УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРАФИТОВЫХ КОНТАКТОВ

Полезная модель относится к электроизмерительной технике, в частности может быть использована для входного контроля электрического сопротивления контактов из композиционных материалов на углеродной основе, используемых в электромагнитных реле железнодорожной автоматики.
Известно устройство для измерения переходного сопротивления контактов, содержащее силовой участок цепи из последовательно соединенных источника постоянного тока и амперметра и измерительный участок цепи, состоящий из вольтметра, соединенные посредством контактных пружин с контактными выводами контактов изделия, отличающееся тем, что в него дополнительно введены стабилизатор тока и коммутатор, причем стабилизатор тока подключен последовательно к источнику тока, а силовой и измерительный участки цепи подключены к контактным выводам изделия через коммутатор и контактные пружины, при этом каждая из пружин имеет раздельное подключение к силовому и измерительному участкам цепи. Патент па полезную модель (RU 39715 Заявка: 2004108731/22, 24.03.2004 G01R 27/08) Недостаткам данного устройства заключается в том, что устройство не позволяет определить сопротивление контактов.
Переходное сопротивление контактов реле согласно условиям ТУ должно соответствовать следующим величинам:
- реле типа НМШ для замыкающих (фронтовых) не более 0,25 Ом, для размыкающих (тыловых) не более 0,03 Ом,
- реле типа Н для замыкающих (фронтовых) не более 0,3 Ом, для размыкающих (тыловых) не более 0,03 Ом,
- реле 2С не более 0,15 Ом.
По величине электрического сопротивления контакты относятся к изделиям, имеющим малое сопротивление. Известны устройства для измерения малых сопротивлений, основанные на использовании метода амперметра и вольтметра. (Писаревский Э.А. Электрические измерения и приборы. Энергия. 1970, с. 325). При измерении малых сопротивлений возникают дополнительные погрешности из-за влияния переходного сопротивления в точках подключения. Чтобы избежать этого применяют т. н. метод четырех проводного подключения. Используются две пары проводов: одна пара проводов подводится на измеряемый объект и подается заданный ток, с помощью другой пары производится измерение напряжения на объекте, пропорционального силе тока и сопротивлению объекта. Провода подсоединяются к выводам измеряемого двухполюсника таким образом, чтобы каждый из токовых зондов не касался непосредственно соответствующего ему зонда напряжения, при этом получается, что переходные сопротивления в местах контактов не включается в измерительную цепь. Применение двух пар зондов, токовых и потенциальных, является основным приемом для устранения влияния сопротивлений соединительных проводов и переходных сопротивлений на результат измерений малых сопротивлений. Данный метод реализован микроомметром ИКС-15.
Задачей заявляемого технического решения по устройству для измерения электрического сопротивления графитовых контактов является повышение надежности работы электромагнитных реле первого класса надежности типов НМ, НМШ и РЭЛ.
В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в обеспечении одинаковых условий прижима контактных элементов на исследуемых графитовых контактах при их контроле и повышении точности измерения электрического сопротивления.
Технический результат достигается устройством для измерения электрического сопротивления графитовых контактов, характеризующееся тем, что оно включает микроомметр, раму, имеющую три боковые стенки, верхнюю, среднюю полки и основание, с закрепленными на ней корпусом пиноли с пинолью, и размещенным в пиноли верхним токопроводным точечным наконечником, служащим для замыкания электрической цепи на верхней поверхности графитового контакта, столик, для установки и фиксации графитового контакта, с размещенным в корпусе столика нижним токопроводным точечным наконечником, служащим для замыкания электрической цепи на нижней поверхности графитового контакта, рычажный многозвенный механизма, служащий для перемещения в противоположных направлениях верхнего и нижнего токопроводных точечных наконечников. Кроме этого, корпус пиноли закреплен на верхней полке рамы, выполнен в виде фланца, внутри которого размещена пиноль, выполненная в виде гильзы, внутри пиноли расположен изолирующий стакан верхнего токопроводного штока с токопроводным точечным наконечником, пиноль закрыта токонепроводящей неподвижной втулкой, через которую проходит шток, внутри пиноли между изолирующим стаканом и токонепроводящей неподвижной втулкой расположена пружина сжатия, верхний токопроводный шток имеет разъемное неподвижное соединение с изолирующим стаканом и подвижное соединение с токонепроводящей неподвижной втулкой, верхний токопроводный шток изолирован от корпуса с помощью изолирующего стакана и токонепроводящей неподвижной втулки, а токопроводящий точечный наконечник с помощью термоусадочной трубки, пиноль кинематически соединена подвижно с рычажным механизмом, верхний токопроводный шток проходит через токонепроводящую неподвижную втулку, а токопроводящий точечный наконечник проходит через дно изолирующего стакана и пиноли, графитовый контакт, в момент измерения электрического сопротивления, прижат к столику с помощью пиноли, токопроводный точечный наконечник, в момент измерения электрического сопротивления, прижат к верхней поверхности графитового контакта, с помощью пружины, установленной внутри пиноли, усилие прижатия составляет 2,5-3,0 Н, корпус столика закреплен на средней полке рамы, выполнен в виде фланца, внутри корпуса расположен изолирующий стакан нижнего токопроводного штока с токопроводным точечным наконечником, между изолирующим стаканом и внутренней поверхностью столика расположена пружины сжатия, перемещение изолирующего стакана и штока ограничено прижимной гайкой, нижний токопроводный шток изолирован от корпуса столика с помощью подвижного изолирующего стакана. шток кинематически подвижно соединен с рычажным механизмом, фиксация графитового контакта на столике производится с помощью колпачка, установленного на корпусе столика, токопроводный точечный наконечник, в момент измерения электрического сопротивления, прижат к нижней поверхности графитового контакта, с помощью коромысла рычажного механизма, рычажный механизм состоит из ведущего звена, выполненного в виде двухстороннего кривошипа с заданным углом поворота, двух шатунов, причем верхний шатун кинематически связан с двухсторонним коромыслом, закрепленном на верхней полке, свободный конец которого выполнен в виде вилки и кинематически соединенный с пинолью, нижний шатун кинематически соединен с двухсторонним коромыслом, закрепленным на средней полке, свободный конец которого выполнен в виде вилки и кинематически соединен с токопроводящим штоком, ведущее звено рычажного механизма выполнено в виде вала, установлено на двух боковых стенках рамы, на валу закреплен двухсторонний' кривошип, на одном конце вала, с внешней стороны боковой стенки рамы, закреплена ручка для его вращения, верхнее и нижнее двухсторонние коромысла выполнены в виде плоских пружин, упругость пластины верхнего коромысла позволяет прижимать пиноль к контакту с усилием 20-25 Н, а упругость пластины нижнего коромысла позволяет прижимать токопроводящий точечный наконечник нижней поверхности контакта с усилием 1,5-2,0 Н, измерение сопротивления проводят Микроомметром ИКС-5, при этом токовые зонды подключены один к пиноли, а второй к столику, потенциальные зонды напряжения подключены один к нижнему, а второй к верхнему токопроводящим штокам с токопроводящими точечными наконечниками.
Технический результат, заключающийся в обеспечение одинаковых условий прижима зондов на исследуемых графитовых контактах при их контроле, достигается тем, что предлагаемое устройство при заданном угле поворота кривошипа позволяет получать близкие по значению усилия прижатия электродов к графитовому контакту. Такой режим работы устройства сохраняется при его длительной эксплуатации. Стабильность и одинаковость условий позиционирования графитовых контактов, позволяет исключить из получаемых результатов сопротивления влияние других факторов кроме внутреннего электрического сопротивления контакта, что позволяет повысить точность измерения электрического сопротивления.
Предлагаемое устройство для измерения электрического сопротивления контактов композиционного материала на углеродной основе поясняется чертежами, где:
- на фиг. 1 - представлен корпус устройства;
- на фиг. 2 - пиноль в сборе;
- на фиг. 3 - столик в сборе;
- на фиг. 4 - устройство для измерения электрического сопротивления (показан рычажный механизм).
Устройство для измерения электрического сопротивления содержит микроомметр (на фиг. не показан), корпус 1, имеющую три боковые стенки 1.1, 1.2, 1.3, верхнюю 1.4, среднюю 1.5 полки и основание 1.6. На верхней полке 1.4 закреплен корпусом 2 пиноли 3 и размещенным в пиноли 3 верхним токопроводным точечным наконечником 3.1. На средней полке 1.5 рамы 1 закреплен столик 4 с размещенным в корпусе столика 4 нижним токопроводным точечным наконечником 4.1. На двух боковых стенках 1.1 и 1.3 и верхней полке 1.4 и средней полке 1.5 закреплен рычажный многозвенный механизм 5. Корпус 2 пиноли 3 выполнен в виде фланца, внутри фланца размещена пиноль 3, выполненная в виде гильзы. Внутри пиноли 3 расположен изолирующий стакан 3.2 верхнего токопроводного штока 3.3 с токопроводным точечным наконечником 3.1, пиноль 3 закрыта токонепроводящей неподвижной втулкой 3.4, через которую проходит шток 3.3, между изолирующим стаканом 3.2 и токонепроводящей неподвижной втулкой 3.4 расположена пружина сжатия 3.5. Верхний токопроводный шток 3.3 имеет разъемное неподвижное соединение с изолирующим стаканом 3.2 и подвижное соединение с токонепроводящей неподвижной втулкой 3.4. Токопроводящий точечный наконечник 3.1 изолирован с помощью термоусадочной трубки (на фиг. не показан). Пиноль 3 кинематически соединена подвижно с рычажным механизмом 5. Корпус столика 4 выполнен в виде фланца 4.1, внутри расположен изолирующий стакан 4.2 нижнего токопроводного штока 4.3 с токопроводным точечным наконечником 4.4, между изолирующим стаканом 4.2 и внутренней поверхностью столика 4 расположена пружины сжатия 4.5, перемещение изолирующего стакана и штока ограничено прижимной гайкой. Нижний токопроводящий шток 4.3 кинематически подвижно соединен с рычажным механизмом 5. Фиксация графитового контакта 4.6 на столике 4, производится с помощью колпачка 4.7, установленного на корпусе столика. Рычажный механизм 5 состоит из ведущего звена 5.1, выполненного в виде двухстороннего кривошипа с заданным углом поворота, двух шатунов 5.2 и 5.3. Верхний шатун 5.2 кинематически связан с двухсторонним коромыслом 5.4, закрепленным на верхней полке 1.4. Свободный конец коромысла 5.4 выполнен в виде вилки и кинематически соединенный с пинолью 3, нижний шатун 5.3 кинематически соединен с двухсторонним коромыслом 5.5, закрепленным на средней полке 1.5. Свободный конец коромысла 5.4 выполнен в виде вилки и кинематически соединен с нижним токопроводящим штоком 4.3. Ведущее звено 5.1 рычажного механизма 5 выполнено в виде вала, Вал установлен на двух боковых стенках корпуса 1.1 и 1.3, на валу закреплен двухсторонний кривошип 5.1, на одном конце вала, с внешней стороны боковой стенки 1.3 рамы 1, закреплена ручка 5.6 для его поворота.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Графитовый контакт устанавливается на столик, центрируется колпачком. Измерение сопротивления проводят Микроомметром ИКС-5, при этом токовые зонды подключены один к пиноли, а второй к столику, потенциальные зонды напряжения подключены один к нижнему, а второй к верхнему токопроводящим штокам с токопроводящими точечными наконечниками. После того, как прибор будет готов к измерениям, вручную производится поворот кривошипа рычажного механизма, пиноль прижимает графитовый контакт к поверхности столика, а точечные токопроводные наконечники входят в контакт с верхней и нижней поверхностями графитового контакта. Производится измерение электрического сопротивления. Графитовый контакт, в момент измерения электрического сопротивления, прижат к столику с помощью пиноли 3 с усилием 20-25 Н. Верхний токопроводный точечный наконечник 3.1, в момент измерения электрического сопротивления, прижат к поверхности графитового контакта с усилием 2,5-3,0 Н, нижний токопроводный точечный наконечник 4.4, в момент измерения электрического сопротивления, прижат к поверхности графитового контакта с усилием 1,5-2,0 Н.
Изготовлен опытный образец, который проходит испытания на Камышловском электромеханическом заводе.