Устройство для измерения расстояния до металлической поверхности

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения зазора между объектом и металлической поверхностью, например между головкой рельса и транспортным средством на магнитном подвесе. За счет введения интегратора 6, к входу которого подключена кодоуправляемая проводимость 10, а к выходу - блок 8 выборки-хранения, обеспечивается расширение области применения устройства, которое может работать в более широком диапазоне температур в условиях сильных электромагнитных помех. 1 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s G 01 В 7/14

ГОСУД. РСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4319070/28 (22) 20.10.87 (46) 07.01.91. Бюл, М 1 (71) Ленинградский -ехнологический институт холодильной промышленности и Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт гидротрубопроводов (72) А.Н. Евстигнеев, А.И. Исакеев, Т.Г. Кузьмина, А.П. Потоцкий, Ю.Д. Соколов, А.П. Чемодуров, Н.M.Ñàôüÿííèêoâ и и А.В.Череватый (53) 621.317.39:531.717 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 697802, кл. G 01 B 7/14,.1979.

Авторское свидетельство СССР

М 368471, кл. G 01 В 7/14, 1979.

„„. Ж„„1619009 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЯ ДО МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения зазора между объектом и металлической поверхностью, например между головкой рельса и транспортным средством на магнитном подвесе. 3а счет введения интегратора 6, к входу которого подключена кодоуправляемая проводимость 10, а к выходу — блок 8 выборки-хранения, обеспечивается расширение области применения устройства, которое может работать в более широком диапазоне температур в условиях сильных электромагнитных помех. 1 ил.

16190О9

Изобре1ение относится к иэмери1ельной технике и может быть использовано для измерения зазора.

Цель изобретения — расширение области применения за счет возможности использования в широком диапазоне температур и в условиях сильных электромагнитных помех.

На чертеже приведена блок-схема устройства для измерения расстояния до металлической поверхности.

Устройство содержит датчик 1 расстояния с автогенератором 2, преобразователь

3 частоты, первый вход которо-о соединен с выходом опорного генератора 4, усилительограничитель 5, включенный на выходе преобразователя 3, интегратор 6, вход которого соединен через масштабный резистор 7 с выходом усилителя-ограничителя 5, блок 8 выборки-хранения, сигнальный вход которого подключен к выходу интегратора, одновибратор 9, включенный между выходом усилителя-ограничителя 5 и управляющим входом блока 8 выборки-хранения, кодоуправляемую проводимость 10, сигнальный вход которой подключен к выходу блока 8 выборки-хранения, а выход — к входу интегратора 6, и преобразователь 11 врсменных интервалов в код, сигнальный вход которого подключен к выходу опорного генератора 4, тактирующий вход — к выходу усилителя-ограничителя 5, а выход — к управляющему входу кодоуправляемой проводимости 10.

Устройство работает следующим образом.

Пусть в начальный момент времени т =

=О датчик 1 находится на таком расстоянии от металлической поверхности, при котором частоты fI u fon аьтогенератора 2 и опорного генератора 4 равны между собой, на выходе устройства сигнал равен нулю, так как для

СУММаРНОй ЧаСтатЫ fI-+ fon На ВЫХОДЕ ПРЕОбразователя 3 интегратор 6 явп.-:ется: ильтром низких частот, а разнос: :ная частота frfon =О, так как fr = fon.

При изменении положения датчика 1 по отношению к металлической поверхности, расстояние до которой измеряется, автогенератор 2 изменяет свою частоту до fI-+ 1л1, так как изменяется волновое сопротивление отрезка длинной линии, используемой в качестве датчика,. задающего частоту автогенератора 2. На выходе преобразователя 3 разностная частота не равна нулю, а составляет величину т = fl + 1н1- 1г = fèl, причем 4

4. - fI. Усилитель-ограничитель 5 формирует из частоты fHl последовательность прямоугольных импульсов, имеющих период Т =

=-1/fH> и постоянную амплитуду U».

2 -ъ

35 ср

С приходом первого импульса ппспедо

Ва ЕЛЬНОСтИ fnl На ВХОД ИНтЕГратОра 6 ПОспедн:,й интегрируе входное напряжение и на еГо выходе формируется напряжение Uo.

В момент времени = Т значение Ц, записывается в блок 8 за интервал времени н кТ, где (< — время выборки блока 8. Управляющий импульс выборки формируется одновибратором 9, запускаемым передним фронтом импульса с выхода усилителя-ограничителя 5.

С приходом на вход интегратора 6 второго импульса последовательности fq) интегратор 6 производит интегрирование как напряжения U x, так и значения напряжения U;I, полученного в предыдущем такте, причем величина си — íàëà на выходе кодоуправляемой проводимости 10, поступающего на вход интегратора 6, определяется величиной проводимости кодоуправляемой проводимостьi 10, пропорциональной величине цифрового ко,-;в, поступающего на его управляющий вход, причем код соответствует длительности временного интервала (периода) Т импульсно, последовательности fH1, поступаюшеи на ° ..стотный вход преобразователя 11, Код на выходе последнего формируется за г;ариод квантования Т, задаваемый:-га его стробирующем входе с выхода усип., .теля-ol раничителя 5. На Bblxo e oJ;o«-. 8 выборки-хранения формируется

:- апрях;ение, соответствующее установленному расстоянию I< oT датчика до металлической поверхности. ! усть теперь датчик 1 находится на расстоянии tz l< от металлической поверхности. I"-.ro волновое сопротивление и -HBHIIBTOR и присбретает значение У/2Ф

-- Я», а значки частота генерации автогенера Тора 2 fIZ»=- г,. ТаКИМ ОбраЗОМ, На ВЫХОДЕ преобразователя 3 получают новое значение разнастной ",àñòîòû fnz, и усилитель-ограничитель 5 формирует импульсную последовательность f z с периодом Т2 A T .

Интегрирование интегратором 6, выборка информации блоком 8, формирование коротких импульсов одновибратором 9 и преобразование временного интервала в код преобразователя 11 происходят так же, как и дпя последовательности fH1, с той лишь разницей, то величина проводимости кодоуправляемой проводимости 10 9 91, на выходе устройства напряжение соответствует новому периоду Tz. т, е. новому расстоянию Iz от датчика до металлической поверхности.

Таким образом, каждому значению расстояния 1до металлической поверхности соотвеrcraypr с" îå значение волнового

Составитель В.Николаев

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Шароши

Редактор Н.Бобкова

Заказ 35 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 сопротивления датчика 1, выполненного в виде элемента с распределенными параметрами — отрезка длинной линии, а значит своя частота генерации б автогенератора 2, что соответствует определенной низкой 5 разностной частоте fH. Каждый импульс этой последовательности интегрируется интегратором 6 с весовым коэффициентом К =

=К/gqvyn где К вЂ” коэффициент пропорциональности, 9ц„ур текущее значение прово- 10 димости 10, таким образом, что выходное напряжение устройства соответствует определенному значению расстояния 1, причем процесс интегрирования происходит быстро эа счет запоминания в блоке 8 пре- 15 дыдущего проинтегрированного значения входного импульса и подачи этого значения по цепи обратной связи на управляемый вход интегратора 6.

Формула изобретения

Устройство для измерения расстояния до металлической поверхности, содержащее датчик рассгояния с ав п енера ором, onopHbIA генератор, преобрззОРате 1t, частоты. первый вход которого соединен с выходом опорного генератора, а второй -- с выходом автогенератора, и усилитель-ограничитель, включенный на выходе преобразователя, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения области применения, оно снабжено интегратором, вход которого соединен через масштабный резистор с выходом усилителя-ограничителя, блоком выборки-хранения, сигнальный вход которого подключен к выходу интегратора, одновибратором, включенным между выходом усилителя-ограничителя и управляющим входом блока выборкихранения, кодоуправляемой проводимостью, сигнальный вход которой подключен к выходу блока выборки-хранения, а выход — к входу интегратора, и преобразователем временных интервалов в код, сигнальный вход которого подключен к выходу опорного генератора, тактирующий вход — к выходу усилителя ограничителя, а выход подключен к управляющему входу кодоуправляемой проводимости.