Способ измерения временных параметров электромагнитных реле

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК1254439 САНИ ЕТЕНИ К АВТОРСК ВИ ЕТЕ енен ОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(71) Ордена Ленина Омский завод электрических точных приборов "Электроточприбор"72) Ю.С.Мальцев и В.Д.Шевченко53) 621,318,56,004,5(088,8)(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ РЕЛЕ(57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам изме.рения. временных параметров электромагнитных реле в процессе их иэготовления. Цель изобретения - повышениеточности измерения. На катушку испытуемого реле через коммутационныйэлемент подают напряжение, определяют время от момента коммутации напряжения, подаваемого на катушку испытуемого реле, до момента изм иясостояния контакта испытуемого реле,бц 4 С 05 В 23/02, Н 01 Н 4 дополнительно в момент срабатываниякоммутационного элемента производятмодуляцию и демодуляцию сигнала несущей частоты, в момент изменениясостояния контакта испытуемого релетакже производят модуляцию и демодуляцию сигнала несущей частоты, измеряемый временной параметр реле определяют как временной интервал междуполученными демодулированными сигналами, Информативным сигналом можетбыть изменение частоты несущего сигнала. Этот частотный сигнал может бытьпередан на значительное расстояниек измерителю временных интервалов,непосредственно у входов которогоможно установить частотные демодуляторы. Паразитные наводки, вызванныекоммутационными выбросами в цепи испытуемого реле, имеют амплитудныйхарактер, поэтому не передаются полиниям связи и не искажают результатта измерений. Аналогичные преимущества возникают и при и пользовании фа"зовой моуляции и демодуляции. 3 э.пф-лы, 6 ил, 125443950 55 Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам измерения временных параметров электромагнитных реле в процессе их изготовления.Цель изобретения - повышение точности измерения временных параметров электромагнитных реле. Согласно предлагаемому способуизмерения временных параметров электромагнитных реле, заключающемуся втом, что на катушку испытуемого ре- .ле через коммутационный элемент подают напряжение, определяют время срабатывания коммутационного элемента,и время от момента коммутациинапряжения, подаваемого на катушку испытуемого реле, до моментаизменения состояния контакта испытуемого реле, дополнительно в моментсрабатывания коммутационного элемен-та производят модуляцию и демодулярию сигнала несущей частоты, в мочент изменения состояния контактаиспытуемого реле также производятмодуляцию и демодуляцию сигнала несущей частоты, измеряемый временнойпараметр реле определяют, как временной интервал между полученными де-,модулированными сигналами,Предложенный способ позволяет повысить точность измерения вследствиесущественного уменьшения погрешности,связанной с неодновременностью комму"тации тока питания реле, коммутацииего контактов а также моментов запуска и остановки измерителя временных интервалов.На фиг. 1 показана схема устройства, реализующего предложенный способ измерения временных параметровреле с использованием амплитудноймодуляции и амплитудной демодуляциисигнала несущей частоты; на фиг. 2 -схема амплитудного модулятора; нафиг, 3 - временные диаграммы, характеризующие предложенный способ измерения 1 при использовании амплитуднойМодуляции и амплитудной демодуляциисигнала несущей частоты; на фиг. 4 -схема устройства, реализующего предложенный способ измерения временныхпараметров реле с использованиемчастотной модуляции и частотной демодуляции сигнала несущей частоты;на фиг. 5 - схема частотного модулятора; на фиг. 6 - временные диаграммы, характеризующие предложенный споО 15 20 25 30 35 40 45 соб измерения при использовании частотной модуляции и частотцой демодуляции сигналов несущей частоты.Устройство для реализации предложенного способа состоит из испытуемого реле с обмоткой 1 и контактом 2, источника 3 питания, пускового ключа 4, фильтра 5, модуляторов 6 и 7, генератора 8 несущей частоты, демодуляторов 9 и 10 и измерителя 11 временных интервалов.Обмотка испытуемого реле одним из выводов подключена к первому выводу пускового ключа 4 и первому выводу управляющего входа (клемма 12) модулятора 6. Второй вывод обмотки 1 через " источник 3 питания и фильтр 5 соединен вторым выводом пускового ключа 4 и вторым выводом управляющего входа (клемма 13) модулятора 6.Контакт 2 испытуемого реле подключен к управляющему входу (клеммы 14 и 15) модулятора 7, входы 16 и 17 модуляторов 6 и 7 - к выходу генера тора 8 несущей частоты, выходы 18 и 19 модуляторов 6 и 7 - соответст-. енно к входам демодуляторов 9 и 10, ыход демодулятора 9 - к входу 20 (" Пуск" ) измерителя 11, а выход демодулятора 10 - к входу 21 (" Стоп" ) измерителя 11.В качестве источника питания 3 может быть использован стандартный источник с регулируемым выходным напряжением, в качестве пускового ключа 4 - стандартный ключ типа тумблер, пускатель, реле с ртутным контактом.Фильтр 5 может быть выполнен в виде катушки индуктивности, параллель- но которой включен конденсатор. Параметры катушки индуктивности и емкость конденсатора должны быть выбраны так, чтобы несущая частота (частота генератора 8) не проникала с управляющего входа (12, 13) модулятора 6 в цепь обмотки 1 реле, т.е. сопротивление фильтра. 5 должно быть велико для сигнала генератора 8, но мало для напряжения источника 3 питания. На фиг, 2 представлены модуляторы 6 и 7, которые могут быть выполнены в виде амплитудных модуляторов по одной иэ стандартных схем. В этом случае модулятор 6 (7) состоит из пьезоэлектрического трансформатора, содержащего пьезоэлектрическую пластину 22, на которой нанесены входные электроды 23 и 24, управляющие элект 1254439роды 25 и 26 и выходные электроды27 и 28. Входные электроды 23 и 24соединены с клеммами 16, причем:электрод 24 соединен через разделительные элементы - конденсатор 29и резистор 30. Клеммы 16 служат входом модуляторг 6. Управляющие электроды 25 и 26 соединены с клеммами 12и 13, причем электрод 25 соединенчерез разделительный конденсатор 31. 1 ОКлеммы 12 и 13 служат управляющимвходом модулятора 6. Электроды 27и 28 соединены с клеммами 18, служащими выходом модулятора 6.Демодулятор 9 (10) может быть выполнен в виде амплитудного демодулятора по одной из стандартных схем,в простейшем случае в виде амплитудного детектора на полупроводниковомдиоде с нагрузкой - конденсатором. 20Генератор 8 несущей частоты можетфбыть выполнен в виде автоколебательного генератора синусоидальных колебаний по одной из стандартных схем.1В качестве измерителя 11 времен 25ных интервалов может быть использован стандартный частотомер типа ЧЗ 35,;включенный в режим измерения интервалов времени.На фиг. 4 представлено устройстводля реализации предложенного способаизмерения при использовании частотной модуляции и демодуляции сигналанесущей частоты,Устройство состоит из испытуемого 35Реле с обмоткой 1 и контактом 2,источника 3 питания, пускового ключа4, фильтра 5, модуляторов 6 и 7, демодуляторов 9 и 10 и измерителя 11временных интервалов. 40Обмотка 1 испытуемого реле однимиз выводов подключена к первому контакту пускового ключа 4 и первомувыводу 12 управляющего входа модулятора 6, второй вывод обмотки 1 через 45источник питания 3 и фильтр 5 - квторому контакту пускового ключа 4и второму выводу 13 управляющего входа модулятора 6, контакт 2 испытуемого реле - к выводам 14 и 15 управляющего входа модулятора 7, выходы 18и 19 модуляторов 6 и 7 - к входамдемодуляторов 9 и 1 О соответственно,выходы демодуляторов 9 и 1 О - к вхо, дам 20 (".Пуск" ) и 21 (" Стоп" ) измерителя 11.На фиг. 5 показан модулятор 6 (7),который может быть выполнен по одной из стандартныхсхем частотного модулятора. В этом случае модулятор 6 (7) состоит из резистора 32 (см, фиг. 5), имеющего отвод от части сопротивления, автогенератора 33, выход которого служит выходом 18 (19) модулятора 6 (7), и разделительных конденсаторов 34 и 35. Выводы 36 и 37 резистора 32 подключены к входам автогенератора 33, выводы 37и 38 резистора 32 через разделительные конденсаторы 34 и 35 соединены с выводами 12 (14) и 13 (15) модулятора 6 (7) и служат управляющим входом модулятора 6 (7) .Демодулятор 9 (10) выполнен по стандартной схеме частотного демодулятора.В схеме по фиг. 4 функции генератора несущей частоты выполняют авто- генераторы, входящие в состав модуляторов 6 и 7.По предложенному способу процесс измерения временных параметров реле осуществляют следующим образом.Для измерения времени срабатывания реле пусковой ключ 4 устанавливают в разомкнутое состояние( фиг. 1), измеритель 11 переводят в режим, при котором запускающим и останавливающим сигналами на входах 20 и 21 являются отрицательные перепады сигналов. Кнопкой Сбросизмерителя 11 устанавливают нулевые показания измерителя 11. Коммутируют (замыкают) ключ 4,при этом по обмотке 1 реле начинаетпротекать ток от источника 3 питания.Одновременно ключом 4 производят модуляцию сигнала несущей частоты, поступающего от генератора 8 на вход16 модулятора 6. Замыкание ключа 4вызывает замыкание управляющих электродов 25 и 26 пьезотрансформатора 22(фиг. 2), при этом добротность пьезотрансформатора резко падает и выходной сигнал несущей частоты на клеммах 18 высокого уровня меняется насигнал низкого уровня,Производят амплитудную демодуляцию сигнала несущей частоты демодулятором 9, при этом в момент коммутации ключа 4 сигнал высокого уровня на выходе демодулятора 9 меняется на сигнал низкого уровня (отрицательный перепад), что приводит к запуску измерителя 111254439его контакт 2 размыкается, этим контактом производят модуляцию второгосигнала несущей частоты, поступающего от генератора 8 на вход 17модулятора 7. В момент размыканияконтакта 2 испытуемого реле сигналнизкого уровня несущей частоты навыходе 19 модулятора 7 меняетсяна сигнал высокого уровня, Демодули 10 руют этот второй сигнал несущейчастоты демодулятором 10, при этомв момент размыкания контакта 2 испытуемого реле сигнал низкого уровняна выходе демодулятора 10 изменяет 15 ся на сигнал высокого уровня (положительный перепад), поэтому в момент размыкания контакта 2 испытуемого реле измеритель 11 фиксируетрезультат измерения (время отпус 20 кания),Рассмотренные процессы иллюстрируются временными диаграммами, показанными на фиг, 3Кривые "а" и "б"показывают изменение состояния пус"й 5 кового ключа 4 и изменение состоянияконтакта 2 испытуемого реле; кривые,на выходах 18 и 19 модуляторов 6 исоответственно, отражающие резуль 30 таты модуляции контактами 4 и 2 сигналов несущей частоты генератора 8;е кривые д" и "е" - результатдемодуляции сигналов "в" и "г" (сигналына выходах демодуляторов 9 и 10 соЗ 5 ответственно).Разностный демодулированный сигнал, соответствующий интервалу времени между отрицательными перепадами демодулированных сигналов 1 д"4 О и "е", представляет собой время срабатывания испытуемого реле, а разностный демодулированный сигнал,соответствующий интервалу временимежду положительными перепадами де 11 1 11 1145 модулированных сигналов д и евремя отпускания реле .По предложенному способу процессиэмер ения времени срабатывания релепри использовании частотной модуляу я ции и демодуляции осуществляют следующим образом,3Через промежуток времени, опреде.т ляемый временем срабатывания испытуемого реле, его контакт 2 замыкает ся, этим контактом производят модуля цию второго сигнала несущей частоты, поступающего от генератора 8 на вход 17 модулятора,7, при этом на выходе 18 модулятора 7 сигнал высокого уровня несущей частоты меняется на сигнал низковго уровня. Демо. дулируют этот второй сигнал несущей частоты демодулятором 10, при этом в .момент замыкания контакта 2 испытуемого реле сигнал высокого уровня на выходе демодулятора 10 (на входе 21 измерителя 11) меняется на сигнал низкого уровня (отрицательный перепад), поэтому в момент замыкания контакта 2 испытуемого реле измеритель 11 фиксирует результат измерения.Измерение времени отпускания реле о предложенному способу осуществляют аналогичным образом. В исход" ном состоянии устанавливают пусково ключ 4 в замкнутое состояние, при этом по обмотке 1 реле протекает ток от источника 3 питания, контакт 2 реле замкнут. Устанавливают измеритель 11 в режим измерения, при котором запускающим и останавливаю" щим сигналами являются положительны перепады сигналов на входах 20 и 21 Кнопкой "Сброс" устанавливают нулевые показания измерителя 11.Коммутируют (размыкают) ключ 4, при этом прекращается прохождение тока по обмотке 1 испытуемого реле. Одновременно ключом 4 производят модуляцию сигнала несущей частоты, поступающего от генератора 8 на вход 16 модулятора б. Размыкание ключа 4 вызывает размыкание управля ющих электродов 25 и 26 пьезотрансформатора 21, при этом добротность пьеэотрансформатора резко возрастает и выходной сигнал несущей частот на клеммах 18 изменяется с низкого уровня на высокий. Производят демод ляцию сигнала несущей частоты демод лятором 9, при этом в момент коммутации ключа 4 сигнал низкого уровня на выходе демодулятора 9 меняется на сигнал высокого уровня (положительный перепад), что приводит к эапус ку измерителя 11. Через промежуток времени, опреде"деляемый временем отпускания реле,В исходном состоянии устанавливают пусковой ключ 4 (фиг. 4) в разом" кнутое состояние, переключают измеритель 11 в режим, при котором запускающим и останавливающим сигн 4 лом на входах 20 и 21 являются отрицательные перепады напряжения.1)г) При использовании частотной модуляции существенно повышается помехоустойчивость,По предлагаемому способу информативным (полезным) сигналом может быть изменение частоты несущего сиг нала, этот частотный сигнал может быть передан на значительное расстояние к измерителю временных интерва лов, непосредственно у входов кото 50 55 7Кнопкой "Сброс" измерителя 11 устанавливают нулевые показания измерителя 11.Коммутируют ток литания испытуемого реле, для чего переводят пуско вой ключ 4 в замкнутое состояние. Одновременно пусковым ключом 4 осуществляют частотную модуляцию сигнала несущей частоты. Замыкание контактов ключа 4 вызывает замыкание по высокой частоте части сопротивления резистора 32 (фиг. 4 и фиг. 5), В результате этого в момент замыкания ключа 4 частота автогенератора 33 уменьшается. Затем осуществляют частотную демодуляцию сигнала с помощью частотного демодулятора 6. Уменьшение частоты сигнала на выходе 18 модулятора 6 приводит к пропорциональномууменьшению амплитуды сигнала на выходе частотного демодулятора 9, поэтому на входе 20 измерителя 11 появляется отри ательный перепад, что приводит к запуску измерителя 11. Через промежуток времени, определяемый временем срабатывания испытуемого реле, его контакт 2 за" мыкается. Осуществляют частотнуюмодуляцию второго сигнала несущейчастоты контактом 2. Замыкание контакта 2 вызывает изменение (уменьшение) частоты сигнала на выходе 19 модулятора 7. Производят демодуляцию этого второго сигнала несущей частоты частотным демодулятором 10. Умень. шение частоты сигнала на выходе 19модулятора 7 приводит к уменьшениюнапряжения демодулированного сигнала на выходе демодулятора 10, чтоформирует отрицательный перепад навходе 21 измерителя 11, т.е. формируется сигнал "Стоп", измеритель 11 фиксирует время срабатывания испытуемого реле,Рассмотренные процессы иллюстрируются временными диаграммами, приведенными на фиг,. 6,Кривые "а" и "б" характеризуют процессы замыкания и размыкания пускового ключа 4 и контакта 2 испытуемого реле соответственно, кривые в" и "г" - процессы частотной модуляции сигналов "а" и "б" соответственно; кривые "д" и "е" - результат демодуляции сигналов "в" и "г" соответственно,5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 Разностный демодулированный сигнал (разность сигналов "д и "е ) характеризует время срабатывания и время отпускания испытуемого реле.Для осуществления предложенного способа может быть использована также фазовая модуляция и фазовая демодуляция сигналов несущей частоты контактами пускового ключа и контактами испытуемого реле. При этом модуляторы 6 и 7 и демодуляторы 9 и 10 должны быть выполнены соответственно в виде фазовых модуляторов и фазовых демодуляторов.В предложенном способе неодновременность замыкания цепи обмотки испытуемого реле и появления сигнала "Пуск" на измерителе 11 определяется неопределенностью момента замыкания (размыкания) пускового ключа 4 относительно сигнала несущей частоты генератора 8 (фиг. 1). Если моменту размыкания ключа 4 соответствует переход через нуль сигнала несущей частоты (фиг. 3), сигнал на выходе демодулятора может измениться не ранее,чем через 1/4 периода следования сигнала несущейчастоты.Соответственно неодновременность моментов замыкания(размыкания) контакта 2 и изменениядемодулированного сигнала достигаеттакже 1/4 периода следования сигналанесущей частоты. Таким образом, максимальная погрешность от неоднородности моментов изменения состоянияпускового ключа (или контакта испытуемого реле) и моментов запуска (ос.тановки) измерителя временных интервалов составляет 1/2 периода несущей частоты. Если выбрать частотунесущего сигнала равной 100 кГц,то его период равен 10 мкс, а половина периода 5 мкс, т,е. погрешностьизмерения интервала времени в 1 мсуменьшится до 0,5 Ж, При более высокой частоте несущего сигнала указанная погрешность соответственноменьше.1254639Див, Л Контант Ф контакт 2 Выход ЯыкодЮРыходда думоара й ходдар Румщцю1254439 Редактор Л.Пчелинская рректор М.Демчик 8/50 Тираж 836 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., Зак дписное 4/5 Производственно-полиг маУФею Юудещо 8 иФ дм" РулвиюраЮ Фиг. ЮСоставитель Н.МалахоТехред М.Коданич ское предприятие, г,ужгород, ул.Проектная, 4