Материал: re0102

простота управления; высокая точность измерения параметров; удобство и простота считывания результатов измерения.

Питание стенда - от однофазной сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц.

Дополнительно стенд дает возможность визуального контроля наличия и бесперебойности искрообразования, неравномерности УЗСК, качества работы центробежного и вакуумного регуляторов, качества деталей вращения датчиковраспределителей.

Стенд является универсальной измерительной системой, позволяющей гибко адаптировать его для исследования параметров других (в т.ч. и импортного производства) датчиков-распределителей, а также для исследования параметров различ- ных электронных и механических устройств (октан-корректоров, блоков зажигания, электронных коммутаторов и т.д.), влияющих на УОЗ и УЗСК.

В основе теоретического построения стенда заложены математические выражения для вычисления измеряемых величин. Инструментом вычисления служит микроЭВМ AT89C51 (фирмы Atmel), которая в соответствии с заложенной программой вычисляет текущие значения измеряемых параметров для различных режимов испытаний датчиковраспределителей и выда- ¸т информацию для отображения результатов на цифровом табло.

Принципиальная электрическая схема стенда (рис.1) состоит из следующих основных узлов:

гнезд подключения высоковольтных проводов с датчиков-распределителей XS1…XS9 и разрядников FV1…EV8;

датчика оборотов BB1, являющегося одновременно и датчиком нуля (начала от- счета);

датчика искрообразования BB2; катушки зажигания TV1 и электронных

коммутаторов A1,А2;

прибора контроля сопротивления контактов PA1;

кабелей E1, E2, E3 и разъемов XS11, XS12, XS13 для подключения датчиковраспределителей;

узла управления направлением и скоростью вращения, состоящего из трансформаторов TV2,TV3, диодов VD1…VD4, конденсаторов C1…C3, тумблера SA1 и двигателя M1;

силового блока A4, предназначенного для обеспечения стенда питающими напряжениями;

платы логики и управления A3, являющейся основным элементом стенда, осуществляющей выбор режимов работы стенда, обработку сигналов с датчиков, математические вычисления в соответствии с заданной программой, отображение результатов измерений в цифровом виде.

Подключение испытуемых датчиков-рас- пределителей к стенду осуществляется согласно рис.2,3 и 4 в зависимости от типов проверяемых датчиков-распределителей (подключение высоковольтных проводов к

гнездам XS1..XS9 стенда для упрощения не показано), где A1 - стенд; Пр - датчик - распределитель на основе контактного прерывателя; E2, Е3 - кабель подсоединения; ЭМД - датчик - распределитель на основе электромагнитного датчика; ДХ - датчик - распределитель на основе датчи- ка Холла.

Измерение угла опережения зажигания, угла замкнутого состояния контактов прерывателя, визуальный контроль наличия и бесперебойности искрообразования, неравномерности угла замкнутого состояния контактов прерывателя, качества механических деталей вращения производится в динамическом режиме (т.е. при вращении вала датчика-распределителя), а измерение сопротивления контактов прерывателя датчика-распределителя - в статистическом режиме.

Работа стенда в основных режимах

Работа стенда в режиме измерения угла опережения зажигания (УОЗ):

стенд в указанный режим устанавливают при подаче напряжения питания или повторным нажатием кнопки SB2 "Режимы" платы A3 до загорания индикатора HL2 "УОЗ" платы A3;

с помощью узла управления скоростью и направлением вращения выбирают направление и начальную скорость вращения, соответствующую нулевому значе- нию УОЗ по техническим характеристикам датчика-распределителя (скорость вращения вычисляется микросхемой DD1 платы A3 путем обработки сигналов с датчика оборотов BB1 по входу 2 микросхемы DD1 и индицируется в цифровом виде на индикаторах HG1 и HG2 платы A3);

исходными данными для определения начального угла зажигания являются импульсы с датчика начала отсчета (датчи- ка оборотов), поступающие на вход 2 DD1, и импульсы с датчика искрообразования, поступающие на вход 1 DD1 (которые формируются по цепочке: датчик-распреде- литель→один из соединительных кабелей E1, E2, E3→гнезда XS11, XS12, XS13→оптооэлемент VT2→коммутатор A1→катушка зажигания VT1→датчик BB2→ оптоэлемент VT1→âõîä 1 DD1;

обрабатывая вышеуказанные данные в соответствии с заложенной программой, микросхема DD1 определяет начальный угол зажигания и индицирует его в цифровом виде на индикаторе HG3 платы A3;

для обеспечения удобства отсчета вышеуказанный угол приводится к нулю на-

жатием кнопки SB3 "УОЗ" "→0←", и на индикаторе HG3 индицируются нулевые показания;

изменяя количество оборотов вала испытуемого датчика-распределителя, считывают изменения угла опережения зажигания и сравнивают их с требованиями тех-

нических характеристик.

Примечание. В вышеуказанном режиме возможны измерения зависимости УОЗ от воздействия вакуумного регулятора датчика-распределителя, для этого необ-

От редакции. Электротехника - одна из плодотворнейших областей для изобретателей. В мировом патентном фонде содержатся миллионы решений, многие из которых интересны нашим читателям, перекликаются со статьями, опубликованными в "Электрике". Начиная с этого номера, мы будем регулярно публиковать краткие описания изобретений разных стран.

Тиристорный ключ переменного тока описан в изобретении по авторскому свидетельству СССР 1683149 (рис.1). Ключ вводится в разрыв провода электрической сети (точки 1, 2). Цепи управления гальванически развязаны с ключом на двух тиристорах VS1 и VS2 через диодные оптроны UV1 и UV2 и питаются от источника постоянного н -а пряжения. Включаются передающие части диодных оптронов ч ерез ключи на транзисторах VT1, VT2, которые управляются триггерами DD1.1 и DD1.2. По входам установки S тиристорный ключ включается, а по входам установки R - выключается. Цель изобретения - п о- вышение надежности работы ключа при резких колебаниях то ка нагрузки. Для этого включение плеч ключа производится с раз носом по

времени (введена линия задежки на время τ).

В устройстве по патенту РСТ 91/01589 (рис.2) описан преобразователь напряжения для формирования сетевого напряжения частотой 50 Гц. В схеме имеются два высокочастотных высокостабильных генератора G1 и G2. Один из них работает на частоте, например, 50050 Гц, а другой - на частоте 50000 Гц (разностная частота составляе т 50 Гц). На этих частотах трансформаторы Т1 и Т2 выполняют на фер ритовых сердечниках, и поэтому они малогабаритные. Высокоча стотные колебания суммируются через нелинейные элементы (диоды V D1, VD2) и выделяются колебания разностной частоты, которые отф ильтровывают фильтры нижних частот на элементах L, C3, C4.

Преимуществом схемы перед обычными схемами преобразова телей являются малые габариты из-за малых размеров трансформат оров.

Схема устройства управления скоростью вращения асинхро нного двигателя описана в патенте Германии 3921769 (рис.3). Последовательно с мотором М установлен дроссель с переменной индуктивн остью. Поскольку асинхронный мотор является индуктивной нагру зкой, и дополнительное сопротивление носит также индуктивный хар актер, то дополнительные потери в схеме отсутствуют. Для управлени я индуктивностью в качестве дросселя используют трансформатор Т1, у которого во вторичную обмотку включен потенциометр R1. Если в торич- ная обмотка трансформатора повышающая, то потенциометр м ожет быть высокоомным и маломощным, что существенно упрощает к онструкцию.

Вторичный источник питания через первичную цепь описан в патенте США 4948987 (рис.4). В сеть 220 В включена нагрузка (в данном случае лампочка накаливания EL1). Последовательно с нагрузк ой включен маломощный трансформатор Т1, напряжение на которо м ограничено диодами VD1 и VD2 на уровне ±1 В. Вторичную обмотку делают повышающей на необходимое напряжение. Снижение напр яжения на нагрузке практически неощутимо, а число витков и га бариты трансформатора можно существенно уменьшить. Обратите вн имание, что решение с параллельно включенными диодами встреч ается в статье И.Н.Проксина, опубликованной в этом номере.

Схема управления бытовыми источниками электропитания в квартире описана в патенте Японии 62-23321 (рис.5). Имеются два датчи- ка: датчик нахождения людей в квартире 1 и датчик закрытия д вери 2. Реализация датчика 1 не описана, но можно полагать, что на в ходе квартиры установлено устройство типа описанного в "Эле ктрике" ¹2/2000 (статья В.В.Банникова "Да будет свет!") со счетчиком, в котором хранится число находящихся в квартире людей. Когда такой счетчик установлен в нулевое состояние, то с него выдаетс я разрешение на блок управления 3. Если при этом датчик 2 указывает , что дверь закрыта, то блок управления 3 через ключи 4 отключает все электророзетки 5 в квартире. Теперь нет необходимости всп оминать на выходе, все ли в квартире выключено.

Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное се тевое напряжение частоты 50 Гц описан в авторском свидетельстве СССР

1690144. В схеме (рис.6) имеются три транзисторных ключа К1 - К3, реверсирующих направление тока в обмотках трансформато ров Т1 - Т3, и набор выходных ключей переменного тока S1…S9. В отличие от других подобных схем в данной схеме нет фазовращателей , а выходные напряжения всех трех фаз синтезируются с помощью н аложения импульсов различной амплитуды и длительности. С это й целью соотношение числа витков в различных обмотках относятся как w1:w2:w3:w4 = 8:5:3:1. На схеме не показан сложный цифровой блок управления.

ðèñ.1

ðèñ.2

ðèñ.3

ðèñ.4

ðèñ.5

ðèñ.6

Как правильно выбрать провода для электропроводки и изготовить плавкий предохранитель

Приведенные выше соотношения легко запоминаются и обеспе- чивают достаточную точность для бытового использования проводов. Если требуется с большей точностью знать длительно допустимую токовую нагрузку для медных проводов и кабелей, то можно воспользоваться табл.1.

При разводке цепей на вводе обязательно устанавливают общий выключатель и предохранители (плавкие вставки или электромеханические автоматы). Наиболее широко распространены в бытовых сетях плавкие предохранители.

Когда перегорает предохранитель, требуется быстро его заменить, но не всегда имеется запасной на нужный ток. В этом случае выполняют перемычку ("жучок") часто из любого попавшего под руку провода. Со временем это забывается, и при перегрузке может загореться проводка.

Чтобы этого не случилось, удобно воспользоваться упрощенной формулой, которая позволит правильно изготовить плавкий предохранитель на любой ток с достаточной точностью. Для одножильного медного провода ток защиты предохранителя определяют по упрощенной формуле

Iïð = 80 (d3)1/2,

где d - диаметр провода, мм. Результаты расчетов для разных типов проводов приведены в

òàáë.2.

плавлении? На рис.1 показан график изменения удельного сопротивления меди при нагреве. Как видно, при температуре плавления наблюдается скачок сопротивления в 2,07 раза. Таким образом, от нормальной температуры (20°С) до температуры плавления удельное сопротивление меди увеличивается в 5,3 раза (коэффициент К1), при плавлении увели- чивается еще в 2,07 раза (коэффициент К2), а всего в 10,82 раза (коэффициент К3 = К1К2). Эти коэффициенты приведены для различ- ных металлов в таблице, где R - сопротивление километрового отрезка провода из дан-

ного металла сечением 1 мм2; Тпл - температура плавления металла (металлы расположены в порядке возрастания сопротивления).

Для никеля удельное сопротивление ведет себя весьма необычно (рис.2). Вначале оно нарастает, но только до температуры 358°С, а затем резко уменьшается и при температуре выше 400°С становится меньше, чем при комнатной температуре. Весьма необычным металлом является висмут. У него удельное сопротивление при плавлении резко уменьшается, причем так, что сопротивление расплавленного металла ниже, чем у твердого при комнатной температуре. Можно еще обратить внимание на высокое значение коэффициента К1 для вольфрама. Вот почему у лампочек накаливания сопротивление нити накала в момент включения во много раз меньше, чем в рабо- чем режиме (отчего они чаще всего и перегорают).