151654 (Модернизация автоматизированного устройства исследования слаботочных контактов)

Содержание

Введение

1. Автоматизированное измерительное устройство

1.1 Устройство и принцип работы

1.2 Назначение и работа установки

1.3 Недостатки

1.4 Устранение недостатков

1.5 Выбор комплектующих для модернизации

1.6 Спецификация

1.7 Выбор ОС

1.8 Актуальность темы

2. Явление сверхпроводимости в материале

2.1 Сверхпроводимость

2.2 Автоматизированное измерительное устройство

2.2.1 Порядок работы с установкой

2.5 Формирование структуры "трибометаллокерамики"

2.6 Результаты опытов

Заключение

Литература

Введение

В конструкции агрегатов современной техники применяется большое количество коммутирующих устройств, неразборной конструкции. Характерной неисправностью коммутирующих устройств, установленных в слаботочных цепях агрегатов, является нарушение электрического контакта элементов коммутации. Не разбирающаяся конструкция не позволяет производить профилактическую зачистку их контактов при ремонте. При этом единственный способ предупреждения отказов контактов является замена всего устройства. Нарушения электрического контакта в коммутирующих элементах слаботочных цепей происходит главным образом в результате образования на контактных поверхностях диэлектрических плёнок. Наличие и состояние диэлектрических плёнок на контактных поверхностях оценивается по величине переходного сопротивления R_x контактов по сравнению с R_x1 свежее зачищенного контакта той же конструкции. Величина превышения R_x проверяемого контакта характеризует сопротивление его диэлектрической плёнки.

Трудность получения реального R_x контакта заключается в особых электрических свойствах диэлектрической плёнки.

Во-первых, сопротивление диэлектрической плёнки имеет нелинейный характер, близкий к характеру сопротивления тонких полупроводников и диэлектриков, во-вторых, в процессе измерения R_x контакта может наступить фриттинг плёнки, т.е. пробой с образованием тонкого непрочного металлического мостика, создающего впечатление металлического контакта, свободного от диэлектрических плёнок. Применение методов измерения R_x контактов, не учитывающих указанные свойства диэлектрических плёнок, приводят к существенным ошибкам при оценке технического состояния контактов. [6]

Импульсный метод измерения, неразрушающий диэлектрические пленки контактных поверхностей _x обеспечивает высокую достоверность 090890. При этом модель развертки контактной дорожки формируется генератором импульсов параметры которого (по амплитуде ∆R_ЭК и длительности ∆t_Эc) зависят от чувствительности установки и поставленной задачи.

Принцип действия установки И-189-73 основан на этом методе.

1. Автоматизированное измерительное устройство

Установка И-189-73 предназначена для контроля и измерения параметров процесса электрического контактирования слаботочных электрических контактов.

Позволяет регистрировать превышение контактного сопротивления выше установленной величины (отказы) с селекцией по длительности и амплитуде, измерять их суммарную длительность. В том числе в процессе испытания в режиме скольжения и качения.

1. 1. 1.1 Устройство и принцип работы

Функционально установку можно разбить на следующие блоки:

-блок предварительного усилителя (БПУ)

- входной блок (Бвх)

- блок формирования и контроля (БФК)

- блок селектора времени (БСВ)

- блок регистрации и индикации (БРИ)

- блок управление селектором (БУС)

- блок кварцевого генератора (БКГ)

- блок индикаторов (БИ)

- блок питания (БП)

1. Блок предварительного усилителя

(БПУ) предназначен для усиления импульсов отказов, поступающих с испытуемого контактного устройства и коммутации входных цепей установки.

Предварительный усилитель представляет собой усилитель постоянного тока с переключаемым коэффициентом усиления и переключаемым входным делителем,

Обеспечивающим независимость чувствительности усилителя и установки от величины тока через контакт.

Изменение коэффициента усиления осуществляется переключением сопротивления в цепи обратной связи. При чувствительности установки 1ом, 10ом, 50ом, 100ом, коэффициент усиления равен соответственно 200, 20, 4, 2. Переключение чувствительности на пределы 500 и 1000ом делителем на входе усилителя.

Температура стабилизации усилителя осуществляется терморезистором, установленном на корпусе микросхемы. Вход усилителя защищён двусторонним ступенчатым диодным ограничителем.

1. Входной блок

(Бвх) предназначен для выработки управляющих импульсов при проверке надёжности контактирования реле.

В состав блока входит декадный делитель частоты 10 Гц, ждущий мультивибратор и два электронных ключа.

Декада делит импульсы частотой 10Гц до частоты 1Гц. Импульсы с частотой 1Гц через повторители поступают на электронный ключ на транзисторах, управляющий обмоткой реле. Одновременно эти импульсы поступают на ждущий мультивибратор, вырабатывающий импульс длительности около 200мсек, который определяет задержку подачи испытательных импульсов тока на контакты реле, относительно импульса питания обмотки реле.

Электронный ключ на транзисторах осуществляет коммутации измерительного тока через контакты испытуемого реле.

1. Блок формирования и контроля

(БФК) предназначен для формирования прямоугольного импульса отказа. Прямоугольный импульс на выходе БФК появляется в случае, если контактное сопротивление исследуемого контактного устройства превышает заданный уровень. Длительность прямоугольного импульса на выходе БФК, равно длительности превышения контактным сопротивлением заданного уровня.

Кроме того вырабатывает испытательные импульсы для контроля надёжности контактов реле.

Формирующее устройство БФК состоит из триггера Шмита с собственным предусилителем на транзисторах, автоколебательного мультивибратора на транзисторах, автоколебательного мультивибратора с эмиттерным повторителем на транзисторах.

1. Блок селектора времени

(БСВ) предназначен для селекции импульсов отказов по длительности. Импульс занесения единицы в счётчик числа отказов вырабатывается схемой БСВ только в том случае, если длительность импульса отказа превышает установленную.

БСВ состоит из двоично-десятичного счётчика, триггеров памяти, фиксирующих выбранные длительности и входной логики.

1. Блок управление селектором

(БУС) предназначен для выработки управляющих импульсов, обеспечивающих нормальную работу ВС. По заднему фронту импульса отказа должны вырабатываться импульсы переписи, сброса счетчика селектора и сброса триггеров памяти.

В состав бус входят 2 ждущих мультивибратора с буферным усилителем и выходной эмиттерный повторитель.

1. Блок регистрации и индикации

(БРИ) предназначен для регистрации числа отказов, суммарного числа времени отказов, времени испытания.

БРИ включает в себя:

-3 независимых десятичных счётчиков ёмкостью в 4 декады;

- логические схемы вывода информации на индикатор,

- дешифраторы двоично-десятичного кода в код семисегментного индикатора

1. Блок индикаторов

(БИ) предназначен для визуальной индикации результатов измерений. В качестве индикаторов выбраны вакуумные люминесцентные индикаторы.

1. Блок кварцевого генератора

(БКГ) вырабатывает счётные импульсы стабильной частоты. Генератор собран на кремниевых транзисторах с выходным эмиттерный повторителем. Конструктивно блок кварцевого генератора совмещён с источником стабилизированного напряжения -27.

1. Блок питания

1. (БП) вырабатывает следующие напряжения:

стабилизированное напряжение -12В;

1. стабилизированное напряжение -27В;

2. стабилизированное напряжение +2В;

3. Напряжение постоянного тока +155В;

4. Напряжение постоянного тока +12В;

5. Напряжение постоянного тока +24В;

6. Напряжение переменного тока 2В;

2. 1.2 Назначение и работа установки

В состав блока питания входит стабилизатор тока, дающий на выходе стабильные токи: 1ма; 5ма; 10ма.

Стабилизатор тока и стабилизации напряжения собраны по типовым схемам стабилизации комплексного типа.

Конструкция установки И-169-73 выполнена в настольном переносном варианте. Основные элементы схемы установки размещены на одиннадцати съемных печатных платах.

В данной работе с помощью установки И – 189 – 73 подсчитывается суммарное число отказов скользящих слаботочных контактов.

2. 1.3 Недостатки установки

В процессе работы с установкой выявляются некоторые недостатки:

- Необходимость непрерывного наблюдения оператором

- Сложность дальнейших расчётов характеристик

- отсутствие сигнала при возникновении отказа.

2. 1.4 Устранение недостатков

Все перечисленные недостатки возможно устранить если подключить установку к компьютеру. С помощью ЭВМ можно будет накапливать необходимые данные с незначительным участием оператора. Так же значительно облегчается дальнейший расчёт характеристик, если ручной способ мог занимать несколько часов, то для компьютера эта задача на несколько секунд. Подача звукового сигнала в случае возникновения отказа может осуществляться через динамики компьютера.

Задачу модернизации можно разделить на 3 этапа:

1. анализ принципиальной схемы установки и определение места подключения соединительного кабеля.

2. написание программы обработки полученных данных.

3. подключение и наладка.

2. 1.5 Выбор комплектующих для модернизации

Для модернизации необходимы:

1. промышленный компьютер

2. программное обеспечение

3. соединительный кабель.

В настоящее время на нашем рынке представлен широкий выбор промышленных компьютеров различных стран производителей :

- промышленный компьютер "Корвет".

- промышленный компьютер "iROBO Classic"

- промышленные компьютеры "Industrial Computer"

- промышленные управляющие компьютеры " BOXER"

Из выше перечисленных компьютеров мы выберем отечественный "Корвет".

В мире существуют производители изделий, подобных по свойствам промышленному переносному расширяемому компьютеру "Корвет". Приведу несколько существенных отличий этого изделия от аналогичных изделий производства других компаний.

- в стандартную конфигурацию входит высокопрочная (гарантировано до 20 млн. нажатий на каждую клавишу) резиновая клавиатура с подсветкой клавиш, что позволяет работать в условиях недостаточного освещения или при его отсутствии. Клавиши подсвечиваются изнутри светодиодами зеленого цвета. Подсветка включается и выключается путем нажатия функциональной клавиши.

- жесткий диск может быть установлен с помощью уникальной амортизационной системы, повышающей устойчивость изделия к вибрациям и ударам.

- изделие может быть оснащено уникальной системой температурного контроля, контролирующей температурный режим внутри изделия.

-для эксплуатации в транспортных средствах изделие может комплектоваться виброизолирующей платформой, повышающей рабочий ресурс изделия.

Виброизолирующая платформа может быть специально разработана для различных транспортных средств (с разными параметрами вибраций).

- в ближайшее время планируется реализовать функцию "холодного старта" (включения изделия при пониженной температуре -20°C и ниже).

- изделие полностью соответствует российским стандартам по электромагнитной совместимости и безопасности, успешно прошло соответствующие испытания и имеет сертификат соответствия.

-производитель данного изделия – российское предприятие. Производство находится в г. Москве, поэтому производитель может доработать изделие в соответствии со специальными требованиями заказчика.

2. 1.6 Спецификация

Процессор • Intel Pentium-4, частота до 3 ГГц и более (требуемая частота согласовывается с заказчиком). Система охлаждения используется вентилятор. Чем ниже частота процессора, тем меньше тепловыделение, тем выше предельная повышенная температура среды, при которой система работает устойчиво

• Intel Celeron M, частота 600 МГц. Система охлаждения процессора не использует вентиляторов.

Оперативная память от 512 МБ до 4 ГБ

Графический контроллер согласовывается с заказчиком

Размер экрана дисплея, LCD TFT 20.1",

Разрешение 1600x1200

Вес от 18 кг

Габаритные размеры корпуса

(ширина, высота, глубина) 511х386х237 мм

Мощность блока питания •400 Вт