Помехоустойчивый преобразователь перемещений в период электрических колебаний

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (SO< С 01 В 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4002709/24-28 (22) 10.01.86 (46) 07.05.8?. Бюл. ¹ 17 (71) Пензенский политехнический институт (72) Ое1е Звонов, АеХе Зябиров9

А.И. Мартяшин и В.И. Чернецов (53) 621.317.39:531.717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 8343388, кл. С 01 В 7/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1116299, кл. С 01 В 7/00, 1983. (54) ПОМЕХОУСТОЙЧИВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПЕРЕМЕЦЕНИЙ В ПЕРИОД ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

КОЛЕБАНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений. С целью повышения помехоустойчивости преобразователя путем синхронного деSU амвон л тектирования и фильтрации помех выходного сигнала бесконтактного потенциометрического датчика 1 в преобразователь введены синхронные детекторы 6,7 и 11 12, фильтры 8, 9 и инвертор 10.Релаксационный сигнал в сумме с сигналом помехи с выхода усилителя 5 поступает на синхронные детекторы 6 и 7, где выделяются полупериоды разных знаков. Фильтры 8, 9 нижних частот обеспечивают знакопеременный характЕр колебаний, а синхронные детекторы 11 и 12 выделяют из этих колебаний полупериоды, в спектре которых отсутствуют составляющие помехи. Полупериоцы разных знаков суммируются на входах интегратора 13 и вызывают колебания, период которых линейно связан с величиной перемещения подвижного электрода 4 датчика 1 и не зависит от промышленных помех. 2 ил.

sin(2 -1)ы

4 — — Е

8 -=1

U (t) = v, 2л

V 2

U Л ьых

+ ((с) !

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости преобразователя путем синхронного детектирования и фильтрации помех выходного сигнала бесконтактного потенциометрического датчика °

На фиг. 1 изображена блок-схема 10 преобразователя; на фиг. 2 — временная диаграмма, поясняющая работу преобразователя.

Преобразователь содержит бесконтактный потенциометрический датчик 1 с двумя неподвижными электродами 2 и

3 и подвижным электродом 4, усилитель

5, синхронные детекторы 6 и 7, фильтры 8 и 9, инвертор 10, синхронные де- текторы 11 и 12, интегратор 13, ком- 20 паратор 14, делитель 15 напряжения и шину 16 нулевого потенциала.

Подвижный электрод 4 датчика 1 подключен к входу усилителя 5, выход которого подключен к входам синхронных детекторов 6 и 7, выходы которых .через фильтры 8 и 9 и синхронные детекторы 11 и 12 подключены к входам интегратора 13.

Выход интегратора 13 через компаратор 14 подключен к входу инвертора

10. Делитель 15 напряжения подключен к выходу компаратора 14.

Преобразователь работает следующим образом. 35

Период Т релаксационных колебаний, возникающих в преобразователе, определяется выражением

П,(t) = U,(t) + (().

Сигнал представляет собой колебание прямоугольной формы. Спектр его записывают следующим образом: где V — амплитудное значение сигс нальной составляющей.

Смесь двух составляющих U (t} поб дается на входы синхронных детекторов 6 и 7. Синхронный детектор 6 выделяет верхний полупериод сигнала с выхода усилителя 5, а детектор 7 нижний. На выходе синхронных детекторов 6 и 7 сигнал представляет собой прямоугольные импульсы, промодулированные по амплитуде помехой, спектр его U (1)6 можно представить

I следующим образом: () (1 2,, sin (2„-1 }zt бт с 2 хл= 2п 1

1 2, sin(2n-1)ut

+ () (- + — 2 — — — — — — )

2 „,2п1

Далее сигнал проходит через фильтр с большой постоянной времени, где происходит фильтрация составляющей помехи, но форма сигнала не изменяется, т.е.

sin (2n-1)(,1с

2п-1

n=i

1 2 sin (2n-1)4) t (- + — Q — — - — — -)

2 З, 2п 1 (n-1) RÄ (R о

40 где п — коэффициент деления делителя 15 напряжения; — постоянная интегрирования интегратора 13;

R u R — сопротивления датчика между

0 электродами 2, 3 и 2, 4 со— ответственно.

Таким образом, период релаксацион- 5О ных колебаний линейно зависит от сопротивления R„ между неподвижным электродом 2 и подвижным электродом

4 датчика 1, которое, в свою очередь, пропорционально измеряемому перемеще- 5. нию.

В реальных условиях на выходе усилителя, 5.присутствует аддитивная смесь Us(t) сигнал + помеха, т.е.

Синхронный детектор 11 выделяет нижний полулериод сигнала, проходящего по верхнему полуканалу схемыподавления помехи, а синхронный детектор 12, наоборот, — верхний полупериод сигнала, проходящего по нижнему полуканалу.

На выходе синхронных детекторов

11 и 12 получаем также прямоугольные импульсы, но уже не искаженные составляющей помехи

1 2 s in (2n-1) t

U =v(-+ — K — — — — — — )

Выхц С 2 1х

VI =1

2п-1

С детекторов 11 и 12 сигналы подаются на интегратор 13, суммируются на его входах и вызывают релаксационные колебания аналогично описанно130882 формула изобретения

Составитель В. Подолян

Редактор О. Головач Техред Л.Олейник Корректор N. Пожо

Заказ 1788/31 Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Помехоустойчивый преобразователь перемещений в период электрических колебаний, содержащий бесконтактный потенциометрический датчик, усилитель, шину нулевого потенциала, интеrpатор, компаратор,выход которого подключен к первому неподвижному электроду бесконтактного потенциомет- Ю рического датчика, подвижный электрод которого подключен к инвертирующему входу усилителя, выход которого подключен к второму неподвижному электроду бесконтактного потенциометрического датчика, прямой вход усилителя подключен к шине нулевого потенциала, отличающийся тем, что,с целью повышения помехоустойчивости в него введены четыре 20 синхронных детектора, два фильтра нижних частот, инвертор и делитель

5 4 напряжения, а интегратор выполнен с

I дополнительным инвертирующим входом, выход усилителя подключен к первым входам первого и второго синхронных детекторов, выходы которых через пер" вый и второй фильтры соответственно

I подключены к первым входам соответственно третьего и четвертого синхронных .детекторов, выходы которых подключены соответственно к инвертирующему и дополнительному инвертирующему входам интегратора, выход которого подключен к первому входу компаратора, выход которого через делитель напряжения подключен к второму входу компаратора, выход компаратора подключен к прямому входу интегратора и вторым входам второго и третьего синхронных детекторов, выход компаратора через инвертор подключен к вторым входам первого и четвертого синхронных детекторов.