Система индикации положения регулирующего органа

 

СИСТЕМА ИНДИКАЦИИ ПОЛОЖЕНИЯ РЕГУЛИРУЮЩЕГО ОРГАНА, содержащая корпус из немагнитного материала, чувствительный элемент из п датчиков в виде магнитопровода с обмотками, постоянный магнит цилиндрической формы, источник переменного тока, и индикаторных ламп, К1 элементов И, элемент НЕ, формирователь импульсов, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности, она снабжена (И-1) дисками, выполненными из Hfeмагнитного электропроводного материала , четырьмя управляемыми коммутаторами , двумя резонансными фильтрами, двумя усилителями-преобразователями, двумя компараторами, двумя установочными триггерами, двумя элементами И, двумя реверсивными счетчиками, тремя элементами ИЛИ-НЕ, генератором им- . пульсов, индикаторным прибором и фор-, мирователем импульсов, каждый магнитопровод выполнен в виде стержня, все магнитопроводы расположены на одной оси внутри корпуса и между каждыми двумя соседними магнитопроводами установлен диск, постоянный магнит выполнен В виде открытого цилиндра с осевой намагниченностью, во внутренней полости которого установлен корпус , концы всех обмоток соединены вместе и подключены к корпусу, а начало каждой обмотки подсоединено к первому и второму коммутаторам: нечетные - KtiepBOMy, а четные .- к второму , ВЫХОД первого коммутатора через последовательно соединенные первый фильтр, первый усилитель-преобразователь соединен с индикаторным прибором и первым компаратором, выход второго коммутатора через второй фильтр, второй усилитель-преобразователь при (Л соединен к индикаторному прибору и второму компаратору, выходы обоих коммутаторов связаны с источником переменного тока, выход первого ком§ паратора подключен к прямому входу первого счетчика, к первому входу первого элемента ИЛИ-НЕ, к - нечетным элементам И и через последоваЭд тельно соединенные первый триггер и ( о + 1)-й элемент И к реверсивному ВХОДУ первого счетчика,выход второго компаратора подключен к прямому входу второго счетчика, к второму входу первого элемента ИЛИ-НЕ, к четным элементам И и через последовательно соединенные второй триггер и (У1 + 2)-й элемент И к реверсивному входу второ го счетчика, выход элемента ИЛИ-НЕ присоединен к вторым входам (п + 1)-го и ()-го элементов И, выход первого триггера через второй элемент ИЛИ-НЕ соединен с прямым входом первого счетчика, через первый формирователь

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) д(б)) С 01 В 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

Н ABTGPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3511761/18-28 (22) 15. 11.82 (46) 30.09.84. Бюл. У 36 (72) Е.А.Измайлов, В.В.Воскобойников, Т.В.Хробостова и B.Á.Æèëèí (71) Московский ордена Ленина и орде. на Октябрьской Революции авиационный институт им.Серго Орджоникидзе и Всесоюзный научно-исследовательский институт атомного энергетического машиностроения (53) 621.317.79:531.717(088.8) (56) 1. Розенберг М.А. Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники. M. "Наука", 1974. (54)(57) СИСТЕМА ИНДИКАЦИИ I10JIO)KEHHH

РЕГУЛИРУЮЩЕГО ОРГАНА, содержащая корпус из немагнитного материала, чувствительный элемент из и датчиков в виде магнитопровода с обмотками, постоянный магнит цилиндрической формы, источник переменного тока, И индикаторных ламп, )1 элементов И, элемент НЕ, формирователь импульсов, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности, она снабжена (6 1) дисками, выполненными из нЬмагнитного электропроводного материала, четырьмя управляемыми коммутаторами, двумя резонансными фильтрами, двумя усилителями-преобразователями, двумя компараторами, двумя установочными триггерами, двумя элементами И, двумя реверсивными счетчиками, тремя элементами ИЛИ вЂ , генератором им- . пульсов, индикаторным прибором и фор- . мирователем импульсов, каждый магнитопровод выполнен в виде стержня, все магнитопроводы расположены на одной оси внутри корпуса и между каждыми двумя соседними магнитопроводами установлен диск, постоянный магнит выполнен в виде открытого цилиндра с осевой намагниченностью, во внутренней полости которого установлен корпус, концы всех обмоток соединены вместе и подключены к корпусу, а начало каждой обмотки подсоединено к первому и второму коммутаторам: нечетные — кЪервому, а четные — к второму, выход первого коммутатора через последовательно соединенные первый фильтр, первый усилитель-преобразователь соединен с индикаторным прибором и первым компаратором, выход второго коммутатора через второй фильтр, второй усилитель-преобразователь присоединен к индикаторному прибору и второму компаратору, выходы обоих коммутаторов связаны с источником переменного тока, выход первого компаратора подключен к прямому входу первого счетчика, к первому входу первого элемента ИЛИ-НЕ, к — нечетll ным элементам И и через последовательно соединенные первый триггер и (1+ 1)-й элемент И к реверсивному входу первого счетчика, выход второго компаратора подключен к прямому входу второго счетчика, к второму входу пер. вого элемента ИЛИ-НЕ, к четным элементам И и через последовательно соединенные второй триггер и (6+2)-й элемент И к реверсивному входу второ"го счетчика, выход элемента ИЛИ-НЕ присоединен к вторым входам (a+1)-го и ()1+2)-го элементов И, выход первого триггера через второй элемент ИЛИ-НЕ соединен с прямым входом первого счетчика, через первый формирователь

<1116300 импульсов — с вторым входом второго триггера, а через третий элемент ИЛИ-НЕ - с прямым входом второго счетчика, выход второго триггера через третий элемент ИЛИ-НЕ. связан с прямым входом второго счетчика, через второй формирователь импульсов с вторым входом первого триггера, а через второй элемент ИЛИ-HE связан с прямым входом первого счетчика, генератор подключен к источнику переменного тока, а его выход через третий элемент ИЛИ-НЕ присоединен к прямому входу второго счетчика, а через поИзобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения линейных перемещений в широком диапазоне.

Известны устройства индикации по- 5 ложения регулирующего органа, содержащие источник переменного напряжения, и постоянных магнитов, магнитопровод с обмоткой, цилиндрический корпус из немагнитного матерйала и блок обработки информации, выполненный в виде сельсина-приемника, Недостатками данного устройства являются ограниченность диапазона измеряемых перемещений и относитель- 15 но невысокая точность.

Наиболее близким к изобретению является система инпикации положения регулирующего оогана. сопержащая корпус из немагнитного материала, чувствительный элемент из И датчиков в виде магнитопровода с обмотками, постоянный магнит цилиндрической формы, источник переменного тока, VI индикаторных ламп, у элементов И, элемент HE формирователь импульсов (1).

Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения, поскольку используется дискрет- 30 ный метод измерений.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Поставленная цепь достигается тем. что система индикации положения регулирующего органа, содержащая корследовательно соединенные элементы HE и второй элемент ИЛИ-НЕ к прямому входу первого счетчика, третий и четвертый коммутаторы подсоединены к источнику переменного тока, а их выходы через — нечетных элементов И и и

° и — четных элементов И соединены с и и нечетными и — четными индикаторz 2. ными лампами соответственно, выход первого счетчика присоединен к управляющим входам второго и четвертого коммутаторов, а выход второго счетчика к управляющим входам первого и третьего коммутаторов.

I пус из немагнитного материала, чувствительньи элемент из датчиков в виде магнитопровода с обмотками, постоянный магнит цилиндрической формы, источник переменного тока, 0 индикаторных ламп, ц элементов И, элемент НЕ, формирователь импульсов, снабжена (И вЂ” 1) дисками, выполненными из немагнитного электропроводно о материала, четырьмя управляемыми коммутаторами, двумя резонансными фильтра. ми, двумя усилителями †преобразовате.— лями, двумя компараторами, двумя установочными триггерами, двумя элементами И, двумя реверсивными счетчиками, тремя элементами ИЛИ-НЕ, генератором импульсов, индикаторным прибором и формирователем импульсов, каждый магнитопровод выполнен в виде стержня, все магнитопроводы расположены на одной оси внутри корпуса и между каждыми двумя соседними магнитопроводами установлен диск, постоянный магнит выполнен в виде открытого цилиндра с осевой намагниченностью, во внутренней полости которого установлен корпус, концы всех обмоток соединены вместе и подключены к корпусу, а начало каждой обмотки подсоединено к первому и второму коммутаторам: нечетные — к первому, а четные — к второму, выход первого коммутатора через последовательно соединенные первый фильтр, первый уси— литепь-преобразователь соединен с индикаторным прибором и первым компа1116300 ратором, выход второго коммутатора через второй фильтр, второй усилительпреобразователь присоединен к индикаторному прибору и второму компарато-. ру, выходы обоих коммутаторов связаны 5 с источником переменного тока, выход первого компаратора подключен к прямому входу первого счетчика, к первому входу первого элемента ИЛИ-НЕ, к нечетным элементам И и через поЙ следовательно соединенные первый триггер и (й+1)-й элемент И к реверсивному входу первого счетчика, выход второго компаратора подключен к прямому вхоцу второго счетчика, к второму входу первого элемента ИЛИ-НЕ, к — четным элементам И и через послеQ

2 довательио соединенные второй триггер и 9+2)-й элемент И к реверсивному входу второго счетчика, выход эле-70 мента ИЛИ-НЕ присоединен к вторым входам (+1}-го и (>a+2}-ãî элементов И, выход первого триггера через второй элемент ИЛИ-НЕ соединен с прямым входом первого счетчика, через 75 первый формирователь импульсов — с вторым входом второго триггера, а через третий элемент ИЛИ-НŠ— с прямым входом второго счетчика, выход второго триггера через третий элемент ИЛИ-HE связан с прямым входом второго счетчика, через второй формирователь импульсов — с вторым входом первого триггера, а через второй элемент ИЛИ-НЕ связан с прямым входом

35 первого счетчика, генератор подключен к источнику переменного тока, а

его выход через третий элемент ИЛИ-НЕ присоединен к прямому входу второго счетчика, а через последовательно соединенные элементы НЕ и второй элемент ИЛИ-HE к прямому входу перво. го счетчика, третий и четвертый коммутаторы подсоединены к источнику п..ременного тока, а их выхо ы через нечетных элементов И и — четных

И Ц

2 д 2 элементов И соединены с —., нечетными и четными индикаторными лампаТ ми соответственно, выход первого счетчика присоединен к управляющим

50 входам второго и четвертого коммутаторов, а выход второго счетчика к управляющим входам первого и третьего коммутаторов.

На фиг.I приведена конструктивная схема чувствительного элемента системы индикации, на фиг,2 — функциональная схема системы индикации.

Чувствительный элемент (фиг. 1) состоит из цилиндрического постоянного магнита 1 с осевой намагниченностью, жестко связанного с регули-, рующим органом, корпуса 2 из немагнитного материала, внутри которого находятся расположенные на одной оси магнитопроводов 3 в виде стержней с обмотками 4, (1-1) дисков 5 из немагнитного электропроводного материала, установленных между соседними магнитопроводами °

Система индикации (фиг.2) состоит из четырех управляемых коммутаторов

6-9, двух резонансных фильтров 10 и

11, двух усилителей-преобразователей

12 и 13, двух компараторов 14 и 15, двух установочных триггеров 16 и 17, (И+2) элементов 18 19 и 20 И, двух реверсивных счетчиков 21 и 22, трех элементов 23, 24 и 25 ИЛИ-НЕ, генератора 26 импульсов, элемента 27 1!Е, индикаторного прибора 28, двух формирователей 29 и 30 импульсов, источника 31 переменного тока, и индикаторных ламп 32.

Система индикации работает следующим образом.

При равномерной намотке витков обмоток чувствительного элемента в существующей зависимости величины сигнала от перемещения имеется линейный участок, который и используется для съема сигнала. Для обеспечения монотонности выходной характеристики всей системы соотношение длин постоянного магнита 1 и магнитопровода 3 выбирается таким образом, чтобы к моменту достижения сигналом с какоголибо датчика установленного максимального значения сигнал с последующего датчика достигал . установленного минимального (порогового для всей системы) значения.

При включении схемы импульсы с генератора 26, проходя через элементы 23 и 24 ИЛИ-НЕ и 27 НЕ, поочередно поступают на прямыс входы счетчиков 21 и 22. Сигналы с последних осуществляют управление коммутаторами 6 и 7, подключая поочередно датчики с нечетными и четными номерами, После появления на выходе фильтра 10 или 11 сигнала второй гармоники с какого-либо датчика срабатывает один из компараторов 14, 15, настроенных на нижний пороговый уровень диапазона и".ìåðåíèé.

Сигнал с этого компаратора поступает на прямой вход соответствующего счетчика, S-вход последовательно подключенного триггера 16 или 17, один из входов элемента 25 ИЛИ-НЕ и на входы элементов 20 И индикаторных ламп. 5

Сигнал с триггера- поступает на входы элементов 23 и 24 ИЛИ-НЕ, прекращая подачу импульсов с генератора 2б на прямые входы счет;иков. Сигнал со счетчика подает питание,на индикатор„1О .ную лампу работающего датчика и подключает к источнику питания датчик, имеющий следующий порядковый номер, подготавливая его к работе в случае, если движение подвижной части продол-, жается в том же направлении. По сигналу с компаратора срабатывает соответствующий триггер и запирается элемент ИЛИ-НЕ 25, запрещая прохождение сигналов на реверсивные входы счетчиков.

При движении подвижной части в прямом направлении после появления сигнала с подключенного последующего датчика срабатывает другой компара25 тор, сигнал с которого поступает соответственно на прямой вход второго счетчика, второй триггер, второй вход элемента ИЛИ-НЕ. Второй счетчик подключает к источнику питания датчик с 30 последующим порядковым номером. Последовательное подключение дат@иков осуществляется в указанном выше порядке при прямом ходе подвижной части. В случФе ее обратного хода в оп- 35 ределенный момент сигнал с усилителя-преобразователя, подключенного к

- работающему датчику, оказывается ниже порогового уровня. На выходе соответствующего компаратора появляется 40 нулевой сигнал, поступающий на вход элемента 25 ИЛИ-НЕ, который вырабатывает сигнал, поступающий на входы элементов 18 и 19 И. Один из этих элементов, подключенный к каналу работающего датчика и имеющий на одном из входов сигнал с выхода соответствующего триггера, срабатывает и подает сигнал на реверсивный вход счетчика.Сигнал со счетчика подключает к источнику питания и к фильтру датчик, имеющий предыдущий порядковый номер. По сигналу с этого датчика срабатывает соответствующий компаратор, запирая элемент ИЛИ вЂ  и, следовательно, реверсивный вход счетчика. В случае продолжения движения в этом же направлении работа устройства соответст вует описанию работы в "прямом" направлении.

Система индикаторных ламп осуществляет "грубый" отсчет измеряемых перемещений. По нему определяется расстояние, пройденное регулирующим органом от начала отсчета до начальной координаты работающего датчика, соответствующей моменту noBBJIpHHH на датчике порогового значения сигнала.

Сигнал "точного" отсчета поступает с усилителя-преобразователя на индикаторный прибор 28. По нему определяется перемещение конца датчика относительно его начальной координаты,Чувствительность системы индикации определяется величиной сигнала второй гармоники, появляющегося в обмотке датчика в его начальном положении в результате воздействия поля постоянного магнита, прошедшего через электромагнитный экран.

Предложенное устройство по данным экспериментальных исследований обеспечивает непрерывное измерение с точностью на два порядка выше прототипа.

1116300

Фие. 2

Редактор М.Дылын Техред С.Легеза

Корректор М.Шарош1

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

Заказ 6916/32 Тираж 586 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5