Устройство для контроля сопротивления изоляции проводников

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной аппаратуре. Может быть использовано для аттестационного контроля эмалированных проводов, используемых в электротехнической промышленности. Цель изобретения - повышение достоверности

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 G 01 R 31/ОР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ иг.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3921744/24-21 (22) 01.07.85 (46) 23.02.87. Бюл. Ф 7 (72) В.Л.Решетов и А,Д.Кривопишин (53) 621.317.333 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 995025, кп.G 01 R 31/02, 1981.

Авторское свидетельство СССР

М 1018057, кл. G Ol К 31/02, 1981, ÄÄSUÄÄ 1291903 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ПРОВОДНИКОВ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной аппаратуре °

Иожет быть использовано для аттестационного контроля эмалированных проводов, используемых в электротехнической промышленности. Цель изобретения — повышение достоверности

1291903 контроля сопротивления изоляции проводников. Для достижения поставленной цели в устройство введены дефференцирующие элементы 13.1, 13,2, элемент

ИЛИ 14, распределитель 11, эадатчик

15 допускового числа повреждений изоляции в блок 17 протяжки — блок 12 зачистки изоляции. Устройство также содержит генератор 1 синхроимпульсов, преобразователь 2, источник 3 обраецового напряжения, блок 4 индикации, счетчик 5, электропривод 6 намотки, приемный каркас — изделие 7 с пластиной-проводником 7.1, RC-триггер 8, 1

Изобретение относится к контрольно-измерительной аппаратуре и может быть использовано для аттестационно—

ro контроля эмалированных проводов, используемых в электротехнической промышленности.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля сопротивления изоляции IIpoBopников °

В устройстве RC-триггер имеет при.

10 .оритет S-входа, а преобразователь выполнен на базе двухфазной МДПструктуры динамического типа.

Такое исполнение устройства повы—

15 шает достоверность контроля за счет диагностики в цикле измерения, расширяет технологические возможности за счет того, что при помощи электропривода, к которому не предъявляется специальных требований и без устройств стабилизации скорости намотки на прямоугольные каркасы, возможно осуществлять изготовление иэделий широкой номенклатуры с прямоугольными каркасами при уменьшенных диаметрах наматываемого провода.

Это оказывается возможным за счет специальной упрощенной кинематической схемы намотки с использованием одного элетропривода и эа счет осреднения результатов диагностического контроля автоматически защищенного от изоляции участка провода, намотанного на каркас в количестве ряда витков. Одновременно с этим увеличена надежность электрического контакта по отношению к шине "Общий" при техионизационный датчик 9, дифференциальный усилитель 10, блок 16 сравне— ния кодов, бобина 18 с контролируемым проводом 19, направляющий ролик

20. Такое исполнение устройства позволяет эа счет диагностики в цикле измерения повысить достоверность контроля. Расширяются технологические возможности, так как при помощи электропривода можно осуществлять изготовление изделий широкой номенклатуры с прямоугольными каркасами при уменьшенных диаметрах наматываемого провода. 8 ил. нологичности наматываемого изделия, так как выхо,ной контакт — полоска удобен для последующей пайки либо контактирования с клеммой изделия.

Разрешающая способность устройст ва повышена исполнением RS-триггера с приоритетом, переключающегося по передним фронтам управляющих импульсов, и это исключает потерю информации о точечных повреждениях изоляции, Помехоустойчивость повьппена за счет использования в составе преобразователя сопротивления изоляции в электрический снгнал логического уровня двухфазного динамического эл мента на базе МПД-транзисторной структуры. Динамическое состояние определяет уменьшение периода управ ления в сравнении со статическим преобразователем и, следовательно, увеличение помехоустойчивости. Период возможного действия помех . уменьшен и это определено свойствами динамических элементов преобразования информации.

На фиг.l 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; на

1291903

55 фиг. 5 — диаграммы импульсов, поясняющие принцип работы преобразователя и дифференциального усилителя, где Uq — диаграмма синхроимпуль сов; U ПА, U — диаграммы импульсов в соответствующих точках прин— ципиальной электрической схемы; на фиг.6 — диаграммы импульсов, поясняющие работу детектора единицы, где П, Uz — диаграммы импульсов на входах; Q, Q — диаграммы импульсов на выходах; на фиг. 7 — диаграммы импульсов, поясняющие работу устрой, ства при протяжке зачищенного от изоляции участкапровода; на фиг.8— структурная схема преобразователя, Устройство для контроля сопротив— ления изоляции проводников содержит генератор 1 синхроимпульсов (фиr.1), преобразователь 2, источник 3 образцового напряжения, блок 4 индикации, счетчик 5, электропривод 6 намотки, приемный каркас-изделие 7 с ппастиной-проводником 7.1, электрически связанной с общей шиной ус— тройства, В8-триггер 8, ионизационный датчик 9, дифференциальный усилитель 10, распределитель 11 импуль— сов, блок 12 зачистки изоляции, два дифференцирующих элемента 13.1 и

13,2, элемент ИЛИ 14, задатчик 15 допускового числа повреждений изо— ляции, блок 16 сравнения кодов и блок 17 протяжки.

Бобина 18 (фиг,1) с контролируемым проводом 19 установлена по оси вращения вертикально с возможностью. съема провода "спирально-кольцами" посредством направляющего ролика 20 при 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 ним коромысла 24 и 25, фиксированные в исходном положении пружинами 26.

Плечи коромысел снабжены абразивами

27 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 RS-триггера 8, первый вход которого через дифференциальный усилитель 10 соединен с первым выходом

f5

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 RS-траггера 8, выход которого соединен с первым входом счетчика 5 и с вторым входом задатчика 15 допу-скового числа повреждений изоляции, первый вход которого соединен с пер— вым 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. 3) 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,3) 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

PE -входом тактирования.

)29

В составе преобразователя 2 (Фиг.3) — двухфазная динамическая структура на ЩП-транзисторах 42

44, принципиальная схема которой дана на фиг.3 а структурная схема, формирующая тактируемый инвертор, подключенный к тактируемому элементу задержки, дана на фиг.8.

Верхняя обкладка конденсатора

3! (фиг.3) контактирует с шиной, электрически объединяющей затвор

ИДП-транзистора 43, стоком соединенного с шиной "Общий", а истоком— с ИДП-транзисторами 42 и 44, образующими с конденсатором 45 двухфазную динамическую структуру преобразователя 2. На затворы транзисторов

42 и 44 поступает последовательность синхроимпульсов генератора 1 а на затвор транзистора 43 передается заряд емкости 31 монтажа, если изоляция контролируемого провода !9 в месте контакта обеспечивает необходимую величину импеданса (сопротивления). А при повреждении изоляции высокочастотные токи иониэированного пространства замыкаются через проводник провода 19 на шину "Общий".

В состоянии высокого импеданса изоляции на затворе ИДП-транзистора 43 осуществляется детектирование высокочастотных импульсов ионизатора и транзистор переходит в проводящее состояние (фиг.5, диагр,U ) °

Э

Работа устройства для контроля сопротивления изоляции проводников происходит 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.3), снабжен!

903 6 ный проводящей пластиной 7. 1, электрически связанной с шиной "Общий", окажется намотанным защищенный от изоляции провод 19 с обеспечением надежного электрического контакта между его проводником и шиной "Общий" при намотке ряда витков провода, А протяжка эачищенного участкачерез иониэационный датчик 9 обеспечивает диагностический контроль работы устройства с записью числа квантующих импульсов (фиг. 7, диагр. Q) в задатчике 15 (фиг.4) . Последующая протяжка провода с изоляцией обеспечивает выявление дефектов изоляции с пониженным

1 относительно нормы или с нулевым импедансом, причем запись числового преобразования этих дефектов осущест20 вляется в счетчике 5, а сравнение числовой информации — a блоке 16 сравнения кодов с отображением сравниваемой числовой информации и результата 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 табличным значением категорий посредством кнопочного табло 39 и преобразователя

40 кодов, что обеспечивает возможность уменьшить емкость блока 16 сравнения кодов и счетчика 5, если

35 число квантующих импульсов зачищенного участка изоляции при последовательном вводе числа в регистр 41 осуществляется в режиме вычитания.

Неравномерность скорости протяжки, 40 связанная с намоткой на прямоугольный каркас изделия, не оказывает существенного влияния на точность контроля, так как намотка нескольких витков с зачищенной изоляцией осредняет результаты преобразования в режиме диагностики, идентичном режиму измерения.

Рассмотрим процесс формирования числовой информации при сниженном импедансе (дефекте) изоляции контролируемого провода, При прохождении дефектного участка в ионизированном пространстве

55 ионизационного датчика 9 высокочастотные токи замыкаются на шину "Общий" (фиг.3) и емкость 31 монтажа передает нулевой потенциал на эатвор

M/II-транзистора 43 и транзистор за7 1 пирается (фиг. 5, диагр. U> ) . При поступлении импульса синхронизации

t, от генератора 1 (фиг.5, диагр.U,) через открывающиеся транзисторы 42 и 44 конденсаторы 45 и 46 (последний емкость монтажа) заряжаются до высо— (1) кого потенциала !1ц= !! (диагр

U<) По окончании синхроимпульса запираются транзисторы 42 и 44 и высокий потенциал U подцерживается

t на выходе в течение времени хранения t„, пока конденсатор 45 сохраняет достаточный заряд, Следующий синхроимпульс открывает транзисторы

42 и 44 и подзаряжает конденсаторы

1 до уровня U (диагр.U ), Таким образом,при входном нулевом сигнале о

U обеспечивается инверсное преобраЭ эование на выходе преобразователя 2 с разрешающей способностью менее периода Т синхроимпульсов генератора 1 (диагр. U ) при сравнительно

1 мал ой р аз рядно-з арядной емко сти

Ъ (порядка пикофарад) на МДП-структуре динамического типа, отличающейся малой мощностью управления и повышенной помехоустойчивостью в сравнении со статическими преобразователями, так как сокращено время активного управления, Выходной сигнал преобразователя 2 воздействует на вход дифференциального усилителя 10, выполненного на базе МДП-структуры с перекрестными связями плеч и с возможностью уставки соответствующего порога срабатывания уставкой резистивного делителя, получающего питание от источника 3 образцового напряжения. Дифференциальные свойства усилителя 10 обеспечивают его нечувствительность по отношению к возмущающим факторам внешних воздействий, а ИДП-структура позволяет выполнить его совместно с преобразователем 2 на одном кристалле и по единой технологии и тем саум наряду с указанными положительными эффектаьы ИДП-структур .получить выигрыш по ряду параметров и по плотности "упаковки" элементов блока управления в сравнении с известным устройством.

291903 8

1О

f5

50 диагр. U ), переходящего в состояние

О„ (фиг.б, диагр.Q). Возврат его в исходное состояние осуществляется продифференпированным передним фронтом синхроимпульса генератора 1 (фиг.б, диагр. U,) на элементе 13,1 и в счетчике 5 записывается единица. (Запись в регистре 41 запрещена, так как по окончании работы блока 2 зачистки изоляции с выхода таймера 21 на управляющий PE-вход регистра поступает сигнал, запрещающий такти— рование) .

S-вход в RS-zprerreoe 8 — приоритетный (микросхема 564 TP2), поэтому если дефект изоляции не точечный, а распределен на некоторой длине (фиг.7), то и при наличии уровня логической единицы на R-входе триггера (фиг.7, диагр. U ) будет осуществляться квантование с частотой синхроимпульсов генератора 1. Счетчик 5 суммирует каждый импульс изменений состояния RS-триггера 8 (фиг. 7, диагр.Q) в периоде разрешения на PE входе импульсов с выхода распределителя 11 импульсов, причем этот период t „,„ выбирают в зависимости от конкретных требований и принятой емкости счетчика 5, Импульсы разрешения чередуются с импульсами обнуления. счетчика 5 по R-входу и повторяются циклически, Элемент

ИЛИ 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 100Х-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, 5S

P ассматриваемое квази состояние дефект а изоляции обеспечивает ло гическую единицу преобразованного более высокого уровня на выходе дифференциального усилителя 10 и срабатывание RS-триггера 8 (фиг.4 и 6, Формул а из о бр ет ения

Устройство для контроля сопротивления изоляции проводников, содержащее блок протяжки, состоящий из

9 12919 электропривода с приемным каркасом и иониз ационно го датчика, генератор синхроимпульсов, преобразователь, источник образцового напряжения, дифференциальный усилитель, RS-три г- 5 гер, счетчик, блок сравнения, блок индикации, первый выход блока протяжки соединен с входом преобразователя, первый выход которого через дифференциальный усилитель соединен с первым входом RS-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 дифференци рующие элементы, элемент ИЛИ, распределитель„ задатчик допускового числа повреждений изоляции, а в блок протяжки введен блок зачистки изоляции, механически взаимодействующий с контролируемым проводом, при

ОЗ 10 этом 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 RS-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 зада чика допускового числа повреждений изоляции и с третьим входом блока индикации, второй вывод источника образцового напряжения соединен с вторым входом дифференциального усилителя.!

291903

1291903

Составитель Г.Сошина

Техред Л.Сердюкова

Редактор Т.Пилипенко

Корректор И.Муска

Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Заказ 228/44

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4