PL B1 (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1. (51) Int.Cl.5: G01R 27/02. (21) Numer zgłoszenia:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) Int.Cl.5: G01R 27/02 (54) Układ do pomiaru rezystancji, zwłaszcza rezystancji styków (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 10/90 (73) Uprawniony z patentu: Akademia Techniczno - Rolnicza im. J.J. Śniadeckich, Bydgoszcz, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 10/92 (72) Twórcy wynalazku: Andrzej Sobólski, Bydgoszcz, PL Józef Zalewski, Bydgoszcz, PL Tadeusz Iwański, Bydgoszcz, PL Zdzisław Drzycimski, Bydgoszcz, PL Tadeusz Wysocki, Bydgoszcz, PL PL B1 (57) 1. Układ do pomiaru rezystancji, zwłaszcza rezystancji styków metodą techniczną, przy nominalnej wartości prądu pomiarowego i przy napięciu pomiarowym nie przekraczającym dopuszczalnej wartości, znamienny tym, że do zacisków wyjściowych (2, 3) źródła napięcia stabilizowanego (1) jest dołączony układ składający się z szeregowo połączonych rezystora nastawy maksymalnej wartości prądu pomiarowego (4), rezystora regulacyjnego (5) i rezystora bocznikującego (6), do którego poprzez zaciski (7, 8) są równolegle dołączone element badany (9) oraz wejście układu pomiaru i sterowania (10), którego wyjścia (A, B,...,N) są połączone z wejściami (a, b,...,n) rezystora regulacyjnego (5). Fig 1

2 UKŁAD DO POMIARU REZYSTANCJI, ZWŁASZCZA REZYSTANCJI STYKÓW Z a s t r z e ż e n i a p a t e n t o w e 1. Układ do pomiaru rezystancji, zwłaszcza rezystancji styków metodą techniczną, przy nominalnej wartości prądu pomiarowego i przy napięciu pomiarowym nie przekraczającym dopuszczalnej wartości, z n a m i e n n y tym, że do zacisków wyjściowych /2, 3/ źródła napięcia stabilizowanego / 1/ jest dołączony układ składający się z szeregowo połączonych rezystora nastawy maksymalnej wartości prądu pomiarowego /4/, rezystora regulacyjnego /5/ i rezystora bocznikującego /6/, do którego poprzez zaciski /7, 8/ są równolegle dołączone element badany /9/ oraz wejście układu pomiaru i sterowania /10/, którego wyjścia /A, B... N/ są połączone z wejściami /a, b,... n/ rezystora regulacyjnego /6/. 2. Układ według zastrz.1, z n a m i e n n y tym, że rezystor regulacyjny /5/, umożliwiający skokową zmianę wartości prądu pomiarowego płynącego przez element badany /9/, złożony jest z szeregowo połączonych co najmniej dwóch rezystorów stałych / 11, 12,... 13/, z których każdy jest zbocznikowany odpowiednio kluczem /14, 15,... 16/. 3. Układ według zastrz.1, z n a m i e n n y tym, że rezystor regulacyjny /5/, umożliwiający skokową zmianę wartości prądu pomiarowego płynącego przez element badany /9/, złożony jest z szeregowo połączonych co najmniej dwóch rezystorów stałych / 11, 12,... 13/, bocznikowanych kluczami /14, 17,... 18/, posiadającymi jeden zacisk wspólny, dołączony do jednego ze skrajnych rezystorów / 11/, pozostałe zaciski kluczy /14, 17,... 18/ dołączone są do szeregowo połączonych rezystorów /11, 12,... 13/, przy czym klucz pierwszy /14/ bocznikuje skrajny rezystor / 11/, klucz drugi /17/ bocznikuje szeregowo połączone rezystory skrajny i sąsiedni / 11, 12/, a klucz ostatni /18/ bocznikuje wszystkie szeregowo połączone rezystory / 11, 12,... 13/. 4. Układ według zastrz.1, z n a m i e n n y tym, że rezystor regulacyjny /5/ stanowi tranzystor wykorzystywany jako rezystor sterowany sygnałem doprowadzonym z układu sterującego. * * * Przedmiotem wynalazku jest układ do pomiaru rezystancji, zwłaszcza rezystancji styków występujących w różnego rodzaju łącznikach. Wyprodukowane łączniki podlegają badaniom, do których należy pomiar rezystancji styków metodą techniczną przy zachowaniu warunków na dopuszczalną wartość napięcia pomiarowego oraz nominalną wartość prądu pomiarowego. W przypadku pomiaru rezystancji styków pojedyńczych sztuk łączników można się posłużyć znanym układem laboratoryjnym do pomiaru rezystancji. Natomiast w przypadku seryjnych pomiarów taki sposób jest niedogodny, gdyż wymaga wykonania szeregu operacji manualnych. Inne wady dotychczas stosowanego sposobu to duża czasochłonność, znużenie pracownika, występujące przy wykonywaniu pomiarów seryjnych, będące przyczyną popełniania błędów oraz możliwość manipulowania nastawami rezystorów regulacyjnych. Istota wynalazku polega na tym, że w układzie do pomiaru rezystancji metodą techniczną, przy nominalnej wartości prądu pomiarowego i przy napięciu pomiarowym nie przekraczającym dopuszczalnej wartości, do zacisków wyjściowych źródła napięcia stabilizowanego jest dołączony układ składający się z szeregowego połączenia rezystora nastawy maksymalnej wartości prądu pomiarowego, rezystora regulacyjnego i rezystora bocznikującego, do którego

3 są równolegle dołączone element badany, zwłaszcza styk oraz wejście układu pomiaru i sterowania, którego wyjścia są połączone z wejściami rezystora regulacyjnego. Rezystor regulacyjny umożliwiający skokową zmianę prądu pomiarowego płynącego przez element badany, złożony jest z szeregowo połączonych rezystorów stałych, kolejno lub grupowo bocznikowanych kluczami lub z tranzystora wykorzystywanego jako rezystor sterowany sygnałem doprowadzanym z układu sterowania. Do wyjścia układu pomiaru i sterowania może być dołączony wskaźnik wartości pomierzonej rezystancji lub rejestrator wyników pomiarów. Zaletą układu do pomiaru rezystancji według wynalazku jest zachowanie warunków na dopuszczalną wartość napięcia pomiarowego oraz nominalną wartość prądu pomiarowego z wyeliminowaniem czynności manualnych związanych z regulacją prądu pomiarowego, podczas wykonywania których operator musi obserwować wskazania mierników prądu i napięcia, co przy seryjnych pomiarach jest przyczyną znużenia. Układ według wynalazku umożliwia skrócenie czasu niezbędnego do dokonania pomiaru. Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig.1 przedstawia schemat układu pomiarowego, fig.2-schemat przykładowego wykonania rezystora regulacyjnego o rezystorach stałych bocznikowanych kluczami, a fig.3-schemat odmiany wykonania rezystora regulacyjnego o innym sposobie przyłączania kluczy zwierających. Układ pomiarowy jest zasilany ze źródła stałego napięcia stabilizowanego 1, o napięciu źródłowym wielokrotnie większym od dopuszczalnej wartości napięcia na zaciskach elementu badanego 9, zwłaszcza styku. Do zacisków 2 i 3 źródła 1 dołączony jest układ składający się z szeregowego połączenia rezystora nastawy maksymalnej wartości prądu pomiarowego 4, płynącego przez element badany 9, rezystora regulacyjnego 5 i rezystora bocznikującego 6, do którego poprzez zaciski 7 i 8 są równolegle przyłączone element badany 9 i układ pomiaru i sterowania 10. Rezystancja rezystora bocznikującego 6 jest nie mniej niż setki razy większa od dopuszczalnej wartości rezystancji elementu badanego 9, a rezystancja wejściowa układu sterowania 10 jest tak duża, że jej wpływ na wynik pomiaru jest pomijalny. Rezystancje rezystora regulacyjnego 5 jest w wyniku podawania z wyjść A, B,... N układu pomiaru i sterowania 10 sygnałów na wejścia a, b,... n rezystora regulacyjnego 5 - zmienna od wartości maksymalnej do wartości minimalnej. Rezystancja rezystora nastawy maksymalnej wartości prądu pomiarowego 4 jest tak dobrana, by przy minimalnej wartości rezystancji rezystora regulacyjnego 5 i przy zwartych zaciskach 7 i 8 poprzez te zaciski płynął prąd o wartości równej maksymalnie dopuszczalnej wartości prądu pomiarowego. Maksymalna wartość rezystancji rezystora regulacyjnego 5 jest tak dobrana, by przy rozwartych zaciskach 7 i 8 na rezystorze bocznikującym 6 występowało napięcie nie większe od dopuszczalnej wartości napięcia pomiarowego, której w procesie pomiaru nie wolno przekraczać. Przebieg pomiaru jest następujący. Po dołączeniu elementu badanego 9 do zacisków 7 i 8 oraz załączeniu napięcia, w pierwszej chwili rezystancja rezystora regulacyjnego 5 ma wartość maksymalną. Wtedy przez element badany 9 płynie prąd o wartości znacznie mniejszej od wartości maksymalnie dopuszczalnej i na elemencie badanym 9 o rezystancji znacznie mniejszej od rezystancji rezystora bocznikującego 6 występuje spadek napięcia o wartości znacznie mniejszej od dopuszczalnej wartości napięcia pomiarowego. Napięcie występujące pomiędzy zaciskami 7 i 8 elementu badanego 9 jest doprowadzone do wejścia układu pomiaru i sterowania 10, w którym w znany sposób zostaje mierzone. Układ sterujący na podstawie wyników pomiaru napięcia na zaciskach 7 i 8 wykonuje obliczenie, czy po zaprogramowanym skoku zmniejszenia rezystancji rezystora regulacyjnego 5 nie nastąpi taki wzrost prądu pomiarowego, który doprowadzi do przekroczenia dopuszczalnej wartości napięcia pomiarowego. Jeżeli wynik obliczenia wykazuje, że nie nastąpi przekroczenie dopuszczalnej wartości napięcia pomiarowego, na Jednym z wyjść A, B,... N układu pomiaru i sterowania 10 połączonych odpowiednio z wejściami sygnałowymi a, b,... n, rezystora regulacyjnego 5 pojawia się sygnał sterujący powodujący zwarcie klucza 14 i w ten sposób nastąpi skokowe zmniejszenie rezystancji rezystora regulacyjnego 5, wzrost prądu pomiarowego i wzrost spadku napięcia na elemencie badanym 9. Następuje kolejny pomiar napięcia, kolejne obliczenie, pojawienie się sygnału na następnym wyjściu układu pomiaru i sterowania 10 i zwarcie klucza 15 lub 17. Jeżeli rezystancja elementu badanego 9 ma

4 wartość nie większą od dopuszczalnej, po kolejnych pomiarach i obliczeniach następuje zwarcie kolejno wszystkich kluczy 14, 15, 16 lub 14, 17, 18, zwierających rezystory stałe 11, 12, 13 i w ten sposób zmniejszenie rezystancji rezystora regulacyjnego 5 z wartości maksymalnej do wartości minimalnej. Po wykonaniu tych czynności następuje końcowy pomiar napięcia na elemencie badanym 9, które ma wartość wprost proporcjonalną do rezystancji elementu badanego 9. Prąd pomiarowy ma wówczas wartość maksymalną. Przez stosowany dobór napięcia zasilania można wartość prądu pomiarowego dowolnie zbliżyć do wartości nominalnej i w ten sposób zmniejszyć błąd pomiaru, by nie przekraczał dopuszczalnej wartości. Jeżeli wartość rezystancji elementu badanego jest większa od dopuszczalnej wartości, to po kolejnym pomiarze napięcia na zaciskach 7 i 8, wynik obliczenia wykonanego przez układ pomiaru i sterujący 10 wykazuje, że przy dalszym skokowym zmniejszaniu rezystancji rezystora regulacyjnego 5 nastąpiłoby przekroczenie dopuszczalnej wartości napięcia na elemencie badanym. Wówczas na kolejnym wyjściu A, B,... N układu 10 nie pojawia się sygnał sterujący, a układ ten sygnalizuje, że badany element ma rezystancję zbyt dużą. Przykładowym sygnałem przekroczenia dopuszczalnej wartości rezystancji elementu badanego 9 jest zapalenie się lampki sygnalizacyjnej 19, wówczas gdy wartość rezystancji tego elementu 9 jest większa od dopuszczalnej. W przeciwnym wypadku zapala się lampka 20 sygnalizująca możliwość kontynuowania pomiaru. Wyjście M układu 10 poprzez zaciski wyjściowe 21 i 22 może być połączone ze znanej budowy wskaźnikiem wyniku pomiaru, np. z wyświetlaczem cyfrowym, lub z wejściem układu rejestrującego wyniki pomiarów.

5 F ig. 2 Fig. 3

6 Fig. 1 Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 5000 zł.