Устройство для индикации конца заряда аккумулятора

 

Использование: при эксплуатации аккумуляторов и в других устройствах, требующих высокой точности измерения давления в широком диапазоне температур, автономности работы и малого энергопотребления. Сущность изобретения: устройство содержит полую пробку с крышкой, в которой размещены два пьезодатчика, каждый из которых содержит упругий чувствительный элемент с электромагнитом, электронный блок, состоящий из схем суммирования электрических сигналов и схемы запомина- ,ния уровня электрического сигнала. Электромагниты пьезодатчиков питаются от нерегулируемого и регулируемого источников напряжения соответственно. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 Н 01 M 10/42

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4932663/07 (22) 04.03.91 (46) 07.03.93. Бюл. N. 9 (72) В.В,Харламов, В.А,Никитин и M.À.×èæîâ (56) Патент Франции N. 1517904, кл. Н 01 М 10/42, 1968.

Авторское свидетельство СССР

N 720582, кл. Н 01 M 10/42, 1978.

Авторское свидетельство СССР

N 1191992, кл. Н 01 М 10/42, 1984, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДИКАЦИИ KQHЦА ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРА (57) Использование: при эксплуатации аккумуляторов и в других устройствах, требуюИзобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при эксплуатации электрических аккумуляторов и в других устройствах, требующих высокой точности измерения давления в широком диапазоне температур, автономности работы и малого энергопотребления, Цель изобретения — расширение области применения устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для индикации конца заряда аккумулятора, выполненном в виде полой пробки с крышкой и размещенными в ней двумя пьезодатчиками, каждый из которых состоит из упругого чувствительного элемента с укрепленным на нем источником магнитодвижущей силы и пьезоэлемента, подключенного к внешнему электронному блоку, состоящему из схемы запоминания уровкя электрического сигнала, подключенной входом к пьезоэлементу второго пьезодатчика, а выходом — к первому входу схемы

„„5U„„1800507 А1 щих высокой точности измерения давления в широком диапазоне температур, автономности работы и малого энергопотребления.

Сущность изобретения: устройство содержит полую пробку с крышкой, в которой размещены два пьезодатчика, каждый иэ

: которых содержит упругий чувствительный элемент с электромагнитом, электронный блок, состоящий из схем суммирования электрических сигналов и схемы запомина,ния уровня электрического сигнала. Электромагниты пьезодатчиков питаются от нерегулируемого и регулируемого источников напряжения соответственно. 1 ил. суммирования, второй вход которой подключенн к пьезоэлементу первого пьезодатчика, с выхода схемы суммирования снимают сигнал окончания заряда, источник магнитодвижущей силы первого и второго пьезодатчиков выполнен в виде электромагнита, при этом обмотка электромагнита первого пьезодатчика соединена с клеммами для, подключения источника нерегулируемого напряжения, а обмотка электромагнита второго пьезодатчика — с клеммами.для подключения к источнику регулируемого напряжения, Выполнение источника магнитодвижущей силы пьезодатчиков в виде электромагнита позволяет исключить потребление электроэнергии и интегрирование некомпенсированных паразитных приращений электрических сигналов пьезодатчиков в перерывах между зарядами аккумулятора в автоматическом режиме, При каждом включении устройства в схеме запоминания уровня электрического сигнала автоматиче1800507 ски устанавливается порог срабатывания устройства, пропорциональный величине напряжения регулируемого .источника.

Кроме того, исключение из конструкции устройства регулировочного винта, ограничиваю1цего свободу перемещения Магнита второго пьезодатчика, позволяет обеспечить более полную компенсацию сигналов первого и второго пьеэодатчиков, обусловленных механическими воздействиями на устройство индикации или на конструкцию, с которой оно сопряжено, Все это позволяет, использовать предлагаемое устройство для индикации конца заряда аккумулятора в системах электро- "5 снабжения долговременных автономных обьектов и других системах, работающих в автоматическом режиме и требующих высо кой точности измерения давления и малого энергопотребления. 20

На чертеже схематически показана конструкция предлагаемого устройства индикации конца заряда аккумулятора. . Устройство состоит из полой пробки 1, снабженной хвостовиком 2 с резьбой и цен- 25 тральным отверстием 3, и крышки 4 с двумя полостями 5 и 6. Полость 5 сообщается с полостью пробки 1 и разделена упругим чувствительным элементом 7, на котором установлен электромагнит 8 так, что прогиб 30 упругого элемента 7 под давлением газов, поступающих в полость 5 из полости пробки

1, приводит к перемещению электромагнита

8. Токовыводы 9 обмотки электромагнита 8 через отверстие в крышке 4 соединены с 35 клеммами. 10 для подключения источника нерегулируемого напряжения. В полости 5 размещен также пьезоэлемент первого пьезодатчика, состоящий из ферромагнитной пластины 11, обращенной в сторону элект- 40 ромагнита 8, пьезоэлектрической пластины

12, контактной пластины 13, предназначенной для съема сигнала с пьезоэлектрической пластины 12, роль второй контактной пластины пьезоэлемента выполняет ферромагнит- 45 ная пластина 11. Изолирующая прокладка

14 отделяет пластину 13 от крышки 4. Пьезонапряжение с пьезоэлемента первого пьезодатчика снимается с помощью токовыводов 15, 50

Пьезоэлемент второго пьезодатчика расположен в полости 6, изолированной от полости пробки 1, и состоит из ферромагнитной пластины 16, пьезоэлектрической пластины 17, контактной пластины 18 и то- 55 ковыводов 19. Изолирующая прокладка 20 отделяет пластину 18 от крышки 4. В полости 6 со стороны ферромагнитной пластины

16 расположен упругий чувствительный эле- . мент 21 второго пьезодатчика, выполненный в виде мембраны с размещенным на ней электромагнитом 22, Токовыводы 23 обмотки электромагнита 22 черед отверстие в крышке 4 соединены с клеммами 24 для подключения к источнику регулируемого напряжения Vper. Регулировкой напряжения

Vper устанавливается порог срабатывания устройства. Токовыводы 15 первого пьезодатчика соединены с входом 25 схемы суммирования электрических сигналов 26, а токовыводы 19 второго пьезодатчика — со входом схемы запоминания уровня электрического сигнала 27, выход которой соединен со входом 28 схемы 26.

Сигнал "Окончание заряда" формируется по окончании заряда аккумулятора и присутствует на выходе 20 схемы суммирования 26.

Устройство работает следующим образом, До начала заряда (или измерения давления в газовой магистрали) электронный блок устройства и источники напряжения

V u Vper выключены, При подаче питанйя устройства в результате взаимодействия магнитных потоков электромагнитов 8 и 22 и ферромагнитных пластин 11 и 16 соответственно между ними возникают силы взаимного притяжения; На пьезоэлектрические пластины 12 и 17 действуют силы растяжения и Fp«соответственно, при этом параметры пьезодатчиков выбраны таким образом, что /Г/ /Рр„/.на момент вклю-, чения устройства, С пьезоэлементов первого и второго пьезодатчиков снимаются электрические заряды, пропорциональные величинам сил F и per соответственно.

Электрический заряд, снимаемый с пьезоэлемента второго пьезодатчика, запоминается в схеме 27, Электрический заряд, снимаемый с пьезоэлемента первого пьезодатчика, поступает на вход 25 схемы 26, на вход 28 которой с вывода схемы 27 поступает противоположный по знаку электрический сигнал, пропорциональный. силе Fper.

Под действием повышенного давления выделяющихся при заряде газов прогибается упругий элемент 7; что приводит к перемещению электромагнита 8 к ферромагнитной пластине 11 и увеличению силы растяжения пьезоэлектрической пластины

12. -В момент /Г/=/ per/ величина заряда, снятого в первого пьезодатчика, оказывается равной величине заряда, снятого со вто- рого пьезодатчика .при включении устройства, при этом на выходе 29 схемы 26 формируется сигнал "Окончание заряда".

Изменение напряжения Vper приводит к пропорциональному изменению силы superi а следовательно, позволяет выбирать требуемый порог срабатывания устройства, По1800507 сле настройки на определенное давление, компенсированных паразитных приращекоторое точно определяет момент конца за- ний электрических сигналов пьезодатчиков ряда, регулируемоенапряжениеЧр фикси- в перерывах между замерами давления, а руется. также в автоматических системах, подверПри снятии напряжения питания уст- 5 женных значительным механическим возройства схемы суммирования 26 и запоми- действиям, за счет того, что в данном нания 27 обнуляются. После повторной устройствепроисходиткомпенсация возниподачи напряжения питания в устройстве кающих при этом приращений сигналов восстанавливается состояние, соответству-. пьезодатчиков, вызванных смещениями их ющее давлению газов в аккумуляторе. 10 электромагнитов относительно соответстПроцесс заряда аккумулятора, находя-. вующих ферромагнитных пластин. щегося в системе, подверженной механическим воздействиям, будет сопровождаться .. Ф ор мул а и з обретен и я линейнымй ускорениями устройства, кото.- Устройство для индикации конца зарярые при наличии составляющей ускоре- 15 дааккумулятора, выполнейноев видеполой ния, направленной вдоль осевой линии пробки с крышкой и. размещенными в ней устройства индикации, приведут к смеще- двумя пьезодатчиками, каждый из которых нию электромагнитов 8 и 22 относительно: состоит из упругого чувствительного элеферромагнитных пластин 11 и 16 соответст- мента с укрепленным йа нем источником венно. Это приведет к изменению степени 20 магнитодвижущей силы и пьезоэлемента, взаимодействия их магнитных потоков и; подключенного к внешнему электронному следовательно, к измейению величин алек-,блоку, состоящему из схемы запоминания тричеСких сигналов; снимаемых с соответ- уровня электрического сигнала; подключенствующих пьезоэлементов, . ной входом к пьезоэлементу второго пьезоБлагодаря тому, что лишенные ускоре- 25 датчика, выходом — к первому входу схемы ния устройства будут вйзывать приблизи- суммирования, второй вход которой под. тельно равные смещения электромагнитов- ключен к пьезоэлементу первого пьезодаткак первого; так и второго пьезодатчиков чика; а с выхода. схемы суммирования электрические сигналы, поступающие на снимают сигнал окончания заряда; о т л ивходы 25 и 28 схемы суммирования 26, будут 30 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения получатьодинаковыеприращения, которые области применения устройства, источник компенсируются B схеме 26.. .. магнитодвижущейся силы первого и второго

Предлагаемое устройство: может рабо-; пьезодатчиков выполнен в виде электромагтать в системах электроснабжения долго - нита, причем обмотка электромагнита первременных автономных объектов и других 35 вого пьезодатчика соединена с клеммами системах, работающих в автоматическом . для подключения источника нерегулируережиме и требующих высокой точности из- мого напряжения, а обмотка электромагмерения давления.и малого энергопотреб- нита второго пьезодатчика с клеммами для ления, за счет отсутствия. потребления ..подключения к источнику регулируемого наэнергии и исключения интегрирования не- 40 пряжения, 1800507

Составитель В. Харламов

Техред М,Моргентал Корректор А. Обручар

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1168 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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