способ испытаний на исправность электротехнических элементов и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ испытаний на исправность электротехнических элементов, включающий наведение тестовой ЭДС, измерение параметра, характеризующего состояние электротехнического элемента, сравнение величины измеренного параметра с эталонным значением и определение по превышению измеренной величиной эталонного значения состояния электротехнического элемента, отличающийся тем, что тестовую ЭДС наводят на любом участке электрического контура, образованного короткозамыкателем, линией связи и электротехническим элементом, измеряют истинное значение тока, протекающего на участке наведения тестовой ЭДС, вычитая на участке наведения тестовой ЭДС из общего тока ток наводимой помехи, а сравнение эталонного значения производят с истинным значением тока, характеризующего истинное состояние и сопротивление электротехнического элемента.

2. Устройство испытаний на исправность электротехнических элементов, содержащее автогенератор с магнитопроводом, на котором размещены первая, вторая и третья обмотки, причем вывод третьей обмотки соединен с выводом короткозамыкателя, отличающееся тем, что вывод обратной связи автогенератора соединен с началом первой обмотки магнитопровода, конец которой соединен с выводом тока возбуждения автогенератора и с концом второй обмотки магнитопровода, начало которой заземлено, другой вывод третьей обмотки магнитопровода соединен через первый проводник линии связи с одним из выводов электротехнического элемента, другой вывод которого через второй проводник лини связи подключен к другому выводу короткозамыкателя, а вывод подключения источника питания и вывод тока подмагничивания автогенератора подключены к формирователю эталонного тока, причем сигнальный вывод автогенератора через фильтр нижних частот подключен к входу триггера Шмитта, вывод которого является выводом устройства.

3. Устройство испытаний на исправность электротехнических элементов по п. 2, отличающееся тем, что автогенератор содержит первый транзистор, эмиттер которого, являющийся выводом обратной связи автогенератора, через первый конденсатор заземлен, а вывод подключения источника питания через первый резистор соединен с сигнальным выводом автогенератора и с коллектором второго транзистора, база которого через второй резистор соединена с базой и коллектором первого транзистора, коллектор которого является выводом тока подмагничивания автогенератора, вывод тока возбуждения которого через параллельно соединенные второй конденсатор и третий резистор подключен к эмиттеру второго транзистора.

4. Устройство испытаний на исправность электротехнических элементов по п. 2, отличающееся тем, что первая и вторая обмотки размещены на магнитопроводе оппозитно.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электроиспытательной технике и может быть использовано для испытаний на исправность электрических мостиков пиросредств изделий ракетно-космической техники (РКТ), относящихся к особо опасным цепям, а также целостности цепей термопар, реле давлений, замкнутых электрических контуров и жил кабелей.

Известный способ, выбранный в качестве аналога ("Способ испытаний изоляции электровзрывных цепей", описанный в патенте 2022289, кл. G 01 R 31/02, 27/18), характеризуется тем, что на закороченные выводы электровзрывной цепи подают испытательное напряжение и измеряют контролируемый параметр, которым может быть либо ток через электровзрывную цепь, либо сдвиг фаз между током и напряжением в электровзрывной цепи. Затем полученный результат сравнивают с эталонным значением и по результатам сравнения судят о состоянии изоляции. Причем частота испытательного напряжения выбирается в 10 раз выше частоты блуждающего тока земли.

Недостатком способа является то, что он не обеспечивает безопасность измерения сопротивления изоляции электровзрывной цепи по причине непосредственной подачи испытательного напряжения к электровзрывным цепям.

Известное устройство, выбранное в качестве аналога ("Устройство контроля электрических цепей", описанное в а.с. 390475, кл. G 01 R 27/18), характеризуется тем, что измерение сопротивления замкнутого контура электрической цепи осуществляется бесконтактно. Измерительные клещи выполнены в виде двух разъемных магнитопроводов: возбуждающего и измерительного с одним ярмом, а измеряемый контур включен в качестве вторичной обмотки обоих магнитопроводов и измерение сопротивления контура осуществляет гальванический прибор.

К недостаткам аналога следует отнести отсутствие возможности измерения сопротивления на длинной линии, наличие измерительного прибора, сложность исполнения магнитопровода.

При рассмотрении в качестве испытуемого электротехнического элемента мостика пиросредства изделия РКТ для контроля его сопротивления и целостности применяются специальные слаботочные источники тока, не обеспечивающие в полной мере безопасность проводимых операций. Для обеспечения максимальной безопасности испытаний на исправность электротехнических элементов РКТ требуется бесконтактное измерение требуемых параметров. Для реализации такой технологии испытаний бесконтактно наводят тестовую ЭДС на любом участке между короткозамыкателем и линией связи электрического контура, образованного короткозамыкателем, линией связи и мостиком пиросредства.

В этом случае наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к заявленному способу подходит способ испытаний на исправность электротехнических элементов, описанный в а.с. 1476407, кл. G 01 R 31/02. Способ испытаний на исправность электротехнических элементов включает наведение тестовой ЭДС, измерение параметра, характеризующего состояние электротехнического элемента, сравнение величины измеренного параметра с эталонным значением и определение по превышению измеренной величины эталонного значения состояния электротехнического элемента.

Однако, если электротехнический элемент отнесен от источника наводимой тестовой ЭДС с помощью кабельной линии связи на расстояние свыше 1 м, то в этом случае большую неприятность для работы прототипа будут представлять схемы с коммутируемой индуктивностью: автогенераторы, реле, электроклапаны, электронасосы, являющиеся источниками электрических и магнитных помех. При этом величина наведенной помехи соизмерима с величиной тестовой ЭДС.

Недостатком прототипа является то, что отсутствует возможность испытания на исправность электротехнического элемента, отнесенного от источника наводимой тестовой ЭДС с помощью линии связи, на расстояние, превышающее 1 м.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к заявленному устройству является выбранное в качестве прототипа устройство испытаний на исправность электротехнических элементов, реализующее способ, описанный в а.с. 1476407, кл. G 01 R 31/02.

Устройство испытаний на исправность электротехнических элементов содержит автогенератор с магнитопроводом, на котором размещены первая, вторая и третья обмотки, причем вывод третьей обмотки соединен с выводом короткозаыкателя. На магнитопроводе этого устройства расположены обмотки возбуждения и обратной связи, а тестовая ЭДС наводится между короткозамыкателем и корпусом испытуемого элемента.

При использовании прототипа для наведения тестовой ЭДС в электрическом контуре, образованном короткозамыкателем, линией связи и электрическим мостиком пиросредства, между короткозамыкателем и линией связи образуется большой замкнутый электрический контур, в котором, например, переменное магнитное поле наводит продольную (синфазную) помеху. Учитывая, что величина наводимой тестовой ЭДС составляет 10-150 мВ, то наведенная помеха будет близка по амплитуде к ней. Поэтому недостатком указанного прототипа является то, что при подключении электротехнического элемента через линию связи, например, свыше одного метра исключается возможность его испытания по причине наведения помехи.

Техническим результатом предлагаемого способа и устройства для его осуществления является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения испытаний на исправность электротехнических элементов, отнесенных от технических средств контроля на расстояния, а также обеспечение безопасности испытаний электрических мостиков пиросредств.

Технический результат достигается за счет того, что в способе испытаний на исправность электротехнических элементов, включающем наведение тестовой ЭДС, измерение параметра, характеризующего состояние электротехнического элемента, сравнение величины измеренного параметра с эталонным значением и определение по превышению измеренной величины эталонного значения состояния электротехнического элемента, в отличие от прототипа тестовую ЭДС наводят на любом участке электрического контура, образованного короткозамыкателем, линией связи и электротехническим элементом, измеряют истинное значение тока, протекающего на участке наведения тестовой ЭДС, вычитая на участке наведения тестовой ЭДС из общего тока ток наводимой помехи, а сравнение эталонного значения производят с истинным значением тока, характеризующего истинное состояние и сопротивление электротехнического элемента.

Технический результат достигается за счет того, что в устройстве испытаний на исправность электротехнических элементов, содержащем автогенератор с магнитопроводом, на котором размещены первая, вторая и третья обмотки, причем вывод третьей обмотки соединен с выводом короткозамыкателя, в отличие от прототипа вывод обратной связи автогенератора соединен с началом первой обмотки магнитопровода, конец которой соединен с выводом тока возбуждения автогенератора и с концом второй обмотки магнитопровода, начало которой заземлено, другой вывод третьей обмотки магнитопровода соединен через первый проводник линии связи с одним выводом электротехнического элемента, другой вывод которого через второй проводник линии связи подключен к другому выводу короткозамыкателя, а вывод подключения источника питания и вывод тока подмагничивания автогенератора подключены к формирователю эталонного тока, причем сигнальный вывод автогенератора через фильтр нижних частот подключен к входу триггера Шмитта, вывод которого является выводом устройства.

При этом предлагается автогенератор выполнить в виде первого транзистора, эмиттер которого, являющийся выводом обратной связи автогенератора, через первый конденсатор заземлен, а вывод подключения источника питания через первый резистор соединен с сигнальным выводом автогенератора и с коллектором второго транзистора, база которого через второй резистор соединена с базой и коллектором первого транзистора, коллектор которого является выводом тока подмагничивания автогенератора, вывод тока возбуждения которого через параллельно соединенные второй конденсатор и третий резистор подключен к эмиттеру второго транзистора.

В устройстве испытаний на исправность электротехнических элементов предлагается также первую и вторую обмотки разместить на магнитопроводе оппозитно.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Электрические мостики пиросредств, как электротехнические элементы, относятся к особо опасным цепям. Поэтому обеспечение безопасности проводимых с ними работ и получение достоверной информации является очень важным моментом при проектировании технологии работы с изделием РКТ. Как правило, пиросредства отнесены от бортовых средств контроля и управления с помощью кабельных связей на расстояние от 1 - 50 м, в зависимости от изделия РКТ. В таких условиях прототип не функционирует. Для повышения безопасности проводимых операций тестовую ЭДС наводят бесконтактно на любом участке между короткозамыкателем и линией связи с пиросредством. Указанный способ позволяет наведенной в электрическом контуре управления пиросредством маломощной ЭДС (мощность ЭДС составляет 10-40 мВт, чем обеспечивается максимальная безопасность испытаний) проводить контроль целостности и измерение сопротивления электрического мостика пиросредства, удаленного от технического средства контроля. Однако при проведении такого измерения большую неприятность представляют схемы с коммутируемой индуктивностью, которых, в частности, на изделиях РКТ много. Общий ток, протекающий по замкнутому электрическому контуру, включает в себя истинный ток, наводимый тестовой ЭДС, и ток наведенной помехи. Поэтому признаки, характеризующие измерение истинного тока, заключаются в том, что ток наведенной помехи из общего тока вычитается на участке наведения тестовой ЭДС. Полученное значение истинного тока сравнивается с эталонным значением тока и по результату сравнения судят об истинном состоянии и сопротивлении электрического мостика пиросредства.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, задает величину эталонного тока в зависимости от характеристики электротехнического элемента, в частности от количества и типа пиросредства. Наведенная на любом участке замкнутого электрического контура тестовая ЭДС формирует истинный ток, который суммируется с наведенным током продольной помехи, образуя тем самым общий ток электрического контура. При этом признаки, обеспечивающие встречное включение первой и второй обмоток магнитопровода, характеризуют его как режекторный дроссель, который, с одной стороны, по отношению к значению истинного тока не является индуктивным сопротивлением и не ослабляет его. С другой стороны, его индуктивное сопротивление для тока продольной помехи является высоким, за счет чего он существенно ослабляется.

Признаки, характеризующие оппозитное расположение первой и второй обмоток на магнитопроводе, способствуют существенному увеличению индуктивности рассеяния. Наводимая помеха преобразуется на индуктивностях рассеяния оппозитно расположенных на магнитопроводе обмоток в электромагнитные поля, которые на магнитопроводе взаимокомпенсируются, что соответствует вычитанию тока помехи из общего тока электрического контура. Значение истинного тока измеряется и сравнивается на обмотках магнитопровода со значением эталонного тока, которое задается током подмагничивания магнитопровода. При превышении значения истинного тока значения эталонного тока магнитопровод входит в насыщение, срывая при этом колебания автогенератора, в результате чего триггер Шмитта переключается в другое состояние. По факту переключения триггера Шмитта судят об исправности и сопротивлении электрического мостика пиросредства.

Для контроля состояния реле давлений двигателя изделия РКТ в качестве короткозамыкателя может быть использовано само реле давления. В этом случае тестовая ЭДС наводится на участке, подключенном с одной стороны к линии связи, с другой стороны которой подключено реле давления. При срабатывании реле давления цепь замыкается. Измеряется ток короткого замыкания контура вычитанием из общего тока цепи тока наводимой помехи. Результат измеренного тока сравнивается со значением эталонного тока, по превышению которого срываются колебания автогенератора, что является фактом срабатывания реле давления.

На фиг. 1 представлена вебер-амперная характеристика, поясняющая способ испытаний на исправность электротехнических элементов.

На фиг.2 представлена функциональная схема устройства испытаний на исправность электротехнических элементов.

На фиг. 3 представлена электрическая принципиальная схема примера конкретной реализации устройства согласно фиг.2.

Для примера осуществления заявленного способа в качестве испытуемого электротехнического элемента рассмотрен электрический мостик пиросредства изделия РКТ, подключенный с помощью линии связи к средствам испытаний, длина которой может составлять 1-50 м. Существующая технология испытаний электротехнических элементов, в частности, мостиков пиросредств предусматривает использование специализированного маломощного источника тока, который гальванически включается в цепь мостика пиросредства. Такой подход к испытанию состояния мостика снижает безопасность и технологичность проводимых работ.

Заявленный способ испытаний на исправность, предписывающий бесконтактное испытание элемента, заключается в наведении тестовой ЭДС на любом участке электрического контура, образованного короткозамыкателем, линией связи и электрическим мостиком пиросредства. Наводимая тестовая ЭДС является маломощной (10-150 мВ), и ее величина не представляет никакой угрозы для несанкционированного управления пиросредством. Тестовую ЭДС наводят с помощью автогенератора с магнитопроводом, на котором расположены обмотки возбуждения, обратной связи и наведения тестовой ЭДС.

На фиг.1 представлена вебер-амперная характеристика, где

В_r - остаточная магнитная индукция; Н_c - коэрцитивная сила; B_s - индукция насыщения магнитопровода; M¹OM - основная кривая намагничивания; S - переменная магнитная индукция; D - переменный ток автогенератора, наводимый индукцией S.

Задаваемый ток подмагничивания I₀ формирует напряженность магнитного поля lН=I₀,, где - число витков обмотки намагничивания; l - средняя длина линии магнитопровода, которому соответствует магнитная индукция В₀. При этом переменная составляющая магнитной индукции S при работе автогенератора формирует на основной характеристике магнитопровода частный цикл АБ. Переменный магнитный поток согласно частному циклу наводит в обмотке магнитопровода переменный ток D, который трансформируется в обмотку наведения тестовой ЭДС. Таким образом, подключая обмотку наведения тестовой ЭДС на любом участке электрического контура, образованного короткозамыкателем, линией связи и электротехническим элементом, обеспечиваем наведение тестовой ЭДС на участке ее подключения. Кроме того, задаваемый ток подмагничивания формирует эталонное значение тока.

Согласно фиг.1 эталонное значение тока I_ЭТ определяется разностью между током насыщения магнитопровода (точка М согласно фиг.1) и током подмагничивания. Для спрямления вебер-амперной характеристики магнитопровода, соответственно увеличения магнитного сопротивления магнитопровод выполняют с воздушным зазором . Электрическая цепь, образованная короткозамыкателем, линией связи и электротехническим элементом, образует контур, в котором переменные магнитные и электрические поля наводят помехи.

Как выше было сказано, большую неприятность как источники помех могут представлять схемы с коммутируемой индуктивностью: автогенераторы, электроклапаны, электронасосы, электроприводы, имеющие большие пусковые токи. Поскольку в обозначенном электрическом контуре будет наводиться в основном продольная помеха, то она будет суммироваться с наводимой на любом участке электрического контура тестовой ЭДС. То есть общий ток электрического контура не будет содержать достоверную информацию о состоянии электротехнического элемента. Поэтому для обеспечения проведения испытаний на исправность электротехнических элементов заявленный способ предписывает на участке наведения тестовой ЭДС производить измерение истинного тока, вычитая из общего тока электрического контура ток наводимой помехи. Вычитание тока наводимой помехи из общего тока контура обеспечивается выполнением обмоток магнитопровода в виде режекторного дросселя.

Индуктивное сопротивление режекторного дросселя для истинного тока представляет незначительную величину, в то время как для тока наводимой помехи индуктивное сопротивление дросселя составляет уже существенную величину, практически сводя на участке наведения тестовой ЭДС этот ток помехи к нулю. В результате проведения операции вычитания получаем значение истинного тока, которое характеризует истинное состояние и сопротивление электротехнического элемента. Величина полученного значения истинного тока сравнивается со значением эталонного тока.

Сравнение значения истинного тока с эталонным значением обеспечивается на магнитопроводе следующим образом.

Значение истинного тока трансформируется в обмотку возбуждения магнитопровода со значением I_u, где, суммируясь с током подмагничивания I₀, образует суммарный ток (I₀+I_u). Увеличиваясь за счет увеличения значения истинного тока, суммарный ток постепенно подводит магнитопровод к состоянию насыщения. При превышении суммарного тока обмотки возбуждения тока насыщения магнитопровода последний входит в состояние насыщения. Таким образом, превышение значения истинного тока I_u значения эталонного тока I_эт является условием реализации сравнения, при котором колебания автогенератора срываются по причине насыщенного состояния магнитопровода. По факту срыва автоколебаний судят о состоянии и сопротивлении электротехнического элемента.

Рассмотрим в качестве электротехнического элемента электрический мостик пиросредства. Пусть сопротивление мостика пиросредства составляет 20 Ом, а напряжение наведенной тестовой ЭДС составляет 20 мВ. Тогда значение истинного тока в электрическом контуре составляет 1 мА. Эталонный ток через ток подмагничивания настроен на величину 0,5 мА. Результат измерения значения истинного тока, полученный вычитанием из общего тока на участке наведения тестовой ЭДС тока сигнала помехи, трансформируется в обмотку возбуждения и на магнитопроводе сравнивается со значением эталонного тока (0,5 мА). Так как значение истинного тока превышает эталонное, то суммарный ток обмотки возбуждения превысит ток насыщения магнитопровода, в результате чего магнитопровод войдет в насыщение. Следствием насыщения магнитопровода будет срыв колебаний автогенератора, что является фактом целостности электрического мостика пиросредства и соответствия его сопротивления требуемому значению. В случае, если электрический мостик пиросредства оборван или ошибочно подключен к группе пиросредств, то значение истинного тока не превысит величины эталонного тока и по результатам сравнения колебания автогенератора не сорвутся. Это будет соответствовать факту неисправного состояния пиросредства.

Устройство согласно фиг.2 содержит магнитопровод 1 с обмотками возбуждения и обратной связи, подключенными к автогенератору 2, который подключен к формирователю 3 эталонного тока и через фильтр 4 нижних частот к триггеру 5 Шмитта. Короткозамыкатель 6 одним выводом через линию связи 7 подключен к электротехническому 8 элементу, а другим выводом - к обмотке 9 наведения тестовой ЭДС.

Устройство работает следующим образом.

При подаче питания на устройство запускается автогенератор 2. Обмотки возбуждения 10 и обратной связи 11 магнитопровода 1 включены встречно и имеют среднюю точку, подключенную к автогенератору. Такое включение обмоток магнитопровода 1 позволяет одновременно выполнить его в качестве режекторного дросселя для подавления продольной помехи на участке наведения тестовой ЭДС. Формирователем 3 эталонного тока задается ток подмагничивания автогенератора 2, тем самым задается значение эталонного тока, с которым сравнивается трансформированное измеренное значение истинного тока электрического контура: обмотка 9 магнитопровода 1 - короткозамыкатель 6 - линия связи 7 и электротехнический 8 элемент. При замыкании короткозамыкателя 6 образуется короткозамкнутый вышеописанный контур.

Во время работы автогенератора 2 обмотка 9 наводит на участке ее подключения тестовую ЭДС. Величина наводимой тестовой ЭДС составляет, как правило, 10-150 мВ (определяется настройкой автогенератора и числом витков обмотки 9). Наведенная тестовая ЭДС формирует в короткозамкнутой цепи истинный ток, который определяется сопротивлением электротехнического 8 элемента. Однако линия 7 связи, составляющая 5-50 м, является большим электрическим контуром для наведения в нем переменным магнитным полем продольной помехи. Наведенный ток помехи складывается со значением истинного тока, наведенным тестовой ЭДС, формируя в короткозамкнутой цепи какой-то общий ток. Признаки, обеспечивающие встречное включение обмоток 10, 11 магнитопровода 1, характеризуют последний как режекторный дроссель, в котором обмотки по отношению к значению истинного тока не являются индуктивными сопротивлениями. Следовательно, значение истинного тока практически не ослабляется.

С другой стороны, встречно включенные обмотки возбуждения и обратной связи магнитопровода 1 для помехи представляют существенные индуктивные сопротивления, на которых помехи ослабляются. Признаки, обеспечивающие оппозитное расположение обмоток 10, 11 на магнитопроводе 1, приводят к существенному повышению индуктивности рассеяния. Для продольной помехи большая индуктивность рассеяния обеих обмоток представляет индуктивные сопротивления, на которых помеха преобразуется в электромагнитные поля и на оппозитно расположенных на магнитопроводе 1 обмотках взаимокомпенсируются. Это соответствует вычитанию на участке наведения тестовой ЭДС из общего тока тока наводимой помехи, следовательно, измерению значения истинного тока.

Значение истинного тока, характеризующее состояние и сопротивление элемента 8 электротехнического устройства, на магнитопроводе 1 сравнивается со значением эталонного тока. Когда значение истинного тока не превышает значение эталонного, магнитопровод 1 находится в ненасыщенном состоянии. Фильтр 4 нижних частот отфильтровывает высокочастотный сигнал автогенератора 2 и выдает на вход триггера Шмитта низкий по уровню аналоговый сигнал.

Триггер Шмитта предназначен для преобразования пологого аналогового выходного сигнала фильтра 4 нижних частот в цифровой сигнал с крутым фронтом, согласующийся с TTL или КМОП структурой внешних устройств системы управления изделием РКТ. При превышении значения истинного тока эталонного тока магнитопровод 1 входит в насыщение, колебания автогенератора 2 срываются, фильтр 4 нижних частот формирует высокий аналоговый уровень, который перебрасывает триггер Шмитта в другое положение. Гистерезис триггера Шмитта также устраняет эффект дребезга контактов, если корокозамыкатель выполнен в виде контактов реле.

На фиг.3 представлена электрическая принципиальная схема примера конкретной реализации устройства согласно фиг.2, где в качестве электротехнического элемента использован электрический мостик пиросредства.

Устройство согласно фиг.3 содержит магнитопровод 1, обмотки возбуждения 10 и обратной связи 11 которого подключены к автогенератору 2. Автогенератор подключен к формирователю 3 эталонного тока, выполненного в виде потенциометра. Сигнальный вывод автогенератора через фильтр 4 нижних частот, выполненный в виде конденсатора и резистора, подключен к входу триггера 5 Шмитта, который выполнен на двух транзисторах и трех резисторах, задающих режимы работы триггера. Один вывод обмотки 9 наведения тестовой ЭДС через линию 7 связи подключен к выводу мостика пиросредства 8, другой вывод которого через линию связи и короткозамыкатель 6 подключен ко второму выводу обмотки 9. Причем параллельно короткозамыкателю 6 подключена через другую 7 линию связи и управляющие 12 контакты бортовая 13 батарея РКТ. Автогенератор 2 содержит транзистор 15, в коллектор которого включен резистор 16, а эмиттер через параллельно соединенные резистор 17 и конденсатор 18, через обмотку обратной 13 связи подключен к эмиттеру транзистора 19. Транзистор 19 имеет диодное включение, в цепь эмиттера которого включен времязадающий конденсатор 20. Линия 7 связи для снижения влияния продольной помехи выполнена витой парой.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении контакты короткозамыкателя 6 и управляющего ключа 12 разомкнуты. При подаче питания от источника 14 на устройство автогенератор 2 возбуждается. Величина эталонного тока, определяемая током подмагничивания магнитопровода, устанавливается потенциометром 3. Индуктивность обмоток магнитопровода и емкость конденсатора 20 являются времязадающими параметрами автогенератора и определяют частоту его колебаний. Обмотка обратной связи 11, подключенная к эмиттеру диодно включенного транзистора 19, является базовой обмоткой транзистора 15. Ток через потенциометр 3 заряжает конденсатор 20. Одновременно конденсатор 20 заряжается при перемагничивании магнитопровода 1 через обмотки 10, 11, повышая при этом потенциал их средней точки.

Как только разность потенциалов между конденсатором 20 и средней точкой обмоток достигнет величины, достаточной для открытия транзистора 15, транзистор откроется. При этом ток в базовой цепи транзистора 15 будет определять ток подмагничивания в обмотках магнитопровода. В результате от источника питания через транзистор 15 потечет ток в обмотку возбуждения 10, которая осуществляет намагничивание магнитопровода 1, и через транзистор 15 и обмотку обратной связи 11 на конденсатор 20. Величина тока подмагничивания мгнитопровода 1 для сравнения истинного и эталонного токов носит принципиальное значение. А именно, чем больше значение тока подмагничивания, тем меньше значение эталонного тока, и наоборот, так как величина тока насыщения, складывающаяся из тока подмагничивания и эталонного тока, есть величина постоянная для конкретного магнитопровода. По мере намагничивания магнитопровода 1 разность потенциалов между конденсатором 20 и средней точкой обмоток 10 и 11 падает.

Это приводит к тому, что транзистор 15 начинает закрываться. В результате этого конденсатор 20 начинает разряжаться через обмотки обратной 11 связи и возбуждения 10. При этом магнитопровод перемагничивается и напряжение на конденсаторе 20 и в средней точке обмоток становится отрицательным. После того, как конденсатор 20 разрядится, начинается процесс его зарядки через потенциометр 3 и транзистор 19 и цепь перемагничивания магнитопровода 1 (обмотки 10, 11) и т.д. Резистор 21, включенный в базовую цепь транзистора 15, ограничивает его базовый ток.

В результате колебаний автогенератора 2 в обмотке 9 наводится тестовая ЭДС, величина которой может составлять от 10 до 150 мВ. Учитывая, что устройство работает в межбаковом или агрегатном отсеках РКТ, температурный диапазон окружающей среды может колебаться в пределах от -50 до +100^oС. Поэтому в устройстве применены средства температурной стабилизации работы устройства:

- использование отрицательной обратной связи по току через резистор 17, включенный в цепь эмиттера транзистора 15;

- применение согласованной пары транзисторов 15 и 19, размещенных на одном кристалле микросхемы.

С сигнального выхода автогенератора (коллектор транзистора 15) высокочастотный сигнал поступает на вход фильтра 4 нижних частот, который на вход триггера Шмитта формирует низкий по уровню аналоговый сигнал. В результате триггер на выходе имеет низкий логический сигнал. Наведенная тестовая ЭДС прикладывается на участке между линией 7 связи с мостиком 8 пиросредства и короткозамыкателем 6. При замыкании короткозамыкателя 6 образуется электрический контур, по которому течет общий ток. На оппозитно расположенных обмотках 10 и 11 магнитопровода 1, представляющих режекторный дроссель, наведенная помеха взаимокомпенсируется, то есть происходит вычитание тока помехи из общего тока. При этом операция вычитания тока помехи из общего тока контура определяет значение истинного тока, что соответствует измерению истинного тока, который трансформируется в обмотку 10 возбуждения магнитопровода 1 для осуществления его сравнения с эталонным током. Трансформированный истинный ток складывается в обмотке возбуждения с током подмагничивания. При увеличении значения истинного тока частный цикл АБ постепенно передвигается к точке М насыщения магнитопровода (согласно фиг.1).

При превышении трансформированного истинного тока эталонного тока магнитопровод 1 переходит в состояние насыщения, в котором индуктивность обмотки обратной связи резко уменьшается и транзистор 15 переходит в закрытое состояние. В результате закрытия транзистора 15 колебания срываются и с сигнального выхода автогенератора поступает высокий аналоговый сигнал. Этот сигнал через фильтр нижних частот поступает на вход триггера Шмитта, который изменяет свое состояние на "логическую 1", по которой судят об исправности и сопротивлении электрического мостика пиросредства. Если целостность мостика пиросредства нарушена, то по факту замыкания короткозамыкателя 6 значение истинного тока в контролируемом контуре будет равно 0. Следовательно, суммарный ток в обмотке 10 возбуждения не будет увеличен, а магнитопровод останется в ненасыщенном состоянии, колебания автогенератора не будут сорваны и триггер Шмитта не изменит своего состояния. Следовательно, пиросредство неисправно.

Рассмотрим пример управления пиросредством, иллюстрирующий вариант наведения тестовой ЭДС в любом месте линии 7 связи, причем устройство согласно фиг.3, кроме вышеописанного назначения, выполняет функции контроля пережигания электрического мостика пиросредства. Короткозамыкатель 6 остается в разомкнутом состоянии. Для управления пиросредством ключи 12 замыкаются. Через нулевое сопротивление бортовой батареи 13 образуется электрическая цепь, в которой наводится тестовая ЭДС. В месте наведения тестовой ЭДС измеряется значение истинного тока, которое при сравнении превысит значение эталонного тока. В результате этого колебания автогенератора будут сорваны, что является фактом целостности мостика. Время срыва автоколебаний определяется временем пережигания электрического мостика пиросредства, как правило, это составляет 2-5 мс. После пережигания мостика цепь управления пиросредством обрывается.

В результате этого значение истинного тока становится нулю, магнитопровод 1 переходит в ненасыщенное состояние, колебания автогенератора восстанавливаются. Это является фактом управления пиросредством. Управляющие ключи 12 приходятся в разомкнутое состояние. Постоянный ток управления пиросредством, протекающий через обмотку 9 наведения тестовой ЭДС, из-за включения обмоток 10 и 11 магнитопровода 1 в виде режекторного дросселя не влияет на величину эталонного значения тока, тем более не вводит магнитопровод в насыщение.

В настоящий момент заявленные способ и устройство испытаний на исправность электротехнических элементов прошли макетную отработку на реальных пиросредствах и реализованы в схемной и конструкторской документации автономной системы управления маршевыми двигателями перспективного средства выведения.

Литература

1. Авторское свидетельство 1476407, кл. G 01 R 31/02, 30.04.89., Бюл. 16.

2. Авторское свидетельство 390475, кл. G 01 R 27/18, 11.07.73., Бюл. 30.

3. Патент России 2022289, кл. 5 G 01 R 31/02, 27/18, 30.10.94.

4. Патент Японии 7007039, кл. G 01 R 31/02, G 01 К 7/02.