Преобразователь перемещение-фаза

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений. С целью повышения достоверности путем обеспечения возможности контроля исправности состояния и рабочего режима в преобразователь введены ключи 9, 10, эталонный фазосдвигающий блок 11, блок 12 управления и шина 15 управления. Введенные блоки обеспечивают скачкообразное изменение фазы на величину, которая заранее известна. Если при подаче управляющего сигнала измеренная фазометром 13 величина приращения фазы соответствует известному значению эталонного приращения фазы, то это свидетельствует о исправном состоянии преобразователя. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (g))g 0 01 В 7/00

Iь " 353838

ПаЫД»ь» -, .,;»,СЩ6

Гз,- ."»..!1О » Е» А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НО14ИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4456058/24-28 (22) 06.07.88 (46) 07.05.90. Бюл. Р 17 (72) Н.Д.Конаков, А.В.Любомиров,,В.А.Столяров и Г.А.Киреева (53) 621.317.39:531.717 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 879271, кл. Г 01 В 7/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Р 1252652, кл. r, 01 В 7/00, 1985.(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ-ФАЗА (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения перемеще„„SU„„1562675 А 1

2 ний. С целью повышения достоверности путем обеспечения возможности контроля исправности, состояния и рабочего режима в преобразователь введены ключи 9, 10, эталонный фазосдвигающий блок 11, блок 12 управления и шина

15 управления. Введенные блоки обесl печивают скачкообразное изменение фазы на величину, которая заранее известна.

Если при подаче управляющего сигнала измеренная фазометром 13 величина приращения фазы соответствует известному значению эталонного приращения фазы, то это свидетельствует о исправном состоянии преобразователя. 3 ил.

1562675

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

Цель изобретения — повышение достоверности путем обеспечения воэможности контроля исправности состояния и рабочего режима.

На фиг.1 приведена бпок-схема преобразователя; на фиг.2 — конструкция чувствительного элемента; на фиг.3 — векторная диаграмма выходных

1 сигналов преобразователя °

Преобразователь содержит чувствительный элемент 1, в который входят ферромагнитный якорь 2, ферромагнитная пластина 3, секции 4 и 5 обмотки возбуждения, секции 6 и 7 измерительной. обмотки, сердечник 8, а также ключи 9 и 10, эталонный фазосдвигающий блок 11, блок 12 управления, фазометр 13, источник 14 опорного напряжения, шину 15 управления, фаэосдвигающий элемент 16, Секции 4 и 5 25 электрически соединены последовательно-согласно, а секции 6 и 7 соединены последовательно-встречно. Параллельно секции 7 измерительной обмотки подключен фазосдвигающий элемент

16, в качестве которого использован резистор Р, который в сочетании с индуктивностью секции 7 измерительной обмотки представляет собой фазовращатель типа L-R

МДля обеспечения симметрии рабочей

„и компенсационной частей чувствительного элемента l число витков секций

6 и 7 целесообразно выбирать одинаковыми.

Преобразователь работает следующим образом.

При подключении обмотки возбуждения (секции 4 и 5) к источнику 14 в 45 секциях 6 и 7 измерительной обмотки возбуждаются напряжения U< и U соответственно. С помощью фазосдвигающей цепи Ь-Р, (параллельно соединенные индуктивность секции 7 измерт т ельной обмотки и элемент 16 (фазу напряжения U смещают относительно напряже2 о ния U на угол у более 90, но менее о

180 . Напряжения UI и U геометрически суммируют на секциях 6 и 7, а результирующий сигнал U и компенS5 сационное напряжение U< через ключ 9 подают на входы фазометра 13, регистрирующий разность фаз ф т„между ними.

Если, например, в исходном положении зазор между сердечником 8 и якорем 2.(фиг.1) минимальный, то с помощью симметрирующей (компенсационной) пластины 3 настраивают датчик по показаниям фазометра 13 на некоторое начальное значение отсчета.

При перемещении контролируемого объекта и связанного с ним якоря 2 в направлении увеличения зазора d

P обеспечивается модуляция напряжения на обмотках 6 и 7 в функции перемещения J а именно напряжение U

Ф возбуждаемое в секции 6, уменьшается, а напряжение Бт, возбуждаемое в секции 7 возрастает.

Функция преобразования определяется выражением

S1n(uo

iD = у-та =агсС т BItx т И, (Х) сову + — ——

U (X) гд» y — фаза результирующего сумВЫХ марного сигнала U относительно вектора найряжения

П э у — угол сдвига фаз между веко торами напряжений U, (X) и

U 2(Х) .

При изменении модулированных напряжении U (X) и U<(X) на секциях 6 и 7 измерительной обмотки в функции перемещения изменяются величина и фаза суммарного (результирующего) сигнала на. величину ((р; < ), Вышесказанное поясняется векторной диаграммой выходных сигналов преобразователя (фиг,3), на которой штрихом обозначены напряжения, соответствующие максимальному зазору с р д с, а без индекса-напряжения, соответствующие минимальному зазору рчин

Контроль рабочего режима производится следующим образом.

При измерении перемещений в рабочем режиме управляющий сигнал на шине

15 отсутствует, и на инверсном выходе блока 12 появляется управляющий сигнал YI,,, который поступает на вход ключа 9 и открывает его. С прямого выхода блока 12 сигнал Yä, поступающий на вход ключа 10, отсутствует, и контрольный ключ 10 закрыт. Суммарное напряжение U< с выхода секций 6 и 7 измерительной обмотки поступает на первый вход фазометра 13 (Вх ° 1), 30

5 15626 а напряжение U через открытый ключ

9 поступает иа второй вход фазометра

13 (Вх.2), который регистрирует изменение фазы суммарного сигнала в функ-, ции перемещения q =Г(dp) . вйх

Контроль испранйого состояния преобразователя, например, перед установкой на изделие или после установки на изделие, когда зазор 4 р неизвестен и также в рабочем режиме, производят следующим образом.

На вход 12 управления с шины 15 подают управляющий сигнал, в результате чего на прямом выходе блока 12 формируется управляющий сигнал Ув, который поступает на вход контрольного ключа 10 и открывает его. С инверсного выхода блока 12 сигнал Y я яр1 отсутствует, и рабочий ключ 9 закрйт. 20

Напряжение U с общей точки секции

6 и 7 измерительных обмоток через открытый контрольный ключ 10 поступает на вход эталонного фазосдвигающего блока 11, с выхода которого 25 напряжение U< поступает на второй вход фазометра 13 (Вх.2), а суммарное напряжение U> с выхода секции 6 поступает на первый вход фазометра

13 (Вх.1). Фазосдвигающий блок 11 обеспечивает скачкообразное изменение (приращение) фазы напряжения Ug на величину d g ц, которая завы. этол ранее известна, и фазометр 13 заре-, гистрирует изменение фазы напряжения Uy на величину dg

Swx Этол от- 35 носительно фазы результирующего сигнала, которая зарегистрирована на фазометре 13 до подачи управляющего сигнала на вход блока 12 управления.

Таким образом, если при подаче уп40 равляющего сигнала измеренная фазометром 13 величина приращения фазы соответствует известному значению эталонного приращения фазы dg „

75 6 обеспечиваемого эталонной фаэосдвигающей цепью, то это свидетельствует о исправном состоянии преобразователя.

В результате этого повышается достоверность информации о величине измеряемого перемещения.

Формула изобретения

Преобразователь перемещение-фаза, содержащий источник опорного напряжения, фазосдвигающий элемент, фазометр, ферромагнитный сердечник с центральным стержнем, на котором размещены обмотка возбуждения, подключенная к выходу источника опорного напряжения, и две дифференциально соединенные между собой секции измерительной обмотки, первый и второй крайние выводы которой подключены соответственно к первому сигнальному и общему входам фазометра, а средний вывод измерительной обмотки подключен к первому выводу фазосдвигающего элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности, в него введены два ключа, эталонный фазосдвигающий блок, блок управления и шина управления, подключенная к входу блока управления, прямой и инверсный выходы которого подключены к управляющим входам соответственно первого и второго ключей, выходы которых подключены соответственно к второму сигнальному входу фазометра и входу эталонного фазосдвигающего блока, выход которого подключен к второму сигнальному входу фазометра, второй вывод фазосдвигающего элемента подключен к второму крайнему выводу измерительной обмотки, средний вывод которой подключен к сигнальным входам первого и второго ключей.

1562675

Составитель В.Подолян

Те>ред Л,Серд!окова Корректор Н,Ревская

Редактор Г. Гербер

Подписное

Тираж 501

Заказ 1053

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 н и