При проверке прибора методом «предварительной установки» устройство Е5 должно быть соединено с выходом преобразователя В1, тогда следящая система по сигналу от блока В1 остановит преобразователь против необходимой отметки шкалы. При перемещении стрелки прибора под действием измеряемой им электрической величины совпадение стрелки с отметкой шкалы фиксируется преобразователем В2. По сигналу этого преобразователя устройство Е4 выдает сигнал в измерительную схему установки, которая и определит погрешность поверяемого прибора.

При поверке прибора методом «регистрации совмещения» устройство Е5 замыкается на преобразователь В2, обеспечивая тем самым синхронное перемещение стрелки и преобразователей. Момент совмещения указателя с требуемой отметкой шкалы фиксируется преобразователем В1, а устройство ЕЗ в этот момент дает сигнал измерительной схеме для определения погрешности измерения.

Если при поверке первым методом преобразователи к моменту измерения погрешности были неподвижны, то при втором методе они перемещаются постоянно.

Говоря о перспективах совершенствования 'контрольно-испытательных устройств, следует отметить, что наряду с полной автоматизацией всех операций контроля значительный эффект от автоматизации дает включение испытательных устройств в состав технологического оборудования узловой и общей сборки электротехнических изделий. Такой подход позволяет обеспечить непрерывность выполнения операций по изготовлению, сборке и контролю деталей, узлов и электротехнических изделий в целом.

Наряду с асинхронными электродвигателями электроизмерительные приборы являются самыми массовыми электротехническими изделиями, причем их количество постоянно увеличивается. В связи с этим растет число специалистов, занятых как первичной поверкой приборов при выпуске их с завода, так и периодической поверкой приборов, находящихся в эксплуатации. Поэтому автоматизация их поверки является одной из актуальных задач автоматизации испытательных работ.

Если рассмотреть процессы выполнения поверки приборов указанными методами, в них можно выделить две группы действий испытателя. Первая связана с изменением электрической величины, измеряемой поверяемым прибором, а вторая - с отсчитыванием показаний со шкалы поверяемого прибора. Если действия первой группы поддаются автоматизации достаточно просто, то автоматизация действий второй группы встречает определенные трудности. Вызвано это необходимостью преобразования оптической информации о положении указателя (стрелки прибора) относительно отметок шкалы в электрические сигналы, которые можно было бы использовать в системе автоматики.

Для примера рассмотрим принцип действия преобразователей, применяемых в современных автоматических поверочных установках.

В преобразователе изображение отметок шкалы и указателя с помощью оптических систем Е1 и Е2, состоящих из линз и зеркал, проектируются на светочувствительные оптико-электронные преобразователи В1 и В2. Совместно с устройствами анализа сигналов ЕЗ и Е4 эти блоки образуют два канала преобразователя - отметок (шкалы) и указателя (стрелки).

Для обеспечения слежения за стрелкой преобразователи В1 и В2 жестко связаны между собой и вращаются вокруг оси, расположенной соосно с осью вращения измерительного механизма поверяемого прибора. Движение преобразователей по дуге окружности вслед за стрелкой осуществляется приводом М, управляемым устройством Е5 по сигналам оптико-электронных преобразователей.

При перемещении двигателя с позиции на позицию аппаратура управления обеспечивает также и запоминание результатов испытаний на разных позициях, вплоть до последней, поскольку забракованные на любой из позиций двигатели не испытывают на всех последующих позициях. В испытательной станции предусмотрен учет общего выпуска двигателей, т. е. количество двигателей, прошедших через испытательную станцию, а также учет бракованных двигателей по каждому виду брака в отдельности и суммарный учет брака.

Наиболее современные испытательные установки разрабатываются на базе мини-ЭВМ или микро-ЭВМ. В таких установках величины, измеренные во время испытаний, преобразуются преобразователями в унифицированные электрические сигналы и поступают на входы Al, В1-В.

Вход Al используют для сигналов, связанных с измерениями частот вращения, и поэтому между ним и интерфейсом И включен счетчик /. На входы В1-Вп поступают сигналы от датчиков тока, мощности, момента, температуры и др. В вычислительную машину 9 они поступают через коммутатор 2, аналого-цифровой преобразователь 3 и 'интерфейс Я. Для измерений временных интервалов в установке предусмотрены цифровые часы 4. Коммутатор 2 управляется сигналами от ЭВМ, осуществляющей обегающий контроль параметров.

В устройствах памяти на ферритах 7 и магнитной ленте 8 хранится необходимая для работы машины информация. Результаты испытаний выводятся на устройство печати 10.

Ввод данных в ЭВМ происходит с перфоленты через фотосчитыватель 11. На выход D установки через усилитель мощности 6 поступают сигналы управления исполнительными элементами установки, осуществляющими подключение и отключение электродвигателей, включение высоковольтной установки, мегаомметра, источников питания и т. п.

После контроля изоляции аппаратура управления обеспечивает перемещение электродвигателя на обкаточную позицию, где на исправный по результатам предыдущего контроля двигатель подают сперва пониженное, а затем и номинальное 'напряжение. Пониженное напряжение подают для того, чтобы при пуске двигатель не «соскочил» с приспособления и не произошло нарушения контакта между коробкой выводов электродвигателя и подключающим устройством.

Запущенный электродвигатель обкатывают, т. е. дают ему некоторое время поработать на холостом ходу, что позволяет выявить дефекты сборки (например, задевание ротора о листы пакета статора), проверить работу подшипников, выявить витковые замыкания. Для ускорения испытаний обкатку двигателя совмещают с испытанием электрической прочности междувитковой изоляции обмоток путем повышения напряжения на обмотках статора на 30% сверх номинального.

На следующих позициях контролируют ток и потери холостого хода, ток и потери короткого замыкания. В этом случае проверку осуществляют по методу допустимых значений в осях параметров. После этого переходят к испытанию электрической прочности изоляции обмоток относительно корпуса и между собой. В испытательную схему входят стабилизатор напряжения Е, автотрансформатор Т1А, которым регулируют испытательное напряжение, повышающий трансформатор 72, измерительный трансформатор T3N, вольтметр PV, реле напряжения К. Резистор R служит для ограничения тока при пробое изоляции обмоток электродвигателя, а реле К - для сигнализации о браке при пробое изоляции, а также при увеличении тока утечки через изоляцию сверх допустимого значения.

Работа оператора на такой установке сводится к подключению и отключению выводов статора на начальной и конечной позициях. Все остальные операции автоматизированы. Производительность установки составляет около 1 тыс. статоров в сутки.

Рассмотрим теперь комплексно-механизированную испытательную станцию для приемо-сдаточных испытаний собранных асинхронных электродвигателей мощностью до 45 кВт.

Испытательная станция состоит из конвейера, работающего в автоматическом режиме, коммутирующего и подключающего устройств, механически связанных с конвейером и работающих синхронно с ним, и пульта с аппаратурой управления и устройствами сигнализации. Коммутирующее устройство, расположенное над конвейером, имеет токосъемные каретки, перемещающиеся по шинам.

В корпусе 2 подключающего устройства расположено шесть цанговых зажимов 5, закрепленных в изолирующих втулках 4. Резиновые колодки 3 фиксируют втулки в корпусе и удерживают их. Гайка 1 исключает перемещение токоподводящих проводов относительно корпуса.

Средства механизации и автоматизации испытаний выпускают как для осуществления операционного контроля, так и для приемо-сдаточных испытаний. В качестве примера рассмотрим испытательную установку АКО-25, входящую в состав автоматической линии изготовления статоров асинхронных электродвигателей. Установка позволяет испытывать электрическую прочность изоляции обмоток относительно корпуса и между фазами, а также междувитковую изоляцию обмоток, контролировать схему соединения обмоток статора и маркировку выводных концов, измерять сопротивление обмоток постоянному току. По результатам испытаний установка сортирует бракованные статоры по видам дефектов.

В установку входят: система транспортировки статоров, шкаф с функциональными блоками, измерительными приборами и источниками питания. В установке предусмотрено четыре функциональных блока в соответствии с количеством проводимых испытаний, в частности блок испытания высоким -напряжением с регулируемыми испытательным напряжением и временем выдержки, блок измерения сопротивления обмоток постоянному току, блок испытания электрической прочности междувитковой изоляции.

Для испытания статор устанавливают на специальное приспособление в транспортной системе. Количество приспособлений соответствует числу технологических операций контроля. Специальный привод перемещает статор с позиции на позицию, обеспечивая плавное начало движения и плавную остановку на новой позиции. Связь обмоток статора с функциональными блоками осуществляется шинным коммутатором. Выводы обмоток статора через подключающие устройства соединены со щетками, которые при перемещении транспортного устройства подсоединяются к участку шин на соответствующей позиции, что создает необходимую для испытаний схему.

Для выполнения этой операции промышленностью выпускается автоматический станок ОЛ2.

Вначале определяются и запоминаются системой управления место и значение неуравновешенности ротора. Для этого ротор 2 устанавливают опорными шейками на опоры автоматического станка и приводят во вращение ремнем 5, перемещающимся по роликам на рычагах - «клещах». Чтобы вращение ремня 5 передавалось ротору 2, необходимо переместить эксцентрик в верхнее положение. Тогда пружина 4 через тягу 7 сведет «клещи» и приводной ремень прижмется к ротору. При повороте эксцентрика вниз, т. е. в положение «клещи» раскрываются и отводят приводной ремень от ротора. Ролик 3 предназначен для натяжения приводного ремня. Для обеспечения вращения роторов разных размеров с одинаковой чистотой используют сменные приводные шкивы 6, вращаемые электродвигателем.

После измерения неуравновешенности ротора она устраняется фрезерованием наружной поверхности. Размеры и местоположение снимаемого слоя металла определяет система управления.

Отбалансированный таким образом ротор поступает на контроль, где определяют его неуравновешенность после балансировки. Информация о неуравновешенности каждого контролируемого ротора также запоминается системой управления.

Статическую балансировку вращающихся частей и деталей производят после установки их на призмах или опорах при вращении детали вручную. Деталь поворачивают так, чтобы ось инерции располагалась выше оси вращения. Под действием излишка массы m деталь начинает поворачиваться в направлении, указанном стрелкой, и после нескольких маятниковых колебаний останавливается в таком положении, что излишек массы оказывается внизу. Чтобы уравновесить деталь, надо либо убрать излишек массы m с более тяжелой части, либо поместить груз такой же массы на другой половине детали на том же расстоянии от центра вращения. Если нежелательно существенно увеличивать общую массу детали, уравновешивающий груз можно расположить дальше от центра, например на наружной поверхности. В этом случае масса уравновешивающего груза будет во столько раз меньше, во сколько раз расстояние е2 больше расстояния e1.

При балансировке деталей на призмах необходимо выбирать призмы такой длины, чтобы деталь могла совершить не менее оборота в каждую сторону при начальном ее положении в средней части призм. Призмы устанавливают так, чтобы расстояние между ними было меньше длины вала. И наконец, деталь вращают медленно, чтобы она не могла упасть с призм.

Динамическую балансировку деталей производят на специальных станках. В связи с тем, что полностью уравновесить деталь невозможно, устанавливают несколько классов точности балансировки, каждый из которых имеет допустимую неуравновешенность, т. е. допустимую разницу в расстоянии между осями инерции и вращения.

При передаче информации только о параметрах ОК телемеханическую систему называют системой телеизмерения, в которой сигналы с выходов датчиков (измерительных преобразователей, установленных на ОК) передаются на пункт управления Е1М и воспроизводятся в виде показаний стрелочных или цифровых измерительных приборов. Информация может передаваться как непрерывно, так и периодически, в том числе и по команде оператора.

Если на пункт управления передается только информация о состоянии, в котором находится тот или иной объект контроля («включен», «выключен», «исправен», «неисправен»), такую систему называют системой телесигнализации.

Телесигнализация, как и телеизмерение, выдает оператору исходные данные для принятия решения по управлению ОК или служит для выработки управляющих воздействий в системах телеуправления и телерегулировки. Основное отличие этих систем от предыдущих заключается в том, что в первой из них используются дискретные сигналы типа «включить», «выключить», а во второй - непрерывные, подобно обычным системам.

Усложнение изделий и ужесточение требований к их качеству приводит к значительному увеличению количества операций настройки, контроля и испытаний. При использовании ручного труда трудоемкость указанных работ в ряде случаев выше трудоемкости изготовления изделий. Поэтому одним из главных путей повышения качества выпускаемой продукции при расширении ее выпуска считается механизация и автоматизация процессов настройки и испытаний электротехнических изделий.

Рассмотрим, как выполняется вручную и автоматически балансировка роторов асинхронных двигателей. Известно, что неуравновешенность вращающихся частей служит одной из причин ускоренного износа изделий. Для устранения неуравновешенности вращающиеся части перед сборкой балансируют, совмещая ось, на которой лежит центр тяжести (ось инерции), с осью вращения.

Во всех ранее приведенных примерах предполагалось, что воздействие на рабочий орган производилось непрерывно в течение всего промежутка времени, пока существует отклонение регулируемой величины от заданной. Такое управление называется непрерывным, а системы - системами непрерывного действия. Однако существуют системы, называемые дискретными, в которых воздействие на рабочий орган осуществляется с перерывами, например система регулирования температуры подошвы утюга, в которой регулирующее воздействие может принимать только одно из двух фиксированных значений при непрерывном изменении регулируемой величины - температуры. В этой системе регулирование температуры осуществляется включением и отключением нагревательного элемента R по сигналу датчика температуры К. При увеличении температуры сверх уставки датчик размыкает свой контакт и отключает нагревательный элемент; при снижении температуры ниже уставки нагревательные элементы включаются. Эта система не имеет устойчивого промежуточного состояния рабочего органа, а он занимает лишь два положения - включено в сторону «больше» или включено в сторону «меньше».

Для обеспечения необходимого качества процесса регулирования в системе могут быть предусмотрены специальные устройства, называемые обратными связями. Эти устройства отличаются от других тем, что сигнал в них имеет направление, обратное основному управляющему сигналу.

Рассмотренные системы автоматики предполагают непосредственную связь всех входящих в них элементов. Если элементы системы автоматики расположены на значительном удалении друг от друга, для их соединения используют передатчики, каналы связи и приемники. Такие системы называют телемеханическими.

Телемеханическая система состоит из пункта управления, где находится оператор, управляющий работой системы, одного или нескольких контролируемых пунктов, на которых расположены объекты контроля А1-An, линий связи L1A-ЬпА (каналы передачи данных), соединяющих пункт управления Е1М с контролируемыми пунктами Е2А-ЕпА .