Устройство для измерения перемещений

 

О П И С А Н И Е ()10ща1э

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советсиик

Сотаиалистичесиик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ6У (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 30.01.78 (21) 2574588/18.28 с присоединением заявки М (51)A а. Кд.

G 01 В 7/00

G 01 D 5/22

Г4вударстэиВьй квивтвт

CCCP

Вв дяяам язавретаккй и еткрмтий (23 ) П рко ри тет— (53) УДК 531.717 (088.8) Опубликовано 07.03.83. Бюллетень М 9

Дата опубликования описания 07 03 83 (72) Авторы изобретения

В. И. Лобан и В. И. Сергеев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к измерительном технике и может найти применение при точном непрерывном измерении в широком диапазоне линейных перемещений.

Известно устройство, использующее дифференциальный индуктивный частотный преобразователь перемещения и содержащее магнито. провод, возбуждающую и измерительную обмотки (1).

Недостатками ювестного устройства являются невысокая точность измерения и малый диапазон юмеряемых перемещений.

Наиболее близким к изобретению но тех.нической сущности является устройство для измерения перемещений, содержащее несколько каналов измерения, каждый из которых . содержит дифференциальный частотный преобразователь перемещения,. состоящий as дифференциального индуктивного датчика, двух управляемых генераторов, управляющие входы которых подключены к выходам датчика, и блока вычитания частот, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу первого и второго генераторов (2) Недостатками этого устройства являются малая точность юмерения из-за нелинейности характеристики преобразователя и невозможность расширения диапазона измерения за счет увеличения тела каналов измерения.

Цель изобретения — повышение точности н расширение диапазона измерения.

Указанная цель достигается тем, что каждый канал устройства, за исключением кана-

10 ла с наименьшим пределом измерения, снабжен дополнительным блоком вычитания mстот, первый вход которого подключен к выходу дифференциального частотного преобразователя данного канала, и делителем частоты, 15 вход которого подключен к выходу дифференциального частотного преобразователя канала с предшествующим пределом юмерения, а выход —. ic второму входу дополнительного блока вычитания 11астот.

На чертеже приведена блок-схема устрой ства.

Устройство содержит несколько каналов 1, 2 и 3 юмерения, причем канал 1 имеет на25

3 100281 именьший, а канал 3 наибольший пределы измерения, каждый из которых содержит дифференциальный частотный преобразователь 4, 5 и 6 перемещения, расположенные на подвижном 7 и неподвижном 8 основаниях, соединенных упругим: элементом 9. Каждый преобразователь содержит дифференциальный индуктивный датчик, состоящий из катушек

10 — 15, индуктивности и замыкающих сердечников 16 — 21 магнитной системы катушек. 10

Каналы измерения содержат также управляемые генераторы 22 — 27,: блоки 28, 29 и 30 вычитания частот, делители 31 н 32 частоты, дополнительные блоки 33 и 34 вычитания частот. 15

Катушки 10 — 15 выполнены, например, на основе броневых ферритовых сердечников и жестко укреплены на неподвижном основании

8, их замыкающие сердечники 16 — 21 жестко связаны с подвижным основанием 7 так, что gp в исходном состоянии начальные зазоры магнитных систем катушек индуктивности, стоящих в разных каналах, оказываются различными, причем поддиапазону с большим пределом соответствует и больший начальный зазор.

Устройство работает следующим образом.

В каждом канале под действием измеряемого перемещения на такую же величину перемещаются замыкающие магнитопроводы сердечники катушек, например замыкающие сердечники 16 и 17 катушек 10 и 11 в канале

1, что приводит к изменению зазоров магнитопроводов, причем в одной катушке (10) зазор увеличивается, а в другой (11) — уменьшается, это, в свою очередь, приводит к изме35 нению частот управляемых генераторов 22 и

23. Выходные напряжения управляемых гене йторов, например 22 и 23, поступают на входы блока 28 вычитания частот, на выходах

40 этих блоков вьщеляется сигнал разностной частоты М;, являющейся выходным сигналом дифференциального частотного датчика i-го канала.

Разностная частота М; с выхода дифферен;.

45 циального индуктивного частотного нреобразова. теля 4 перемещения канала 1 с наименьшим пределом измерения перемещения используется как выходной информативный параметр младшего поддиапазона и по линиям связи передается к цифровому частотомеру. Кроме того, раэностная частота bf.1 канала 1 после деления на коэффициент и, дискретным делителем 31 частоты поступает на вход дополнительной цели блока 33 вычитания частот в канале 2 и используется для повышения линей55 ности характеристики канала 2 путем смешивания частот hf„(HH 6fg и вьщеления на выходе блока 33 разности- частот И4, прини2 4 маемой аа выходной информативный параметр канала 2. За счет выбора соответствующего коэффициента деления и, дискретного делителя 31 частоты а и варьирования, например, начальной частоты fo не будет содержаться членов разложения в степенной ряд характеристики преобразования канала 2, пропорциональных относительному перемещению Х вплоть до пятой степени (квадратичного, кубичного и члена четвертой степени), т.е. частота М4 оказывается пропорциональной измеряемому перемещению с высокой степенью точности, а значит использование ее в качестве выходного информативного параметра канала 2 позволяет при заданной погрешности линейности значительно расширить рабочий поддиапазон данного канала.

Аналогично, разностная частота Уз дифференциального индуктивного частотного преоб. раэователя 5 перемещения канала 2 после деления на коэффициент nq дискретным делителем 32 частоты подается на вход дополнительной цепи вычитания частот в канале 3 и используется для повышения линейности характеристики и расширения рабочего поддиапа зона канала 3.

Таким образом, в описанном устройстве. для измерения перемещений в каждом канале, за исключением канала с меньшим пределом измерения, путем смешивания выходной частоты дифференциального частотного преобразователя данного канала и поделенной частоты дифференциального частотного преобразователя предшествующего канала с меньшим пределом измерения осуществляется значительное расширение рабочего диапазона измерения перемещений, а также повышается точность измерения за счет расширения линейного участка характеристики преобразования.

Формула изобретения

Устройство для измерения перемещений, содержащее несколько каналов измерения, каждый из которых содержит дифференциальный частотный преобразователь перемещения, состоя» щий из дифференциального индуктивного датчика, двух управляемых генераторов, управляющие входы которых подключены к выходам датчика, и блока вычитания частот, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу первого и второго генераторов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерения, каждый его канал, за исключением канала с наименьшим пределом измерения, снабжен дополнительным бло5 1002812 . 6 ком вычитания частот, первый вход которого . Источники информации подключен к выходу дифференциального час- принятые во внимание при экспертизе тотного преобразователя данного канала,. и 1. Авторское свидетельство СССР й"- 585400, делителем частоты, вход которого подключен кл . Q 01 В 7(00, 1975. к выходу дифференциального частотного пре- - 2. Новицкий П. В., Кнорринг B. Г образователя канала с предшествуннцим преде- Iутников В. С.. Цифровые приборы с частотлом измерения, а выход — к второму входу ными датчиками. Л., "Энергия", 1971, дополнительного блока вычитания частот. с. 78 — 79 (прототип).

Ю

Ж

ВНИИПИ Заказ 1528/18 Тираж 600 Подписное.

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4

Устройство для измерения перемещений Устройство для измерения перемещений Устройство для измерения перемещений 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может найти широкое применение в системах неразрушающего контроля и измерений толщины пленочных покрытий
Наверх