Устройство для бесконтактного измерения перемещений
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений. Цель изобретенияповьппение точности и увеличение диапазона измерений. Устройство содержит под:вижную обмотку 1 возбуждения, неподвижную обмотку 2, источник 3 пеS ременного напряжения. Обмотка 2 соединена с входом усилителя-ограничителя 4 и одним из входов сумматора 5. Выход усилителя-ограничителя 4 соеди нен с входом фильтра 6 низких частот и одним из входов элемента И 10. Выход филь.тра 6 низких частот подключен через фазосдвигающий блок 8 и де литель 9 напряжения с вторым входом сумматора 5. Выход сумматора 5 через усилитель-ограничитель 7 подключен к второму входу элемента И 10. Выход элемента 10 через последовательно соединенные фильтр 11 низкой частоты и усилитель 12 постоянного тока подключен к входу блока 13 регистрации. Работа устройства основана на зависимости от величины измеряемого пере мещения сдвига фаз между сигналами на входах элемента И 10. 4 ил. (Л
СОЮЗ СО8ЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ÄÄSUÄÄ 1388700 А1 (SD 4 GI Â 7/О
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
° «««« р
) з 1 .
i г;
В а а" . 1.
5 р;
".a
Ъ»
БИЬАЫдТ.":.:»,., Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 4085356/24-28 (22) 05.05.86 (46) 15.04.88. Бюл. )) 14 (72) Т.И.Мурашкина и Г.А.Киреева (53) 621.317.39:531.7)7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
)) 449235, кл. G 01 В 11/02, 1972.
Авторское свидетельство СССР
)) 694766, кл. G 01 В 7/00, 1977, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО
ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений. Цель изобретения повышение точности и увеличение диапазона измерений. Устройство содержит подвижную обмотку 1 возбуждения, неподвижную обмотку 2, источник 3 пеФ ременного напряжения ° Обмотка 2 соединена с входом усилителя-ограничителя 4 и одним иэ входов сумматора 5.
Выход усилителя-ограничителя 4 соединен с входом фильтра 6 низких частот и одним из входов элемента И 10. Выход фильтра 6 низких частот подключен через фазосдвигающий блок 8 и делитель 9 напряжения с вторым входом сумматора 5. Выход сумматора 5 через усилитель-ограничитель 7 подключен к второму входу элемента И 10. Выход элемента 4 10 через последовательно соединенные фильтр 11 низкой частоты и усилитель 12 постоянного тока подключен к входу блока 13 регистрации.
Работа устройства основана на зависимости от величины измеряемого перемещения сдвига фаз между сигналами на входах элемента И 10. 4 ил.
1388700
Uр sinV +Uo„sin 4>, g = arctg
Пр созЮр+Цап сов Чоп
Вышеуказанное поясняется векторной диаграммой, приведенной на фиг.2.
Приняв за начало отсчета вектор одного из складываемых сигналов U (фиг.3) и проведя математические преобразования, получим
sin Ча
P = arctg (2) cosy,+Б„„ /Up где (g, =qpg cp - угол сдвига фаз между сигналами U и U .
На вход элемента И 10 поступают два прямоугольных сигнала U< и U со сдвигом фаз (p, так как их начальные фазы соответствуют начальным фазам сигналов U u U соответственно (фиг.4).
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений. 5
Цель изобретения — повышение точности измерений и увеличение диапазона измеряемых перемещений за счет повышения линейности функции преобразования устройства. 10
На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 и 3 - векторные диаграммы работы устройства; на фиг.4 временная диаграмма работы устройства. 15
Устройство содержит подвижную обмотку 1 возбуждения, неподвижную обмотку 2, источник 3 переменного напряжения, усилитель-ограничитель 4,сумматор 5, фильтр 6 низкой частоты, 20 усилитель-ограничитель 7, фазосдвигающий блок 8, делитель 9 напряжения, элемент И 10, выход которого через последовательно включенные фильтр 11 низкой частоты и усилитель 12 постоянного тока подключен к выходу блока 13 регистрации., и шину 14 нулевого потенциала.
Устройство работает следующим образом. 30
В зависимости от расстояния между обмотками 1 и 2 изменяется амплитуда сигнала U на входе усилителя-ограничителя 4 и первом входе сумматора 5.
Из выходного сигнала U4 усилителя- 35 ограничителя 4 на втором входе сумматора 5 фильтром б, фазосдвигающим блоком 8 и делителем 9 формируется опорный сигнал U = U, . Сдвиг фазы между U4 и U,„ îïðåäåëÿåòñÿ выраже- 40 нием
Анализ зависимости
8 — измеряемое перемещение) проводят с помощью векторной диаграммы суммированием сигналов Бр и 11 „ (фиг.3) или временной диаграммы (фиг.4), на которых индексом н указаны векторы (сигналы) в начале диапазона измерения, а с индексом к — в конце диапазона измерения ° и
При о = 0 и U = U суммарный сиг" н Р нал 11 = И и соответственно угол сдвига фаз сигнала U относительно U равен (р . При удалении контролируемого объекта о = Х (где Х - конечная точка диапазона измерения), П
k к
= Uðp, Uy = U и угол сдвига фаз между U и U равен с " . Таким образом, угол ц несет информацию об измеряемом перемещении. К усилителям-ограни" чителям 4 и 6 предъявляются требования по стабильности уровней ограничения. Особенно жестко это требование для усилителя-ограничителя 4, так как изменение уровня на его выходе ведет к изменению амплитудного значения напРяжения 11 Поп °
На выходе элемента И 10 формируются импульсы, площадь которых пропорциональна E . С помощью фильтра 11 и усилителя 12 площадь импульсов преобразуется в уровень сигнала, регистрируемого блоком 13.
Ф о р м у л а изобретения
Устройство для бесконтактного измерения перемещений, содержащее источник переменного напряжения, подвижную обмотку возбуждения, неподвиж" ную обмотку, нину нулевого потенциа ла, выводы подвижной обмотки возбуждения подключены к источнику перемен" ного напряжения, первый вывод неподвижной обмотки подключен к шине нулевого потенциала, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и увеличения диапазона измеряемых перемещений, в. не о введены два усилителя-ограничи теля, два фильтра низкой частоты, фазосдвигающий блок, делитель напряжения, сумматор, элемент И, усилитель постоянного тока, блок регистрации, второй вывод неподвижной обмотки через первый усилитель-ограничитель подключен к первому входу элемента И и входу первого фильтра низкой частоты, выход которого через
1388700
У U0D
Фиг.Z последовательно соединенные фазосдвигающий блок и делитель напряжения подключен к первому входу сумматора, выход которого через второй усили5 тель-ограничитель подключен к второму входу элемента И, выход которого через последовательно соединенные второй фильтр низкой час тоти и усилитель постоянного тока подключен к входу блока регистрации, второй вывод неподвижной обмотки цодк1почен к второму входу сумматора.
1388700
Составитель В.Иодолян
Техред Л.Олийнык Корректор C- 1ерни
Редактор А.Ревин
Заказ 1569/41
Тираж 680 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
