Устройство для измерения линейных перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений объектов. С целью повьшения точности за счет увеличения разрешающей способности преобразования информационного сигнала в регистрируемые данные о величине перемещения в устройство, содержащее обмотки 1, 2 индуктивного датчика 3 с магнитным сердечником 4, конденсатор 5, резистор 6, обмотки 7, 8 трансформатора 9, генератор 10 переменного напряжения, усилитель 11, фазочувствительный детектор 12, усилитель 19 и шину 18 нулевого потенциала, введены компараторы 13, 16, интегратор 14, RS-триггер 15, дифференциатор 17, блок 20 индикации, источник 21 опорного напряжения , регистр 22, блок 23 задержки , реверсивный счетчик 24, блок 25 установки кода, источник 26 опорной частоты. Выходной сигнал фазочувствительного детектора 12 преобразуется в длительность импульса на выходе триггера 15, в течение которой реверсивным счетчиком 24 подсчитываются импульсы источника 26 опорной частоты . Результат заносится в регистр 22 и вьшодится на блок 20 индикации. 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 01 В 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4097990/24-28 (22) 26.05.86 (46) 07.03.88. Бюл. 11- 9 (71) Каунасское станкостроительное производственное объединение им. Ф.Э.Дзержинского (72) А.В.А.Буда, P.À.Ëóêîøÿâè÷óñ и P.Ï.Ïàëÿâè÷óñ (53) 621. 317. 39: 531. 717 (088.8) (56) Автбрское свидетельство СССР

У 1004746, кл. G 01 В 7/02, 1985.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1231386, кл. G 01 В 7/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений объектов. С целью повышения точности за счет увеличения разрешающей способности преобразования информационного сигнала в регистрируемые данные о величине перемещения в

„„SU„„1379601 А 1 устройство, содержащее обмотки 1, 2 индуктивного датчика 3 с магнитным сердечником 4, конденсатор 5, резистор 6, обмотки 7, 8 трансформатора 9, генератор 10 переменного напряжения, усилитель 11, фазочувствительный детектор 12, усилитель 19 и шину 18 нулевого потенциала, введены компараторы 13, 16, интегратор 14, RS-триггер 15, дифференциатор 17, блок 20 индикации, источник 21 опорного напряжения, регистр 22, блок 23 задержки, реверсивный счетчик 24, блок 25 установки кода, источник 26 опорной частоты, Выходной сигнал фазочувствительного детектора 12 преобразуется в длительность импульса на выходе триггера 15, в течение которой реверсивным счетчиком 24 подсчитываются импульсы источника 26 опорной частоты, Результат заносится в регистр 22 и выводится на блок 20 индикации.

2 ил, 1379601

2RC(U ф — U o) T=2(t, с ) rp где RC

U о

U х

Птр

55

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

Цель изобретения — повышение точности эа счет увеличения разрешающей способности преобразования информационного сигнала в регистрируемые данные о величине перемещения.

На фиг ° 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг.2 временная диаграмма его работы.

Устройство содержит обмотки 1 и 2 индуктивного датчика 3, магнитный сердечник 4, конденсатор 5, резистор

6, обмотки 7 и 8 трансформатора 9; генератор 10 переменного напряжения, усилитель 11, фаэочувствительный детектор 12., компаратор 13, интегратор

14, RS-триггер 15, компаратор 1б,дифференциатор 17, шину 18 нулевого потенциала, усилитель 19, блок 20 индикации, источник 21 опорного напряжения, регистр 22, блок 23 задержки, реверсивный счетчик 24, блок 25 установки кода и источник 26 опорной частоты.

Выход фаэочувствительного детектора 12 подключен к инверсному входу компаратора 13, выходом подключенного к S-входу RS-триггера 15, выход которого через дифференциатор 17 подключен к синхровходу регистра 22, выход последнего подключен к входу бло-35 ка 20 индикации.

Устройство работает следующим образом.

На обмотки 1 и 2 индуктивного датчика 3 подается переменное напряжение питания с обмотки 8 выходного трансформатора 9 от генереатора 10 переменного напряжения. Так как обмотка 8 и обмотки 1 и 2 датчика обраэуют мост, при перемещении сердечника 4 на входе усилителя 11 появляется сигнал, амплитуда которого прямо пропорциональна величине перемещений.

Усиленный в усилителе 11 сигнал подается на вход фазочувствительного детектора 12, на другой вход которого через усилитель 19 подается опорный сигнал с фаэосдвигающей цепочки, состоящей из конденсатора 5 и резистора

6, подключенной параллельно обмотке

8 трансфс рматора 9. При помощи фазосдвигающей цепочки компенсируются фаэовые сдвиги переменного сигнала,возникающие в обмотках 1 и 2 и в тракте усиления усилителя 11. При перемещении магнитного сердечника 4 в одну или другую сторону от среднего положения на выходе детектора 12 появляется сигнал соответственно положительной или отрицательной полярности, который подается на инверсный вход компаратора 13. При появлении, например, в момент времени с на выходе о

RS-триггера 15 отрицательного сигнала -U напряжение на выходе интегратора 14 начинает строго линейно возрастать, При достижении в момент времени t, сигнала Y„,ïîäàâàåìoãî на инвертирующий вход компаратора 13, он переключается скачкообразно, переключая тем самым триггер 15 в противоположное состояние. Положительный сигнал поступает на вход интегратора

14, на выходе которого напряжение начинает уменьшаться. При достижении в момент времени с значения отрицательного опорного напряжения U, подаваемого с источника 2 1 опорного напряжения на прямой вход компаратора 16, его выходное напряжение скачкообразно изменяется, переключая тем самым триггер 15 в противоположное состояние, На вход интегратора 14 вновь поступает отрицательное напряжение, и цикл повторяется. Таким образом в процессе измерения на выходе триггера 15 формируется прямоугольный импульс, длительность Т которого постоянная времени интегратора 14; отрицательное опорное напряжение; амплитуда измерительного сигнала; амплитуда выходного напряжения триггера 15.

Как видно из формулы, длительность периода Т выходного импульсного сигнала RS-триггера 15 линейно зависит от амплитуды измерительного сигнала

U„, Импульсный сигнал с выхода триггера 15 дифференцируется в блоке 17, короткие импульсы с выхода которого поступают на синхровход регистра 22 и через блок 23 задержки к входу начальной установки реверсивного счетчика 24 (фиг. 2). Время задержки блока 23 значительно меньше периода

1379601 эталонного сигнала источника 26 опорной частоты. Последний вырабатывает сигнал с периодом, много раэ меньшим периода пвеобразования Т, и подает

его на вычитающий вход реверсивного счетчика 24. Длительность периода эталонного сигнала подбирается в зависимости от заданной точности иэмерения. При начальной установке ревер-10 сивного счетчика 24 в него записывается количество импульсов, соответствующее среднему значению Т, периода преобразования при среднем положении магнитного сердечника 4 датчика 3. В процессе измерения при каждом переключении триггера 15 как положительные, так и отрицательные импульсы фронтов сигнала записывают в регистр 22 результат измерения в виде значения содержания реверсивного счетчика 24, который получается при вычитании количества импульсов, поступающих с источника 26. При этом в

20 зависимости от знака измерения значе-25 ние. содержания счетчика вначале уменьшается до нуля (при достижении среднего положения сердечника 4), после чего начинает увеличиваться с противоположным знаком. Результат измерения регистрируется в блоке 20 индикации.

Формула изобретения

Устройство для измерения линейных перемещений, содержащее индуктивный датчик с двумя обмотками, конденса" тор, резистор, трансформатор с двумя ряжения, два усилителя, фазочувствительный детектор и шину нулевого потенциала, начало первой и конец второй обмоток индуктивного датчика объединены и через первый усилитель подключены к первому входу фазочувствительного детектора, начало вто45 обмотками, генератор переменного нап- 40 рой обмотки индуктивного датчика через последовательно соединенные резистор и конденсатор подключено к концу первой обмотки индуктивного датчика и началу первой обмотки трансформатора, конец и средний вывод которой подключены соответственно к началу второй обмотки индуктивного датчика и шине нулевого потенциала, соединенные выводы резистора и конденсатора через второй усилитель подключены к второму входу фазочувствительного детектора, выходы генератора переменного напряжения подключены к выводам второй обмотки трансформатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены два компаратора, интегратор, RS-триггер, источник опорного напряжения, дифференциатор, блок задержки, источник опорной частоты, реверсивный счетчик, блок установки кода, регистр и блок индикации, выход фаэочувствительного детектора подкл:очен к инверсному входу первого компаратора, выход которого подключен к Sвходу RS-триггера, выход которого подключен к входам дифференциатора и интегратора, выход которого подключен к прямому входу первого компаратора и инверсному входу второго компаратора, выход которого подключен к R "входу RS-триггера, выход источника опорного напряжения подключен к прямому входу второго компаратора, выход дифференциатора подключен к синхровходу регистра и через блок задержки к входу разрешения предустановки реверсивного счетчика, выход которого подключен к входу данных регистра, выход которого подключен к входу блока индикации, выходы источника опорной частоты блока установки кода подключены соответственно к вычитающему входу и входу предустановки реверсивного счетчика, 1379601 игыгл

Составитель В.Подолян

Техред М.Дидык Корректор С.Шекмар

Редактор О.Юрковецкая

Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 969/41

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