Преобразователь перемещения в код

Авторы патента:

G08C9/04 - Системы для передачи измеряемых переменных величин, управляющих или подобных сигналов (пневмогидравлические передающие системы F15B; чувствительные элементы для определенных физических переменных см. в соответствующих подклассах, например классов G01,H01; индикаторные или регистрирующие устройства см. в соответствующих подклассах, например G01D,G09F; механические средства для преобразования выходного сигнала чувствительного элемента в различные переменные величины G01D 5/00; мостовые схемы с автоматической балансировкой G01R; управление положением вообще G05D 3/00; механические системы управления G05G; системы для передачи только сигналов "включено-выключено", системы для передачи сигналов тревоги G08B;

09) (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3m . G 08 С 9/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г1О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬПЪЙ

OllMCAHHE HSOBPETEHHR

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТБУ е (21) 3451735/18-24 .(22) 11.06.82 (46) 23.09.83. Бюл. М 35 (72) Э.А. Артемьев, В.А. Дружинин

;и Щ.Я. Яйаев (7.1 ) Астраханский технический институт рыбной промышленности и хозяйства (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 385305, кл . g 08 С 9/04, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

;N 418873, кл. 08 C 9/04, 1972

:, (прототип) .

Ф (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕ;НИЯ В КОД, содержащий звукопровод, на концах которого установлены деип- : феры, формирователь импульсов, соеди-; ненный с головкой записи, головку.. считывания, соединенную с усилителем,, триггер, отличающийся ° тем, что, с целью повышения точности преобразователя перемещения в код, в него введены генератор .пачек импульt сов, первый и второй распределители, дополнительные триггеры, блок вычисления среднего значения, генератор пачек импульсов соединен с входом формирователя импульсов и входом первого распределителя, выходы которого соединены с первыми входами триггера и дополнительных триггеров, выход усилйтеля .соединен с входом второго распределителя, выход которого соединен с вторыми входами триггера и дополнительных триггеров, выходы которых соединены с .входами блока вычисления среднего значения.

1 1043

Изобретение относится к измерительной технике, точнее к той ее области, которая связана с измерением линейных перемещений при помощи магнито"т стрикционного эффекта. 5

Известен преобразователь перемещения во временной интервал, содержащий звукопровод, головку записи, под.ключенную к генератору импульсов, головку считывания (1) . 10

Недостатком известного преобразователя является низкая точность иэза статистического разброса времени ! между старт- и стоп-импульсами.

Наиболее близким к изобретению является преобразователь перемещения в код, содержащий звукопровод, на концах которого установлены демпферы, формирователь импульсов, соединенный с головкой записи, головку 20 считывания, соединенную с усилителем, выход которого соединен с одним входом элемента ИЛИ, датчик циклов, соединенный с первым входом триггера и через элемент задержки - с другим.. 25 входом элемента ИЛИ, выход триггера, и элемента ИЛИ соединены с входами элемента И, выход которого соединен с формирователем импульсов (21.

Его недостатком является низкая точность преобразования перемещения, обусловленная конечной шириной спектра импульса считывания и конечным отношением сигнал/шум.

Цель изобретения - увеличение точ- З5 ности преобразователя перемещения в код.

Поставленная цель достигается эа счет того, что в преобразователь ч 40 перемещения в код, содержащии звукопровод, на концах которого установлены демпферы, формирователь импуль,сов, соединенный с головкой записи, головку считывания, соединенную с усилителем, триггер, введены генератор пачек импульсов, первый и второй распределители„ дополнительные триггеры, блок вычисления среднего значения, генератор пачек импульсов соединен с входом формирователя импульсов и входом первого распределителя, выходы которого соединены. с ïåðвыми входами триггера и дополнительных триггеров, выход усилителя соединен со входом второго распределителя, Ы выход которого соединен с вторыми входами триггера и дополнительных триггеров, выходы которых соединены

707. 1 с входами блока вычисления среднего. значения.

На чертеже приведена схема магнитострикционного преобразователя пе-, ремещения в код, устройство содержит звукопровод

1, на концах которого установлены демпферы 2, служащие для поглощения ультразвуковых волн, головки 3 записи и считывания 4, расположенные на эвукопроводе, причем расстояние между этими головками является измеряемым перемещением . Электронная часть преобразователя содержит формирователь 5 импульсов., выход которого соединен с головкой 3, ганератор 6 пачек импульсов, выход которого соединен с входом формирователя

5, усилитель 7 (импульсов считывания) вход которого соединен с головкой

4,распределители 8 и 9, выходы. которых соединены с входами триггеров, а такЖе блок 10 вычисления среднего значения, выход которого является выходом устройства, триггер 114 и дополнительные триггеры 112-lln.

Преобразователь работает следующим образом.

Генератор 6 вырабатывает пачку иэ и импульсов, причем период следования пачек вах х

Ч где х - максимальное измеряемое перемещение

Ч - скорость ультразвука;

t> - длительность пачки из импульсов, и и импульсов с выхода генератора 6 поступают на вход формирователя 5 и на вход распределителя 8. Алгоритм функционирования распределителя 8 таков, что на его к-ом выходе появ" ляется к-ый импульс пачки (где к 1, 2,...,h). С и выходов распределителя 8 импульсы поступают на входы . соответствующих .триггеров 11 -11н, устанавливая последние в состояние Ч". формирователь 5, запускаемый импульсами пачки, формирует в головке 3 записи,rl импульсов тока, которые возбуждает на участке эвукопровода

1 в зоне головки 3 записи.П ультразвуковых импульсов.

Каждый иэ этих ультразвуковых импульсов,, распространяясь по эвукопро. воду 1, наводит в головке 4 считывания импульс ЭДС через время1, =x!Ч

1043707 з где х, - измеряемое перемещение, Ч - скорость ультразвука в эвукопроводе.

Эти импульсы, усиленные в усилителе 7 поступают. на вход распределителя 9. AJll OpHTM функционирования рас" пределителя 9 таков,. что íà его к-ом ,выходе появляется к-й импульс считы" вания (где к 1, 2,..., n). С и. выхо-. дов распределителя 9 зти импульсы . 10 поступают íà R"âõîäû соответствующих триггеров, устанавливая последние в состояние "0".

Таким образом, на выходе к-го is триггера формируется строб-импульс, :длительность которого t =t вЂ” время распространения ультразвукового импульса по эвукопроводу

1, Ь 1 - случайная .составляюаая по- щ грешности преобразования, вызванная шумом- усилителя 7, внешними помехами, нестабильностью скорости распростра-.. нения ультразвуковой волны и т.п.

Данные строб- импульсы с выходов п . 2s триггеров поступают на входы блока

10 вычисления среднего значения.

На выходе блока 10 вырабатывается величина

4 2 ° к п ср =

При этом среднеквадратичное откло. нениеб с величины t

Таким образом, точность преобразования перемещений в данном преобразователе увеличивается в 1гп раэ по сравнению с известным преобразовате" лем, а время циклов преобразования по сравнению с известным увеличива" ется на величину длительности пачки из П имйульсов. Таким образом увеличение точности преобразования, достигнутое в предлагаемом устройстве, не.сопровождается заметным умень" шением быстродействия преобразователя, поэтому возможйо применение

его e системах, предъявляющих высокие, требования к динамическим параметрам преобразователей перемещений при сохранении высокой точности последних.

ВНИИПЙ Заказ 7343/55

Тираж 618 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä,óë.ÏðoåêòHàÿ,4