Возможности измерительных приборов

B. В. КОСОВА, доцент ХИИТа, канд. техн. наук

C. Н. СТЕЦЮК, инженер

Микровольтметр типа В6-1, предназначенный для измерения эффективного значения переменного напряжения от 2 мкВ до 1 В в диапазоне частот от 0,15 до 35 МГц. Входное сопротивление обоих приборов не ниже 10 кОм. В качестве измерительного генератора использован генератор стандартных сигналов Г4-18А, работающий в диапазоне частот от 0,1 до 35 МГц с напряжением до 1,5 В. Чтобы легче выделить поданный в линию сигнал из совокупности помех на приемном конце, передаваемый сигнал модулирован частотой 400 или 1000 Гц. Это позволило акустически контролировать его прохождение.

Были изготовлены симметричные трансформаторы нескольких конструкций. Так, конструкция на кольцевых сердечниках К5-К20 обеспечивает хорошие результаты по неравномерности рабочего затухания и по затуханию несогласованности на частотах до 60 МГц. Однако для реализации таких параметров, как затухание нелинейности по третьей гармонике, трансформатор должен иметь большое число витков в обмотках. Это создает большую индуктивность рассеяния и собственную емкость, что приводит к сужению рабочей полосы частот.

Другая конструкция — трансформатор с объемным битком. Он сохраняет работоспособность в полосе частот до 100 МГц, однако обладает существенной асимметрией объемного витка по отношению к корпусу и высокой индуктивностью рассеяния. Конструкция трансформатора на тороидальном сердечнике с разделительным экраном позволила получить равномерную амплитудно-частотную характеристику, но при узком диапазоне частот (до 500 кГц).

Наиболее простой в изготовлении и качественней по электрическим параметрам является конструкция трансформатора, выполненная на ферритовых сердечниках марки ОБ-Ю 1000НМЗ. Магнитопровод склеен из трех сердечников клеем БО-2. Первичная обмотка имеет 5 витков, выполненных проводом ПЭЛШО-0,18, и рассчитана на сопротивление 75 Ом. Вторичная обмотка имеет 7 витков, выполненных проводом ЛЭШ07Х0.07, и рассчитана на сопротивление 150 Ом. Медный корпус является одновременно и экраном. Для симметрирования трансформатора между выводами вторичной обмотки и землей подключаются подстроенные конденсаторы, емкость которых подбирается экспериментально в пределах 5.. .25 пФ. Для повышения стабильности трансформатор заливается эпоксидным клеем. Вход трансформатора подключается к разъему СР-75.

Затухание, вносимое трансформатором в схему измерения параметров кабеля, составляет на частоте 4 МГц не более 0,13 дБ, на частоте 17 МГц — не более 2,75 дБ. Его следует учитывать при измерениях.

Для того чтобы погрешность измерений не превышала допустимого значения, необходимо принять ряд мер, исключающих влияние на показания приборов таких факторов, как индустриальные помехи, емкостная и индуктивная связь между соединительными шнурами и измерительными приборами, а также погрешности, возникающие при подаче в измеряемую цепь модулированного по амплитуде сигнала.

Так, для защиты от индустриальных помех на приемном конце измеряемой цепи применен селективный микровольтметр В6-1. С целью уменьшения погрешностей показаний милливольтметра ВЗ-43 на передающем конце (он измеряет синусоидальное напряжение с уровнем гармоник до 5 -1о по этому прибору сначала устанавливался уровень сигнала, разный 0,5 В при отключенной модуляции. Модуляция включалась при измерении напряжения на выходе цепи.

При измерении переходного затухания на ближнем конце (А0) генератор и селективный микровольтметр располагались на расстоянии не менее 3 м друг от друга. При этом в качестве соединительных шнуров использовались жилы кабеля, аналогичного измеряемому. Особое внимание уделялось экранированию цепей. Все измерительные приборы заземлялись , причем в особых случаях точки подключения к контуру заземления определялись экспериментально. То же самое делалось при соединении оплеток нескольких экранированных проводов. Для того чтобы контакт в местах подключения был надежным, все жилы оплетки были тщательно пропаяны. С целью повышения экранирования жил кабеля от внешних помех проверялось, чтобы оболочка кабеля везде была целой.

Схемы измерений параметров взаимного влияния и собственного затухания кабеля. Измерительный генератор и селективный микровольтметр подключены к влияющей паре через симметрирующий трансформатор, нагруженный на согласованное сопротивление 75 Ом (это может быть выходное сопротивление генератора либо резистор, включаемый параллельно прибору).

Переходное затухание на ближнем и дальнем конце, а также собственное затухание пары жил кабеля определены с учетом затухания симметричных трансформаторов Т1 и Т2 по известным формулам.

МАРКИРОВКА И ОБОЗНАЧЕНИЯ РЕЗИСТОРОВ И КОНДЕНСАТОРОВ

О редакцию нередко поступают статьи и письма со схемами, на которых номинальные значения сопротивления резисторов и емкости конденсаторов указываются неправильно. Зачастую на схемах эти значения показывают в таком же виде, как они указаны в маркировке на корпусе элемента.

Как же расшифровывается маркировка на корпусах резисторов и конденсаторов и как следует показывать номинальные значения этих элементов на электрических принципиальных схемах?

Номинальные значения резисторов и конденсаторов на их корпусах и на схемах обозначаются по-разному.

На принципиальных электрических схемах около каждого резистора проставляют его сопротивление в омах, килоомах или мегаомах. Сопротивления менее килоома обозначают в омах, но размерность не ставят, например: 10, 120, 910. Сопротивления от килоома и выше, но менее мегаома обозначают в килоомах с добавлением буквы «к», например: 1,2 к, 120 к, 820 к. Сопротивления от мегаома и выше обозначают в мегаомах с добавлением буквы «М», например: 1,2 М, 5,6 М.

В тексте описания сопротивления в омах обозначают знаком Ом, в килоомах — кОм, в мегаомах — МОм.

Маркировка на корпусах резисторов также буквенно-цифровая. Если сопротивление обозначается в омах, то резистор маркируется буквой «Е», в килоомах — «К», в мегаомах — «М». При этом сопротивления резисторов до 91 Ом выражают в омах, от 100 Ом до 91 кОм — в килоомах, от 100 кОм и выше — в мегаомах. Если номинальное сопротивление резистора составляет целое число, то буквенное обозначение единицы измерения ставят после этого числа, например: 47Е (47 Ом), 47К (47 кОм), 2М (2МОм). Когда значение сопротивления резистора выражается десятичной дробью меньше единицы, буквенное обозначение единицы измерения располагается перед числом, например: ЕЗЗ (0,33 Ом), К47

(0,47 кОм = 470 Ом), М27 (0,27 МОм= = 270 кОм). Если значение сопротивления резистора выражается целым числом с десятичной дробью, то целое число ставят впереди буквенного индекса, обозначающего единицу измерения, а десятичную дробь — после него. Таким образом, буква заменяет запятую после целого числа, например: 4Е7 (4,7 Ом), ЗКЗ (3,3 кОм).

Для постоянных конденсаторов на схеме рядом с условным обозначением указывают значение емкости в пикофарадах или микрофарадах (1 мкФ = 1000000 пФ). При емкости менее 0,01 мкФ (10000 пФ) ставят число пикофарад без указания размерности, например: 10, 180, 820. При емкости от 0,01 мкФ и выше ставят число микрофарад с добавлением букв «мк», например: 0,03 мк, 1,5 мк, 1500 мк. Для электролитических конденсаторов дополнительно указывают напряжение, например: 100 мкХ50 В.

Номинальная емкость на корпусах конденсаторов обозначается полностью (при этом может быть не обозначена единица «пФ») либо, как и для резисторов, с использованием буквенного кода. Емкости менее 100 пФ выражают в пикофарадах, используя букву «П». Емкости от 100 до 9100 пФ выражают в долях нанофарады (1 нФ=1000 пФ = 0,001 мкФ), а от 0,01 до 0,091 мкФ — в нанофарадах, обозначая нанофараду буквой «Н». Емкости от 0,1 мкФ и выше выражают в микрофарадах, используя для обозначения этой единицы измерения букву «М».

Как и в случае резисторов, местоположение буквы в буквенно-цифровом обозначении емкости конденсатора указывает, является значение емкости целым или дробным числом. Чтобы номинальную емкость конденсатора выразить десятичной дробью, буквенное обозначение емкости располагают перед числом, например: Н15 (0,15 нф-150 пФ), М15

(0,15 мкФ). Если номинальная емкость выражается целым числом, то обозначение единицы измерения ставят после этого числа, например: 15П (15 пФ), 15Н (15 нФ = 0,015 мкФ). Для выражения емкости конденсатора целым числом с десятичной дробью буквенное обозначение единицы ставят между целым числом и десятичной дробью, заменяя им запятую, например: 1П5 (1,5 пФ), 1Н5 (1,5 нФ = = 1500 пФ).

ПРЕДЛАГАЮТ РАЦИОНАЛИЗАТОРЫ КОНТРОЛЬ НЕИСПРАВНОСТИ И РЕЗЕРВИРОВАНИЕ ВСП-24/10.

Для питания схем электрической централизации и буферного подзаряда контрольной батареи 24 В на стативе питания СПМС-ББ установлен стабилизированный полупроводниковый выпрямитель ВСП-24/10.

Выход из строя этого выпрямителя может привести к глубокому разряду и, как следствие, к отказу аккумуляторной батареи.

Для того чтобы этого избежать, предлагаем схему контроля и резервирования ВСП-24/10, которая автоматически отключает неисправный выпрямитель и подключает резервное питание к схемам ЭЦ, не допуская тем самым глубокого разряда батареи. В дальнейшем, когда неисправность будет устранена, переключение питания схем ЭЦ на основной источник питания (ВСП) произойдет также автоматически.

Основными элементами схемы резервирования, приведенной на рисунке, являются: реле контроля напряжения батареи РНП и реле Р (НМШ1-1800); аварийное реле А (АПШ-24); трансформатор (ПОБС-5АУЗ); диодный мост УТ)2—УЭ5, выполненный на диодах Д246А; диод УШ (Д246А); кнопка КН1 (с фиксацией); элементы световой и звуковой сигнализации. (На схеме добавляемый монтаж показан утолщенными линиями, устраняемый — закрещенными.)

Реле РНП в данной схеме применяется только для контроля напряжения на аккумуляторной батарее, поэтому его можно изготовить по упрощенной схеме. Такое реле монтируется в корпусе от реле НМШ и отличается от заводского РНП отсутствием понижающего трансформатора, выпрямительного моста и конденсатора.

Технология проверки упрощенного реле напряжения РНП остается такой же, что и для РНП заводского изготовления. Напряжение притяжения регулируется на 26 В, а напряжение отпадания — на 21,6 В для станций с числом стрелок 30 и менее. Для станций, где более 30 стрелок, напряжение отпадания регулируется на 23 В.

При параллельном соединении обмоток II и III и последовательном их соединении с обмотками IV и V у трансформатора ПОБС-5АУЗ номинальное вторичное напряжение составляет 26,9 В (при напряжении питания 220 В), номинальный вторичный ток— 11,4 А.

При неисправности выпрямителя ВСП-24/10 и отсутствии зарядного тока от него контрольное аварийное реле А обесточится и включит резервный выпрямитель УЭ2—УЭ5, мощность которого соответствует мощности ВСП. Контакт 42-22 аварийного реле А отключит один полюс аккумуляторной батареи от неисправного ВСП, второй полюс отключится с помощью запирающего диода УЭК Такое построение схемы защищает от перегорания предохранители зарядной цепи ВСП в случае короткого замыкания в цепи постоянного тока ВСП.

Подключение аварийного резервного выпрямителя контролируется включением ка пульте

ДСП лампы КБ Л и контрольного звонка КЗ В. Выключается звонок нажатием фиксируемой кнопки КН1. Дежурный производит запись в журнале СЦБ формы ДУ-46 с предупреждением сменного инженера дистанции.

После восстановления основного источника питания (ВСП) возбудится аварийное реле А, которое в свою очередь отключит резервный источник питания и подключит ВСП к схемам ЭЦ. Одновременно встанет под ток реле Р, которое контактом 21-22 отключит световую индикацию, а контактом 31-32 выключит звонок. Кнопку КН1 дежурный по станции должен вытянуть на себя. Диоды VI 1—Д5 устанавливаются на теплоотводящих радиаторах площадью не менее 200 см2.

СПОСОБ КАЛИБРОВКИ ДЕВИОМЕТРОВ

Выражение, дающее возможность судить о спектральном составе частотно-модулиро- ванных колебаний, содержит функции Бесселя, аргументом которых является индекс частотной модуляции. Индекс частотной модуляции определяется отношением девиации к частоте модулирующего сигнала.

Из этого выражения следует, что амплитуда несущей частоты пропорциональна функции Бесселя нулевого порядка. При значениях индекса частотной модуляции равных 2,4; 5,62; 8,65; 11,7 и т.д. эта функция обращается в нуль. Следовательно, при этих значениях в спектре ЧМ колебаний нет несущей частоты.

Это свойство и может быть использовано для калибровки измерителей девиации частоты.

Для контроля пропадания (обращения в нуль) несущей используется индикатор (приемник прямого преобразования) с частотой среза ФНЧ равной 80... 100 Гц. Схема индикатора нуля несущей изображена на рисунке.

Смеситель на диодах Ч, УБ2, включенных встречно-параллельно, обладает симметричной кубической характеристикой, поэтому с генератора Г4-102 подается сигнал частотой в два раза меньше, чем 2,130 МГц.

Рассмотрим порядок работы с индикатором при калибровке.

Задаются значением девиации (например 1500 и 2000 Гц). Определяют частоту модули сигнала исходя из индекса модуляции равного 2,4 (первого нуля несущей). Частоты будут равны соответственно 1500/2,4=625 и 2000/2,4=833,3 Гц. С генератора Г4-102 (см. рисунок) подают сигнал частотой 1065 кГц и добиваются нулевых биений на экране осциллографа с частотой 30...80 Гц. Выставляют на генераторе ГЗ-56/1 частоту модулирующего сигнала 625 или 833,3 Гц, что соответствует девиации 1,5 или 2,0 кГц. Подают сигнал с генератора ГЗ-56/1 на вход модулятора радиостанции ЖР- ЗМ и плавно увеличивают уровень сигнала, контролируя нуль несущей на экране осциллографа. В момент пропадания несущей размах биений на экране осциллографа будет минимальным. При плавном увеличении сигнала на генераторе следует фиксировать первый минимум, что соответствует индексу модуляции 2,4 и правильной расчетной девиации.

Этим способом можно с достаточной точностью выставить любую девиацию в пределах 0,1...3,2 кГц, которую и используют для калибровки. Верхний предел девиации определяется параметрами фазового модулятора радиостанции ЖР-ЗМ и не превышает 4 кГц.

Это устройство должно быть аттестовано в лаборатории Госнадзора.

В устройстве использованы следующие детали: диоды — КД503, резистор Р1 сопротивлением 72 Ом (10 Вт), Р2 — 3 Ом (0,5 Вт), конденсаторы С1, С2 емкостью по 0,05 мкФ, индуктивность катушки Ы — 100 мкГн, СЗ, Л образуют ФНЧ с частотой среза 80... 100 Гц.

ПЕРЕДАЧА ИНФОРМАЦИИ С ПЕРЕГОНА С ПОМОЩЬЮ АППАРАТУРЫ ЧДК

В лаборатории автоматики, телемеханики и связи Одесской дороги на базе аппаратуры ЧДК была разработана и внедрена система передачи информации с перегона сменному инженеру (диспетчеру) дистанции. Система обеспечивает контроль за движением поездов на станциях и перегонах в пределах диспетчерского круга. На табло диспетчер визуально может контролировать: состояние блок-участков, перегорание нити лампы красного огня светофоров, пропадание основного и резервного питания на сигнальных точках и переездах, а также сход изолирующих стыков.

Информация с промежуточной станции на центральный пункт посылается по физической цепи диспетчерского контроля на тех же частотах, что и с перегона на станцию.

Передача информации с перегона на станцию, ее прием и расшифровка не отличаются от принятых в типовой системе ЧДК. В отличие от типовых схем ЧДК, где сигнал от приемника ПК-5 подается на распределитель и к лампам табло дежурного по станции по двум параллельным цепям с выходов 8, 11, в данной системе сигнал на распределитель РДК-2 подается с выходов 13, 15 приемника ПК-5, что исключает попадание питания СМБ с табло на распределитель.

Распределитель обеспечивает поочередное образование 32 выходов при поступлении на вход тактовых импульсов от тактового генератора ГТ2-16. Чтобы передать диспетчеру информацию о неисправности сигнальных точек и переездов, необходимо пропустить через распределитель в каждом шаге, как минимум, три кодовых цикла перегонного трансмиттера КПТШ. Иначе дешифратор, стоящий на выходе данной системы, у диспетчера не успеет расшифровать приходящий код.

Длительность цикла кодового трансмиттера составляет 1,5—1,8 с, поэтому длительность шага распределителя РДК-2 должна быть около 6 с. Для этого в цепь модуляции тактового генератора включено последовательно два блока БТГР, в результате чего длительность шага увеличится с 0,5 до 6 с.

Блок БПС служит для питания блоков диспетчерского контроля ГЛ-3, БУР, ГТ2-16, БТГР,

ПК-5, УПДК-2.

Для того чтобы отключать аппаратуру диспетчерского контроля при испытаниях линии, а также для защиты аппаратуры и обслуживающего персонала от опасных напряжений, линейные цепи ДК—ОДК подключаются через вводно-изолирующий щиток ЩВИ.

Для синхронизации работы распределителей на промежуточных станциях и центральном посту необходимо увеличить время замедления реле СР, установленного в блоке РДК-2, с 1,2 до 34 с. Чтобы увеличить время замедления, применен типовой блок выдержки времени БВМШ совместно с реле ГОТ и ОВ. Контакты реле ГОТ включены в цепь питания блока, а реле ОВ включено на выходе БВМШ. Выдержка времени регулируется соответствующими перемычками на блоке БВМШ.

На станции, где есть тактовый генератор, выдержка времени должна быть больше. Поэтому там БВМШ настроен на III ступень, а на всех остальных — на II ступень выдержки времени.

Реле ОВ должно быть типа НМШ2-900. Реле ГОТ получает питание через контакт реле И в блоке БУР, т. е. оно 6 с находится под током и 6 с без тока. Блок БВМШ не срабатывает, реле ОВ обесточено и через его тыловой контакт непрерывно питается синхронизирующее реле СР распределителя, что необходимо для правильной работы РДК-2.

После 32-го шага в момент образования длительного синхронизирующего интервала реле ГОТ находится постоянно под током и блок БВМШ после выдержки времени включается, выдавая на выход 33-й плюсовый импульс, от которого реле ОВ срабатывает и самоблокируется, обесточивая тем самым реле СР в блоке РДК-2. Это приводит к тому, что все реле блока РДК-2 приходят в исходное состояние и блок готов для приема тактовых импульсов.

Информация поступает с перегона в виде числового кода, вырабатываемого КПТШ сигнальной установки.

За основу был взят дешифратор АЛСН. Конструктивно в корпусе одного дешифратора АЛСН размещены два, имеющие схему счетчиков и схему присутствия кода. Схема счетчиков служит для счета импульсов в кодовом цикле и дешифрации значения числового кода. Счетчики 1, 2, 3 считают импульсы, а счетчики 1А, 2А — интервалы. Реле ПКР контролирует присутствие кода и нормальный режим приема любого кода.

Схема фиксации присутствия кодов построена на реле КЖР, ЖР, ЗР и контактах реле

ПКР, 1, 1А, 2А, 3. Расшифрованная информация фиксируется на пульте зажиганием тиратронов, обозначающих соответствующие неисправности.

Данная система эксплуатируется с апреля 1985 г. на Раздельнянской дистанции Одесской дороги.