвторого ВБ-триггера соединен с первым входом элемента И, второй входкоторого соединен с инверсным выходом первого ВБ-триггера, выход элемента И соединен через одновибраторс первым входом элемента запрета,второй инвертирующий вход которогосоединен с выходом генератора импуль.сов, выход элемента запрета соединен35 со счетным входом второго счетчикаимпульсов и с первым входом второгоэлемента ИЛИ, второй вход которогосоединен с второй входной клеммойустройства и входом установки в ну 40 левое состояние второго счетчика импульсов, выход старшего разряда первого счетчика импульсов соединен суправляющим входом второго ключа,вход которого соединен с вторым вы 45 водом выключателя, а выход - с входом генератора импульсов, выход которого соединен с третьей входной клеммой устройства, второй выходной клеммой которого является прямой выход50 второго ВБ-триггера, 1290266129026 б Составител Главизнина Корректор Т. Кол ор лько ед Л.Сердюк одписно Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгоро оектная, 4 каз 7899/44 ВНИИ п 113035, Го судар ст венногоделам изобретений осква, Ж, Рауш омитета СССРоткрытийая наб., д. 4