Контактный блок для диагностики датчика угла поворота

Область техники, к которой относится полезная модель
Устройство относится к измерительной технике, может применяться в авиационной, ракетно-космической, радиоэлектронной промышленности, предназначено для диагностики датчиков угла поворота (тщательный анализ качества изготовления важен для дальнейшей эксплуатации датчиков угла поворота) и направлено на обеспечение возможности автоматизации процессов проверки и тестирования датчиков угла перед их установкой на устройство поворота.
Датчик угла поворота - электромеханическая машина, которая способна создавать электрические импульсы, формирующие рабочие режимы поворотного устройства (в которое монтируется датчик) при повороте обмоток ротора относительно обмоток статора. Датчик угла поворота состоит из корпуса, двух обмоток статора и двух обмоток ротора. Датчик имеет серьезные технические требования по своим параметрам. Отклонение поля допуска технических параметров (например, выходного напряжения) должно быть в заданных пределах.
Существуют датчики угла с готовым припаянным разъемом для подключения контактов. Заявляемая полезная модель предназначена для проверки датчиков угла без припаянных разъемов. Такие датчики более надежны в эксплуатации, так как количество контактов при соединении ограничено (по понятным причинам контактов меньше, чем в датчиках с припаянными разъемами).
Перед монтажом в изделие необходима проверка технических параметров датчика (сопротивление изоляции, сопротивление первичной и вторичной обмоток, ток в первичной обмотке, минимальное напряжение между контактами, вторичное напряжение при изменении угла в заданных границах и т.д.) при:
- надежной автоматической фиксации датчика угла;
- наличии надежного контакта;
- замыкании одних контактов (верхних) с сохранением изоляции остальных контактов (нижних).
Уровень техники
Для проверки датчиков без готовых припаянных разъемов обычно используется способ, где группу контактов проверяемого датчика надо подсоединять к измерительной аппаратуре и фиксировать вручную. При этом нижняя группа контактов контактной колодки датчиков (Фиг. 1) при диагностике должна быть изолирована. Верхние контакты датчика являются контрольными (второстепенными), а нижние - основными (рабочими). Нижние контакты на момент установки в поворотное устройство не должны иметь вмятин, зазубрин, царапин и микротрещин, иначе последующая пайка контактов при монтаже жгута изделия становится затруднительной и некачественной. Ручная фиксация датчика к измерительной аппаратуре происходит по следующему алгоритму. Сначала оператор замыкает верхние и нижние выводы одновременно. Затем вручную производит смещение контактов на верхнюю контактную группу, фиксирует это положение, например, с помощью винтов. Достичь изоляции нижних контактов датчика вручную достаточно сложно, т.е. время диагностики увеличивается, а качество диагностики падает. Это затрудняет проверку параметров датчика и приводит к искажению полученных результатов.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является «Контактная группа для диагностики датчика угла» (патент №204668). Данное устройство применяется для автоматической диагностики датчика угла. Формула данного аналога: «Контактная группа датчика угла, состоящая из корпуса, контактов, включающих ограничители контактов и стержни контактов, крышки контактов, 4-х пружин, отличающаяся тем, что контакты контактной группы замыкаются только с той группой контактов проверяемого датчика угла поворота, которые предназначены для контроля параметров; корпус и крышка корпуса контактной группы удерживают подпружиненный датчик плотной посадкой и пятилепестковым захватом».
При применении данного устройства для автоматической диагностики выявлено несколько технических проблем:
1) для качественной проверки характеристик датчика необходимо замыкание всех верхних контактов, что не всегда происходит на практике - замкнуты все верхние контакты или нет возможно определить только после снятия характеристик датчика (по результатам проверки характеристик);
2) ввиду того, что при фиксации датчика в контактной группе происходит упругая деформация лепестков фиксатора (на изломах появляются микротрещины и вмятины), происходит ускоренный износ контактной группы, а из-за того, что фиксатор несъемный, затруднительно извлекать датчик из контактной группы после проверки характеристик;
3) пружины контактов открыты, и при фиксации датчика в контактном блоке происходит трение пружин о стенки корпуса.
Раскрытие сущности полезной модели
Контактный блок представляет собой систему контактов, которая позволяет принимать и подавать электросигналы проверяемого датчика угла без потерь и сбоев технических характеристик на все рабочие контакты датчика в определенной последовательности. Контакты контактного блока замыкаются только с той группой контактов проверяемого датчика угла поворота, которые предназначены для контроля параметров, а получение информации о неисправности контактов датчика происходит сразу после фиксации датчика в контактном блоке (до начала проверки технических параметров).
Отличие заявляемой полезной модели от ближайшего аналога:
- наличие плат прозвона контактов и жгута;
- наличие индикации замыкания контактов, то есть положение датчика в контактном блоке можно отрегулировать или заменить сам датчик до начала проверки характеристик;
- наличие съемного фиксатора;
- применены контакты с закрытыми пружинами.
Технический результат
Получение информации о неисправности контактов датчика до начала проверки технических параметров и, как следствие, сокращение времени проверки датчика.
Краткое описание чертежей
На контактной колодке датчика (Фиг. 1) присутствует 8 контактов - 4 верхних и 4 нижних. В конструкции датчика предусмотрено 2 обмотки. Для того чтобы получать информацию с датчика, импульсы должны возникать на двух обмотках попеременно. Выходные контакты обмоток датчика сдвоены - верхние предназначены для контроля параметров, нижние - для получения цифровой информации по углу поворота. Верхние контакты датчика при установке его в корпус контактного блока замыкаются с контактами контактного блока.
На Фиг. 2 представлен чертеж контактного блока датчика угла, который состоит из корпуса (поз. 1), крышки корпуса (поз. 3), съемного фиксатора (поз. 2), 5-ти контактов (поз. 11), платы управления и панели индикации (диодной линейки (поз. 9) с отражателями (поз. 10)). Плата управления включает в себя блок питания (корпус блока питания (поз. 7) и батарею (поз. 8)), опорную площадку (поз. 4), опорную плату (поз. 5), электронные платы управления прозвоном контактов и жгута (поз. 6). Электронные платы устанавливаются на специальные места опорной площадки и осуществляют управление контурами панели индикации и прозвона, а также отключают источник питания после выполнения алгоритма проверки наличия контакта. В корпус контактной группы (поз. 1) вставлен проверяемый датчик угла (поз. 12) и зафиксирован в штатном месте - специальном пазе для фиксации контактной колодки. Контакт контактного блока (поз. 11) представляет из себя 2 цилиндра, внутри которых заневолена пружина. Контакты контактного блока, как и провода жгута, идущего к стенду автоматической диагностики, впаиваются в плату управления. Нижние контакты датчика при этом остаются незадействованными. Крышка корпуса (поз. 3) служит для фиксации платы управления и блока питания в ней и крепится к корпусу (поз. 1) с помощью винтов (поз. 13). На корпусе имеется смотровое окно, с помощью которого можно визуально наблюдать контактное соединение.
На Фиг. 3 представлена модель контактного блока со вставленным в него датчиком угла поворота, а на Фиг. 4 - внешний вид контактного блока.
Осуществление полезной модели
Контактный блок датчика угла, состоящий из корпуса, 5-ти подпружиненных контактов, крышки контактов, фиксатора, платы управления, панели индикации. Контакты контактного блока замыкаются только с той группой контактов проверяемого датчика угла поворота, которые предназначены для контроля параметров, а получение информации о неисправности контактов датчика происходит сразу после фиксации датчика в контактном блоке (до начала проверки технических параметров).
Корпус, крышка корпуса, фиксатор, опорная плата, опорная площадка платы управления изготавливаются с помощью 3D-печати из феломена марки Нейлон 12 и удерживают подпружиненный датчик плотной посадкой и пятилепестковым фиксатором.
Новым является возможность получить информацию о наличии контактов с помощью индикационной панели и обнаружить неисправность контактов датчика до снятия характеристик, то есть экономится время на автоматическую диагностику датчика угла.
Далее приводится принцип работы заявляемого устройства.
Снимаем фиксатор с корпуса контактного блока. Вставляем проверяемый датчик угла поворота в корпус контактного блока так, чтобы контакты датчика совпали с контактами контактного блока. Надеваем фиксатор и поворотом против часовой стрелки заневоливаем датчик. Появляется индикация наличия контактов на диодной линейке с отражателями. При отсутствии индикации замыкания хотя бы по одному контакту (хотя бы один диод контактной линейки не загорается) осуществляется автоматический прозвон жгута контактного блока и повторный прозвон контактов. При повторном отсутствии индикации хотя бы по одному контакту датчик бракуется. При наличии индикации всех контактов источник питания панели индикации отключается автоматически, и контактный блок с проверяемым датчиком фиксируется в держатель контактного блока на стенде автоматической диагностики датчика угла поворота для проведения проверки характеристик датчика по алгоритму.