Устройство для измерения линейных перемещений

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для контроля линейных перемещений электропроводящих объектов. Целью изобретения является повышение точности измерений. Генераторные катушки 10, 11 вихретокового преобразователя 8 запитываются от генератора импульсного периодического напряжения прямоугольной формы, построенного на мультивибраторе 5, двух импульсных фазосдвигающих блоках, каждый из которых содержит по два Д-триггера 1,2 и 3,4, а также инверторах 6,7, диодах 14, 15 и источнике 16 постоянного напряжения. Обработка выходного сигнала вихретокового преобразователя, снимаемого с измерительной обмотки 9, имеющей две катушки, включенные встречно, осуществляется в синхронных детекторах 17, 18, каждый из которых включает в себя логические элементы И-НЕ 19-22, инверторы 23 - 26 и резисторы27 - 34. Логические элементы И-НЕ 19 - 22 имеют связи с Д-триггерами 1 - 4 и поэтому нечувствительны к третьей и пятой гармоническим составляющим сигнала вихретокового преобразователя 8, которые являются причиной основной составляющей погрешности измерения. Новым в устройстве является введение двух Д-триггеров 3, 4 и логических элементов И-НЕ 19 - 22 с их связями. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (П) (51) 4 С 01 В 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4287296/25-28 (22) 20.07.87 (46) 07.12.89. Бюл.Р 45 (71) Куйбышевский авиационный институт им. акад. С.П.Королева (72) Ю.С.Дмитриев, В.И.Католиков, А.И.Меркулов, А.В.Евсигнеев и 0.9.Сильченко (53) 531.71:531.14 (088 ° 8) (5e) Авторское свидетельство СССР

1420345. кл, Г 01 N 27/90, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для контроля линейных перемещений электропроводящих объектов. Целью изобретения является повьппение точности измерений. Генераторные катушки 10, 11 вихретокового преобразователя 8 запитываются от генератора импульсного периодического напряжения прямоугольной йормы, построенного на мультивибраторе 5, двух

2 импульсных Лазосдвигающих блоках, каждый из которых содержит по два

D-триггера 1,2 и 3,4, а также инверторах 6,7, диодах 14,15 и источнике 16 постоянного напряжения. Обработка выходного сигнала вихретокового преобразователя, снимаемого с измерительной обмотки 9, имеющей две катушки, включенные встречно, осуществляется в синхронных детекторах !

7, 18, каждый из которых вклочает в себя логические элементы И-HE 1922, инверторы 23-26 и резисторы 2734. Логические элементы И-HE 19-22 имеют связи с D-т;риггерами 1-4 и поэтому нечувствительны к третьей и пятой гармоническим составляющим сигнала вихретокового преобразователя 8, которые являются причиной основ ной составляющей погрешности измере1 ния. Новым в устройстве является введение двух D-триггеров 3,4 и логических элементов И-НЕ 19-22 с их связями. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1527482

Изобре«ение относится к электроизмерит(..линой технике и может быть ucl пользовано «ц«я измерения перемещений электроцроводящих объектов.

11елью изобретения является повышение точности измерения.

На фиг. 1 показа «а блок-схема устройства; на фиг.2 — осциллограммы напряжений в различных его точках.

> D

Устройство содержит два импул. сных фа з ос дв и г а>о(!«их блока, по с трое и ны х на

D-триггерах 1,2 и 3,4 соответственно.

D-триггеры 1 и 3 включены для работы в счетно:.« режиме. Выходи D-триггеров

1 и 2 первого Лазосдвигающего блоха соединены с входом мультивибратора 5, а их в»ход» через П-триггеры 3 и 4 второго импульсного фазосдвигающего блока через инверторы 6 и 7 подключе- 2р

Hfl к катушкам вихретокового преобразователя 8, две катушки измерительНо!«о >мот««и 9 которого соединены «Ioc ледовательно встречно, а генераторны. катушки 10 и 11 зашунтированы

KoH i«(Hc аторами 12 и 1 3. Между одной парой одноименных выводов генераторных катушек 10 и 11 и выходами инверторов 6,« 7 включ«нь« диоды 14 и 15, а другая пара выводов соединена

«loJlñæèò(льным в»водом источника 16 постоянного напряжения. Кроме указанных блоков устройство содержит синхром««b«(детекторы 17 и 18, которые включают в себя логические элементы

J1-11Е, 19-22 и инверторы 23-26, соединенн»е = 0-триггерами 1-4 двух импульсных Ьазосдвигающих блоков, а также резисторы 27-34, соединенHb«e с выходами логических элементов 40

И-HE 19-22,инверторон 23-26,и измеритель.ой отметкой 9 вихретоковогэ преобразсвателя 8. На вь>ходе устройств вк люче ны к(>нде (с аторы 35 и 36 ларал— ! лель но которы« подключены входы ин- 4 дикаторов 37 и 38.

Устройство работает следуюг««м об30 разом.

11ульти««««братор 5 вь«рабать«вает последователь («сть прямоугольных импульсов напряжения 1 (фиг.-, со

1 4 .з1 скважностью два и запускает пегвое импульсное Лазо(сдвигаю«>«ее устройство на D-триггерах 1 и 2. Противофазные напряжени» «1 и 11 с прямого и инверс! 1 >

55 ного в»хо,",ов J)-триггера 1 поступают

1 напряжения r инхронизвции D-триггеров

3 и 4 второго импульсного Лазосдвигающего устройс.гва. На прям»х выходах ло(.лецних 1«-триггеров формируются напряжения IJ и IJ, а на инверсных выхо4 дах протиноЛазные напряжения U и U, 4 которые имеют период следования в два раза больший, чем напряжения U, и U,.

Лна противоЛазн»х напряжения U 4 и Г14 через инвертор» 6 и 7, работающие в ключевом режиме, осуществляют nonepeb«(.H««ne подключение генераторных катушек 10 и 11 вихретокового преобразователя 9 к источнику 16 постоянного напряжения. Напряжение с выхода Dтриггера 2 IJ

В результате в»полнения логичес2 кой операции И-НЕ логическими элементами И-НЕ 19-22. а также действия инверторов 23-26 осуществляется подключение резисторов 27-34 к общему проводу. Если резисторы 27, 29, 31 и 33 отключены от измерительной катушки 9 вихретокового преобразователя и под-Ф ключены к источнику 16 постоянного напряжения непосредственно, то на выходы конденсатора 35относительно общего привода устанавливаются напря> женил IJ и Uz> . Аналогичные по форме, нс сдв««нутые по фазе напряжения U и U устанавливаются l«»a выводах

36 конденсатора 36. Соотношения между величинам«« ступенек (« и 5 определя«(>тся соотношениями между значениями сопротивлений пар резисторов 27 и 28, 29 и 30, 31 и 3?, 33 и 34. НапряжеUÇи Uúü Uç H U М жат в своем спектре третьей и пятой гармонических составляющих сигнала при соотношении между величинами ступенек (Лиг.2) - - = 0,701. Поэтоl4у при обработке вносимого напряжения с обмотки 9 на конденсаторах 35 и 36 буд т выделяться напряжения, пропорциональные действительной и мнимой составляющим с подавлением действия указанных составляющих спектр сигнала.

Г,"оотношение -- определяется только сооч ноше ниями величин сопротивлений указанных ранее пар резисторов 27-34.

Кроме того, напряжения на конденсаторах 35 и Зо не зависят от изменений величин остаточных напряжений погических элементов И вЂ” JIE 1(«-22 и инверторов 23-26, так как определяются они разностью ««(«>(ряже,(ий с выходов о««инакова«х логичеcких злементов, 5 15274 работающих в одинаковых режимах и выполненных на элементах одной интегральной схемы с одинаковыми oròàточными напряжениями.

Формула изобретения

1. Устройство для измеоения линейных перемещений, содержащее импульсный высокочастотный генератор, источник постоянного напряжения, Аазосдвигающий блок, два инвертора, вихретоковый преобразователь, измерительная обмотка которого состоит из катушек, соединенных последовательно-встречно, две генераторные катушки зашунтировае ны конденсаторами и одноименными выводами соединены через диоды с соответ" ствующими выходами инверторов, а два 20 других вывода соединены с положительным полюсом источника постоянного напряжения, отрицательный полюс которого соединен с общим приводом, и два индикатора, о т л и ч а ю щ е е с я 25 тем, что, с целью повышения точности измерения, высокочастотный генератор выполнен с прямым и инверсным выходами, Ьазосдвигающий блок выполнен на первом и втором D-тригге30 рах, входы синхронизации которых соединены с прямым и инверсным выходами генератора, D-вход первого триггера соединен со своим инверсным выходом, а D-вход второго триггера — с прямым выходом первого триггера, устройство снабжено вторым Лазосдвигающим блоком, выполненным на третьем и четвертом D-триггерах, соединенных между собой аналогично D-триггерам первого 4

40 фазосдвигающего блока, входы синхронизации третьего и четвертого триггеров соединены соответственно с прямым и инверсным выХодами первого триггера, а прямой и инверсный выходы четвертого триггера соединены соответственно с инверторами, двумя синхронными детекторами, первые входы которых соединены с одним из выходов измерительной обмотки, другой выход которой подключен к положительному полюсу источника постоянного напряжения, вторые выходы первого и второго синхронных детекторов подключены соответственно к прямым и инверсным выходам второго триггера, третьи входы первого и второго синхронных детекторов подключены соответственно к инверсным выходам третьего и четвертого триггеров, четвертые входы первого и второго синхронных детекторов подключены соответственно к прямым выходами третьего и четвертого триггеров, два выхода обоих синхронных детекторов зашунтированны конденсаторами и соединены с соответствующими индикаторами.

?. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждый синхронный детектор содержит два элемента

2И-HE HE, первый вход синхронного детектора через соответствующие резисторы соединен с выходами элементов 2И-НЕ, второй вход синхронного детектора соединен с первыми входами обоих элементов

2И-НЕ, третий вход синхронного детектора соединен с вторым входом одного из элементов 2И вЂ” НЕ и входом одного из элементов НЕ, четвертыч вход синхронного детектора соединен с вторым входом другого элемента 2И-HE и входом другого элемента НЕ, выходы элементов НЕ через резисторы соединены с выходом соответствующего элемента 2ИНЕ,а выходы элементов 2И-НЕ соединены с соответствующими выходами синхронно го детектора.

1527482

V0 (0 о

gp

О

О

Составитель И.Кесоян

Редактор Л.Гратилло Техред Л. Сердюкова Корректор А,Обручар

Производственно-издательский комбинат Патент", r, Ужгород, ул, Гагарина, 101

Заказ 7500/45 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ГССР

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