Устройство для контроля сопротивления изоляции проводников

союзСОЦИА ЛИС СОЕЕТСНИХИЧЕСНИ Я СПУБ 31/Об 504 С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВИДЕТЕПЬСТВУ ТОРСНОМ 21) 3 22) 0 46) 2 РОст апр оре(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СО ТИВПЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ПРОВОДНИКОВ (57) Изобретение относится к ко рольно-измерительной аппаратуре Иожет быть использовано для атт ционного контроля эмалированных водов, используемых в злектроте ческой промышленности. Цель изо тения - повышение достоверности1291903 контроля сопротивления изоляции проводников. Для достижения поставленнойцели в устройство введены дефференцирующие элементы 13.1, 13,2, элементИЛИ 14, распределитель 11, эадатчик15 допускового числа повреждений изоляции в блок 17 протяжки - блок 12зачистки изоляции. Устройство такжесодержит генератор 1 синхроимпульсов,преобразователь 2, источник 3 образцового напряжения, блок 4 индикации,счетчик 5, электропривод б намотки,приемный каркас - изделие 7 с пластиной-проводником 7.1, КС-триггер 8,1Изобретение относится к контрольно-измерительной аппаратуре и можетбыть использовано для аттестационно -го контроля эмалированных проводов,используемых в электротехнической 5промышленности,Цель изобретения - повышениедостоверности контроля сопротивленияизоляции проводников,В устройстве КС-триггер имеет при10,оритет Б-входа, а преобразовательвыполнен на базе двухфазной 1 ЩПструктуры динамического типа.Такое исполнение устройства повы -15шает достоверность контроля эа счетдиагностики в цикле измерения, расширяет технологические возможностиза счет того, что при помощи электропривода, к которому не предъявляется специальных требований и безустройств стабилизации скорости намотки на прямоугольные каркасы, возможноосуществлять изготовление иэделий широкой номенклатуры с прямоугольными каркасами при уменьшенныхдиаметрах наматываемого провода.Это оказывается возможным за счетспециальной упрощенной кинематической схемы намотки с использованиемодного элетропривода и эа счет осреднения результатов диагностическогоконтроля автоматически защищенногоот изоляции участка провода, намотанного на каркас в количестве рядавитков, Одновременно с этим увеличена надежность электрического контактапо отношению к шине "Общий" при техионизационный датчик 9, дифференциальный усилитель 10, блок 16 сравне -ния кодов, бобина 18 с контролируемым проводом 19, направляющий ролик20. Такое исполнение устройства позволяет эа счет диагностики в циклеизмерения повысить достоверностьконтроля. Расширяются технологические возможности, так как при помощиэлектропривода можно осуществлятьизготовление изделий широкой номенклатуры с прямоугольными каркасамипри уменьшенных диаметрах наматываемого провода. 8 ил. нологичности наматываемого изделия,так как выхо,ной контакт - полоскаудобен для последующей пайки либоконтактирования с клеммой изделия,Разрешающая способность устройства повышена исполнением КБ-триггера с приоритетом, переключающегосяпо передним фронтам управляющих импульсов, и это исключает потерю информации о точечных поврежденияхизоляции,Помехоустойчивость повьппена засчет использования в составе преобразователя сопротивления изоляции вэлектрический снгнал логическогоуровня двухфазного динамического элмента на базе МПД-транзисторнойструктуры, Динамическое состояниеопределяет уменьшение периода управления в сравнении со статическимпреобразователем и, следовательно,увеличение помехоустойчивости. Период возможного действия помех .уменьшен и это определено свойствами динамических элементов преобра 3 о в а ни я информации Ба фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 - устройство зачистки изоляции с блоком управления-таймером; на фиг.3 - принципиальные схемы преобразователя, дифференциального усилителя и элемента образцового напряжения; на фиг,4 - принципиальные схемы элементов формирования числового преобразования и процессорного управления; на45 50 55 фиг, 5 - диаграммы импульсов,поясняющие принцип работы преобразователя и дифференциального усилителя, где Пс - диаграмма синхроимпульсов; П, П , 11 - диаграммы импульсов в соответствующих точках прин -ципиальной электрической схемы;на фиг.6 - диаграммы импульсов, поясняющие работу детектора единицы,где П , Пя - диаграммы импульсов навходах; Я, Я - диаграммы импульсовна выходах;на фиг. 7 - диаграммыимпульсов, поясняющие работу устрой, ства при протяжке зачищенного отизоляции участкапровода; на фиг.8 -структурная схема преобразователя,Устройство для контроля сопротив -ления изоляции проводников содержитгенератор 1 синхроимпульсов (фиг.1),преобразователь 2, источник 3 образцового напряжения, блок 4 индикации, счетчик 5, электропривод 6намотки, приемный каркас-изделие 7с ппастиной-проводником 7.1, электрически связанной с общей шиной устройства, КБ-триггер 8, ионизационный датчик 9, дифференциальный усилитель 1 О, распределитель 11 импуль -сов, блок 12 зачистки изоляции, двадифференцирующих элемента 13.1 и13,2, элемент ИЛИ 14, задатчик 15допускового числа повреждений изоляции, блок 16 сравнения кодов иблок 17 протяжки.Бобина 18 (фиг,1) с контролируемым проводом 19 установлена по осивращения вертикально с возможностью.съема провода "спирально-кольцами" посредством направляющего ролика 20при тянущем усилии со стороны приемного каркаса 7.Блок 12 зачистки изоляции содержит (фиг.2) таймер 21 электропривода 22, механическую передачу, имеющую в составе ведомый шкив 23, несущий шарнирно соединенные с нимкоромысла 24 и 25, фиксированные висходном положении пружинами 26,Плечи коромысел снабжены абразивами27 и 28,Генератор 1 синхроимпульсов выходом соединен с входом распределителя 11, с вторым выходом преобразователя 2 и через первый дифференцирующий элемент 13.1 - с вторым входом КБ-триггера 8, первый вход которого через дифференциальный усилитель 10 соединен с первым выходом 5 10 15 20 25 30 35 40 преобразователя 2, источник образцового напряжения первым выводом соединен с общей шиной устройства, а вторым выводом - с вторым входом дифференциального усилителя 10, выход которого соединен с первым входом КБ-траггера 8, выход которого соединен с первыл 1 входом счетчика 5 и с вторым входом задатчика 15 допускового числа повреждений изоляции, первый вход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 14, выход которого через второй дифференцирующий элемент 13.2 соединен с третьим входом счетчика 5, второй вход которого соединен с первым выходом распределителя 11, второй выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 14, выход счетчика 5 соединен с вторым входом блока 4 индикации и с вторым входом блока 16 сравнения, первый вход которого соединен с выходом задатчика 15 допускового числа повреждений изоляции и третьим входом блока 4 индикации, первый вход которого соединен с выходом блока 16 сравнения, первый вход элемента ИЛИ 14 соединен с вторым выходом блока 17 протяжки, первый выход которого соединен с входом преобразователя 2,В составе ионизационного датчика 9 сопротивления изоляции (фиг.З) использован высокочастотный генератор 29, ионизирующий пространство между электродом ионизатора и контактом 30 в месте протяжки провода, Роль конденсатора 31, подключенного к контролируемому проводу, выполняет емкость монтажа, причем изолирующей обкладкой этой емкости является сопротивление изоляции проводника провода 19. В состав блока 4 индикации (фиг.4) входят дешифраторы 32 и 33, подключенные к цифровым индикаторам 34 и 35, и индикатор 36 брака,. выполненный на светодиоде,В составе источника 3 (фиг,З) опорного напряжения - нагрузочный резистор 37 и двуханодный стабилитрон 38.В составе задатчика 15 (фиг,4) кнопочный номеронабиратель (табло) 39, преобразователь 40 кодов и регистр 41 с параллельным и последовательным вводом информации и управляющим РЕ -входом тактирования.(фиг. 3) - двухфазная динамическаяструктура на ЩП-транзисторах 4244, принципиальная схема которойдана на фиг.З, а структурная схема,Формирующая тактируемый инвертор,подключенный к тактируемому элементу задержки, дана на Фиг.8,Верхняя обкладка конденсатора3 (Фиг,З) контактирует с шиной,электрически объединяющей затворИДП-транэистора 43, стоком соединенного с шиной "Общий", а истокомс ИДП-транзисторами 42 и 44, образующими с конденсатором 45 двухфазную динамическую структуру преобразователя 2, На затворы транзисторов42 и 44 поступает последовательностьсинхроимпульсов генератора 1, а назатвор транзистора 43 передается заряд емкости 31 монтажа, если изоляция контролируемого провода 9 вместе контакта обеспечивает необходимую величину импеданса (сопротивления). А при повреждении изоляциивысокочастотные токи иониэированногопространства замыкаются через проводник провода 19 на шину "Общий",В состоянии высокого импеданса изоляции на затворе ИДП-транзистора 43осуществляется детектирование высокочастотных импульсов ионизатора итранзистор переходит в проводящеесостояние (Фиг.5, диагр,П ).ЭРабота устройства для контролясопротивления изоляции проводниковпроисходит следующим образом. С момента включения устройства электропривод 6 (фиг.1) осуществляет намотку закрепленного на приемном каркасе 7 .контролируемого провода 19. Одновременно включается электропривод 22 (Фиг.2) блока 12 зачистки изоляции и ведомый шкив 23 приводится во вращение. Под действием центробежных сил больших масс коромысла 24 и 25, преодолевая сопротивления Фиксирующих пружин 26, поджимают абразивы 27 и 28 к протягиваемому проводу 19. Осуществляется его зачистка от изоляции. Участок 1 зачистки (фиг.7) определяется таймером 21, формирующим период работы устройства зачистки изоляции, по истечении которого коромысла 24 и 25 с прекращением вращения шкива 23 возвращаются в исходное положение, Таким образом, на приемный каркас 7 (фиг,З), снабжен 903 Бный проводящей пластиной 7.1, электрически связанной с шиной "Общий",окажется намотанным защищенный отизоляции провод 19 с обеспечениемнадежного электрического контакта между его проводником и шиной "Общий" принамотке ряда витков провода, А протяжкаэачищенного участкачерез иониэационный датчик 9 обеспечивает диагностический контроль работы устройства сзаписью числа квантующих импульсов(Фиг.4). Последующая протяжка провода с изоляцией обеспечивает выявление дефектов изоляции с пониженным1относительно нормы или с нулевым импедансом, причем запись числовогопреобразования этих дефектов осущест 20вляется в счетчике 5, а сравнениечисловой информации - в блоке 16сравнения кодов с отображениемсравниваемой числовой информации ирезультата сравнения в блоке 4 индикации (фиг.),Для разделения на категории качества в регистр 41 задатчика 15(фиг.4) перед пуском устройства вводится дополнительное число в соответствии с ранее принятым табличнымзначением категорий посредством кнопочного табло 39 и преобразователя40 кодов, что обеспечивает возможность уменьшить емкость блока 16сравнения кодов и счетчика 5, если35 число квантующих импульсов зачищенного участка изоляции при последовательном вводе числа в регистр 41осуществляется в режиме вычитания.Неравномерность скорости протяжки,40связанная с намоткой на прямоугольный каркас изделия, не оказываетсущественного влияния на точностьконтроля, так как намотка несколькихвитков с зачищенной изоляцией осредняет результаты преобразования в режиме диагностики, идентичном режимуизмерения.Рассмотрим процесс формирования 50 числовой информации при сниженномимпедансе (дефекте) изоляции контролируемого провода,При прохождении дефектного участка в ионизированном пространстве 55 ионизационного датчика 9 высокочастотные токи замыкаются на шину "Общий" (Фиг,З) и емкость 31 монтажапередает нулевой потенциал на эатворИДП-транзистора 43 и транзистор за 7 1пирается (фиг.5, диагр. 131 ), Припоступлении импульса синхронизации, от генератора 1 (фиг.5, диагр.П,)через открывающиеся транзисторы 42и 44 конденсаторы 45 и 46 (последнийемкость монтажа) заряжаются до высо 1)кого потенциала 11 ц=. П (диагрПя). По окончании синхроимпульсазапираются транзисторы 42 и 44 ивысокий потенциал П подцерживается сна выходе в течение времени хранения С , пока конденсатор 45 сохраняет достаточный заряд, Следующийсинхроимпульс открывает транзисторы42 и 44 и подзаряжает конденсаторы1до уровня 11 (диагр.Ц ), Таким образом,при входном нулевом сигналео11 обеспечивается инверсное преобраРэование на выходе преобразователя 2с разрешающей способностью менеепериода Т синхроимпульсов генератора 1 (диагр. П ) при сравнительномалой разрядно-зарядной емкостиЪ(порядка пикофарад) на МДП-структуре динамического типа, отличающейсямалой мощностью управления и повышенной помехоустойчивостью в сравнении со статическими преобразователями, так как сокращено время активного управления,Выходной сигнал преобразователя 2воздействует на вход дифференциального усилителя 10, выполненного набазе МДП-структуры с перекрестнымисвязями плеч и с возможностью уставки соответствующего порога срабатывания уставкой резистивного делителя, получающего питание от источника 3 образцового напряжения. Дифференциальные свойства усилителя 10обеспечивают его нечувствительностьпо отношению к возмущающим факторамвнешних воздействий, а МДП-структура позволяет выполнить его совместно с преобразователем 2 на одномкристалле и по единой технологии итем саиам наряду с указанными положительными эффектами МДП-структурполучить выигрыш по ряду параметрови по плотности "упаковки" элементовблока управления в сравнении с известным устройством. Р ассматриваемое квази состояние дефекта изоляции обеспечивает логическую единицу преобразованного более высокого уровня на выходе дифференциального усилителя 10 и срабатывание КБ-триггера 8 (фиг.4 и 6, 291903 8 25 35 40 45 50 5 10 15 диагр, 11 ),переходящего в состояниеЦ(фиг,б, диагр.Я). Возврат его висходное состояние осуществляетсяпродифференцированным передним фронтом синхроимпульса генератора 1(Запись в регистре 41 запрещена, таккак по окончании работы блока 2 зачистки изоляции с выхода таймера 21на управляющий РЕ-вход регистрапоступает сигнал, запрещающий такти -рование),Б-вход в Ю-триггере 8 - приоритетный (микросхема 564 ТР 2), поэтому если дефект изоляции не точечный,а распределен на некоторой длине(фиг.7), то и при наличии уровня логической единицы на К-входе триггера (фиг.7, диагр. 0) будет осуществляться квантование с частотойсинхроимпульсов генератора 1. Счетчик 5 суммирует каждый импульс изменений состояния К 8-триггера 8(фиг.7, диагр.ч) в периоде разреше. ния на РЕ-входе импульсов с выхода распределителя 11 импульсов, причем этот период С , выбирают в зависимости от конкретных требований и принятой емкости счетчика 5, Импульсыразрешения чередуются с импульсами обнуления счетчика 5 по К-входу и повторяются циклически, ЭлементИЛИ 14 обеспечивает развязку импульсов обнуления счетчика 5 с выхода распределителя 11 импульсов и с выхода таймера 21, причем на К-вход поступает строб-импульс, формируемый дифференцирующнм элементом 13,2, Таким образом, числовая информация, накапливаемая в счетчике 5 для сравнения в блоке 16 сравнения кодов, периодически обновляется, Обеспечивается 1003-ный контроль изоляции провода при изготовлении изделия с возможностью визуального разграничения по категориям качества в периодах измерений по показаниям цифровых индикаторов 34 и -35, а также отбракдвки по показанию индикатора 36,"Брак". Обеспечена возможность записи результатов на цифропечать с последующей машиной отбраковкой,Формула изобретения Устройство для контроля сопротивления изоляции проводников, содержащее блок протяжки, состоящий из9 12919 электропривода с приемным каркасом и ионизационного датчика, генератор синхроимпульсов, преобразователь, источник образцового напряжения, дифференциальный усилитель, КБ-триггер, счетчик, блок сравнения, блок индикации, первый выход блока протяжки соединен с входом преобразователя, первый выход которого через дифференциальный усилитель соединен Ю с первым входом КЯ-триггера, выход которого соединен с первым входом счетчика, выход блока сравнения соединен с первым входом блока индикации, первый вывод блока образцового напряжения соединен с общей шиной устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в устройство введены первый и второй дифференцирующие элементы, элемент ИЛИ, распределитель задатчик допускового числа повреждений изоляции, а в блок протяжки введен блок зачистки изоляции, механически взаимодействующий с контролируемым проводом, при ОЗ 1 Оэтом второй выход блока протяжки соединен с первым входом элемента ИЛИ и с первым входом задатчика допускового числа повреждений изоляции, второй вход которого соединен с выходом В 5-триггера, второй вход которого через первый дифференцирующий элемент соединен с выходом генератора синхроимпульсов, с вторым выходом преобразователя и с входом распределителя, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вторыми входами счетчика и элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ через дифференцирующий элемент соединен с третьим входом счетчика, выход которого соединен с вторым входом блока индикации и с вторым входом блока сравнения, первый вход которого соединен с выходом задачика допускового числа повреждений изоляции и с третьим входом блока индикации, второй вывод источника образцового напряжения соединен с вторым входом дифференциального усилителя.1291903 Фю 7 Составитель Г.Со Техред Л.Сердюко а едактор Т.Пилипе Корректор И. Муска Заказ 228 44 Подписноеета СССР открытий д.4/5оизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,Тира ВПИИПИ Госуда по дела 13035, Москва, Ж ственного комиизобретений и5, Раушская на