Преобразователь перемещения в код

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам, преобразующим механические линейные перемещения в цифровой код о Цель изобретения - повьшение помехоустойчивости, разрешающей способности и. точности преобразователя перемещения в код. В преобразователь , содержащий U-образньй звукопровод 1, демпфер 2, постоянный магнит 5, неподвижные выходную 4 и опрашивающую 3 обмотки, управляемьм усилитель 7, генератор 6 опроса и преобразователь 9 временного интервала в код, введен цифроаналоговый преобразователь 8. Постоянный магнит 5 установлен неподвижно между локализованными выходной 4 и опрашивающей 3 обмотками, а звукопровод 1 имеет возможность перемещения относительно них и связан с перемещающимся обьектом. Перемещение звукопровода 1, связанного с объектом, преобразуется во временной интервал, который преобразователем 9 преобразуется в код. Этот код преобразуется цифроаналоговым преобразователем 8 в линейно нарастающее напряжение, плавно регулирующее коэффициент усиления регулируемого усилителя 7, благодаря чему компенсируется уменьшение амплитуды импульса считывания, снимаемого с усилителя 7, обусловленное затуханием импульса в -звукопроводе 1. Применение локализованных обмоток 3 и 4 позволя- .ет уменьшить фронт импульса и повысить разрешающую способность, а увеличение плотности намотки обмоток 3, 4 в зоне расположения постоянного магнита 5 увеличивает амплитуду импульса считывания, благодаря чему повышается помехоустойчивость преобразователя . 1 ИЛс с сл ее 00 со Сп О со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) ф !? 03 М 1/50

I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(21) 4138563/24-24 (22) 20.10.86 (46) 23.03.88. Бюл. ¹ 11 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) Л.О.Спасокукоцкий (53) 68 1.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 262518, кл. Н 03 M 1/50, 1968.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1105922, кл. Н 03 М 1/22, 1983. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

В КОД (57 ) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам, преобразующим механические линейные перемещения в цифровой код. Цель иэобретения— повышение помехоустойчивости, разрешающей способности и, точности преобразователя перемещения в код. В преобразователь, содержащий U-образный звукопровод 1, демпфер 2, постоянный магнит 5, неподвижные выходную 4 и опрашивающую 3 обмотки, управляемый усилитель 7, генератор 6 опроса и преобразователь 9 временного интерва„„SU„„138350, 3 А 1 ла в код, введен цифроаналоговый преобразователь 8. Постоянный магнит 5 установлен неподвижно между локализованными выходной 4 и опрашивающей 3 обмотками, а звукопровод 1 имеет воэможность перемещения относительно них и связан с перемещающимся объектом.

Перемещение звукопровада 1, связанного с объектом, преобразуется во временной интервал, который преобразователем 9 преобразуется в код. Этот код преобразуется цифроаналоговым преобразователем 8 в линейно нарастающее напряжение, плавно регулирующее коэффициент усиления регулируемого усилителя 7, благодаря чему компенсируется уменьшение амплитуды импульса считывания, снимаемого с усилителя 7, обусловленное затуханием импульса в звукопроводе 1. Применение локализованных обмоток 3 и 4 позволя.ет уменьшить фронт импульса и повысить разрешающую способность, а увеличение плотности намотки обмоток 3, 4 в зоне расположения постоянного магнита 5 увеличивает амплитуду импульса считывания, благодаря чему повышается помехоустойчивость преобразователя. 1 ил, 1383503

Изобретение относится к антомати-! ке и, вычислительной технике, в част, ности к устройствам, преобразующим механические линейные перемещения в цифровой код.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости, разрешающей способности и точности преобразователя перемещения в код. 10

На чертеже изображена схема преоб разователяя.

Преобразователь перемещения. в код содержит U-образный звукопровод 1 из магнитострикционно.го материала, демп- 15 фер 2, опрашивающую обмотку.3, выходную обмотку 4, размещенные на звукопроводе 1 и локализованные на участке нахождения постоянного магнита 5, генератор 6 опроса, управляемый уси- 20 .литель 7, цифроаналоговый преобразо:ватель 8 и преобразователь 9 времен-. ного интервала в код, состоящий из ,. счетчика 10 импульсов и генератора 11 импульсов. 25

Преобразователь работает следующим образом.

В опрашивающую обмотку 3 подается импульс тока с генератора 6 опроса.

Взаимодействие электромагнитного по- 30 ля опрашивающей обмотки 3 с подмагничивающим магнитным полем постоянного ! магнита 5 создает на этом участке звукопровода 1 вследствие прямого магнитострикционного эффекта упругий импульс, распространяющийся в обе стороны от магнита 5 и опрашивающей обмотки 3 со скоростью звука v. Один упругий импульс доходит до демпфера 2 и затухает, другой распространяется по звукопроводу 1. Проходя мимо выходной обмотки 4, упругий импульс за счет обратного магнитострикционного эффекта наводит в ней импульсную ЭДС и далее затухает в демпфере 2. Интер- 5 вал времени 7 между импульсом опроса, снимаемым с генератора опроса 6, и считываемым импульсом, снимаемым с управляемого усилителя 7, пропорционален перемещению звукопровода 1 с демпфером 2 относительно обмоток 3 и 4 и магнита 5:

2х

Этот интервал заполняется импул:ьсами генератора 11, которые подсчитываются счетчиком 10. Таким образом, после прихода считываемого импульса на выходе преобразователя 9 устанавливается код, однозначно определяющий величину перемещения. В процессе счета импульсов на выходе счетчика 10 формируется равномерно нарастающий г код, который поступив на входы цифроаналогового преобразователя 8, преобразуется в линейно нарастающее напряжение, плавно увеличивающее коэффициент усиления усилителя 7.

Последнее обстоятельство позволяет компенсировать уменьшение амплитуды импульса считывания, снимаемого с усилителя 7, возникающее в результате затухания амплитуды упругого импульса при его прохождении по звукопроводу 1. Эта компенсация затухания приводит к получению независимой от времени амплитуды импульса считывания, что повышает точность определения интервала времени и дает возможность при необходимости увеличить длину преобразователя перемещения, а следовательно, и диапазон измеряемых перемещений. Усилитель 7 кроме указанного режима позволяет дискретно изменять свой коэффициент усиления. Коэффициент усиления усилителя 7 становится равным нулю при подаче на его управляющий вход, соединенный с генератором 6 опроса, импульса опроса, что исключает прохождение импульса на шину "Сброс" счетчика 10 в момент возбуждения упругого импульса, Применение коротких обмоток 3 и 4, локализованных на участке нахождения постоянного магнита 5, позволяет с одной стороны существенно уменьшить индуктивности обмоток 3 и 4, особенно при измерениях больших перемещений, с другой — увеличить плотность намотки обмоток 3 и 4 в районе нахождения магнита 5. Уменьшение индуктивности дает возможность существенно уменьшить фронт упругого импульса и повысить разрешающую способность преобразователя. Увеличение плотности намотки обмоток 3 и 4 вблизи магнита 5 повышает амплитуду импульса считывания, так как опрашивающая обмотка 3 увеличивает амплитуду магнитного поля, пронизывающего звукопровод 1 и, следовательно, амплитуду упругого импульса, а выходная обмотка 4 увеличивает ЭДС е пропорционально количеству витков M се@

e=w-dt

1383503

Составитель Е.Бударина

Редактор В.Бугренкова Техред М.Ходанич Корректор M.Øàðîøè

Заказ 1351/55 Тираж 928 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 где У вЂ” магнитный поток упругой волны пронизывающей нитки выходной обмотки 4, Увеличение амплитуды импульса счи3 тывания приводит к улучшению помехоустойчивости преобразователя или при той же помехоустойчивости к возможности увеличения длины звукопровода (расширению диапазона измеряемых перемещений).

Формула изобретения

Преобразователь перемещения в код, содержащий U-образный звукопровод, выполненный из магнитострикционного материала, на концах которого установлен демпфер, постоянный магнит, неподвижные выходную и опрашивающую обмотки, установленные на противоположных участках звукопровода .одна против другой и соединенные соответственно с информационным входом управляемого усилителя и первым выходом генератора опроса, второй выход которого соединен с первым управляющим входом, управляемого усилителя и первым входом преобразователя временного интервала в код, выходы которого являются выходами преобразователя, а второй вход подключен к выходу управляемого усилителя, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, разрешающей способности и точности преобразователя,в него введен цифроаналоговый преобразователь, постоянный магнит установлен неподвижно между локализованными выходной и опрашивающей обмотками, а звукопровод выполнен с возможностью перемешения относительно выходной и опрашивающей обмоток и связан с контролируемым объектом, выходы преобразователя временного интервала в код соединены с входами цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с вторым управляющим входом управляемого усилителя.