Устройство для измерения перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения величины текущих значений знакопеременных перемещений и их амплитуд. Цель изобретения - повышение точности измерений и увеличение гнформативности устройсыа. Это достигается путем введения еториго реверсивного счетчика, первого и второго компараторов, делителя напряжений , элементов ИЛИ-НЕ, счетчика, тре/ элементов И одновибраторз, элемента И-НЕ и двух RS-триггеров. При перемещении объекта магнитная головка формирует полярные импульсы в соответствии с дои - жением по пилообразным меткам датчика, которые подсчитываются в первом реверсивном с +етчике перемещения и обрабатываются введенными схемами с целью обнуления второго реверсивного счетчика в требуемый задаваемый период и подсчета в нем импульсов, соответствующих амплитуде . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

rs»s 6 01 В 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 464 1 348/28 (22) 25,01.89 (46) 07.02,91. Бюл. N 5 (72) М.Л.Попов (53) 531.717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1226019, кл. G 01 В 7/00, 1986, Авторское свидетельство СССР

N. 979845, кл. G 01 В 7/00, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано дпя измерения величины текущих значений знакопеременных перемещений и их амплитуд, Цель изобретения — повышение точносги

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения величины текущих значений знакопеременных перемещений и их амплитуд.

Целью изобретения является повышение точности измерений и повышение информативности за счет измерения как текущих величин перемещений, так и их амплитуд.

На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг,2 — диаграммы, поясняющие работу устройства, Устройство для измерения перемещений содержит жестко связанный с объектом

1 перемещения датчик 2 перемещения, на котором нанесены пилообразные магнитные метки, считыватель 3 в виде магнитной головки, Считыватель 3 соединен с входом усилителя 4, Первый и второй входы делителя 5 напряжения соединены соответственно

„.,5U ÄÄ 1626080 А1 измерений и увеличение информативности устройс ва. Это достигается путем введения второго реверсивного счетчика, первого и второго ксмпараторов, делителя напряжений, д:;,:х элементов ИЛИ вЂ” НЕ, счетчика, трех элементов И одновибратора, элемента

И вЂ” НЕ и двух RS-триггеров. При перемещении объекта магнитная головка формирует полярные импульсы в соответствии с д.-1ижением по пилообразным меткам датчика, которые подсчитываются в первом реверсивном счетчике перемещения и обргбатываются введенными схемами с целью обнуления второго реверсивного счетчика в требуемый задаваемый период и подсчета в нем импульсов, соответствующих амплитуде. 2 ил. с плюсовым и минусовым входами питания, а первый и второй выходы — соответственно с инверсным входом первого компаратора 6 и прял1ым входом второго компаратора 7.

Усилитель 4 соединен с прямым входом первого компаратора 6 и инверсным входом второго компаратора 7, выходы которых соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами первого реверсивного счетчика 8, первым и вторым входами второго элемента ИЛИ-НЕ 9. первыми входами второго 10 и третьего 11 элементов И, Выходы первого реверсивного счетчика

8 соединены с входами первого элемента 12

ИЛИ-НЕ, выход которого через счетчик 13 со схемой предварительной установки соединен с вторым входом первого элемента 14

И, первый вход которого соединен с выходом второго элемента 9 ИЛИ вЂ” HE, а выход через одновибратор 15 с R-входами первого

16 и второго 17 RS — триггеров. Выходы вто1626080 рого 10 и третьего 11 элементов И соединены с S — входами триггеров 16 и 17. Выходы первого 16 и второго 17 RS-триггеров соединены соответственно с первым и вторым входами элемента И-НЕ 18, выход которого соединен с вторыми входами второго 10 и третьего 11 элементов И. Суммирующий и вычитающий входы второго реверсивного счетчика 19 соединены соответственно с выходами второго 10 и третьего 11 элементов

И, а его вход обнуления — с выходом одновибратора 15.

Датчик 2 перемещения может быть выполнен в виде линейки, если измеряются линейные перемещения объекта 1, а также дугообразной или другой формы, соответствующей траектории движения обьекта 1.

Первый реверсивный счетчик 8 служит для получения в цифровой форме величины текущих перемещений объекта 1.

Второй реверсиеный счетчик 19 служит для получения в цифровой форме амплитудных значений перемещений обьекта 1.

Устройство для измерения перемещений работает следующим образом.

Перед измерением, когда объект 1 перемещения находится в исходном положении, производится обнуление первого реверсивного счетчика 8. С помощью счетчика 13 со схемой предварительной установки задается номер полупериода колебаний, в пределах которого измеряется амплитуда перемещений, При перемещении обьекта 1 перемещается жестко связанный с ним датчик 2 перемещения, на котором нанесены пилообра.,ные магнитные метки. Для определения направления перемещения используются дифференцирующие свойства магнитной головки и противоположность знака перепада между пилообразными метками при движении объекта 1 в прямом и обратном направлениях. Если при движении в прямом направлении l намагниченность магнитоносителя полого убывает в пределах метки (фиг.2а), то перепад между метками положителен, а при движении в обратном направлении — отрицателен (фиг,2б). После дифференцирования магнитной головкой на выходе считывателя 3 в пределах участка пологого изменения намагниченности имеется незначительный сигнал, а скачкообразное изменение магнитного потока Ф при пересечении границы между метками вызывает на выходе считывателя 3 импульс напряжения, полярность которого соответствует направлению перемещения (фиг.2в). Импульс напряжения усиливается усилителем 4 и подается на прямой вход первого компаратора 6 и ин5

55 версный вход второго компаратора 7, Опорные напряжения положительной и отрицательной полярности +Uon, и Uon., подаваемые с первого и второго выходов делителя 5 напряжения соответственно на инверсный вход первого компаратора 6 и прямой вход второго компаратора 7, по абсолютной величине превосходят абсолютную величину выходного напряжения усилителя 4, соответствующего участкам пологого изменения намагниченности магнитных меток, поэтому первый компаратор 6 формирует счетные импульсы только при движении объекта 1 в прямом направлении, а второй компаратор 7 в обратном направлении, С выходов первого 6 и второго 7 компараторов импульсы (фиг,2г и д) подаются соответственно на суммирующий и вычитающий входы первого реверсивного счетчика 8, содержимое которого характеризует текущее значение перемещения, При каждом прохождении объектом 1 исходного положения содержимое разрядов первого реверсивного счетчика 8 становится равным нулю, при этом первый элемент 12 ИЛИ вЂ” НЕ формирует сигнал логической единицы, поступающий на вход счетчика 13 со схемой предварительной установки. Когда его содержимое достигает значения, задаваемого схемой предварительной установки, на выходе счетчика 13 со схемой предварительной установки устанавливается сигнал логической единицы, поступающий через первый элемент 14 И и одновибратор 15 на вход обнуления второго реверсивного счетчика 19 и R — входы первого 16 и второго 17 RS — триггеров, при этом происходит их установка в нулевое состояние, Второй элемент И-НЕ 18 и первый элемент 14 И необходимы для того, чтобы импульс обнуления не подавался до окончания счетного импульса, чтобы тем самым избежать возможности одновременной подачи сигнала логической единицы на S — и

R-входы первого 16 и второго 17 RS —.триггеров.

При поступлении импульса на вход второго 10 или третьего 11 элемента И, например второго 10, импульс передается на суммирующий вход второго счетчика 19 и

S — вход первого RS — триггера 16, происходит переключение последнего, на его выходе и первом входе элемента 18 И вЂ” НЕ устанавливается сигнал логической единицы, Последующие импульсы, поступающие на первый вход второго элемента И 10, не изменяют состояния первого RS — триггера 16. Происходит заполнение второго реверсивного счетчика 19. При изменении направления

1626080 перемещения объекта 1 импульсы подаются на первый вход третьего элемента И 11, На выходе третьего элемента 11 И появляется сигнал логической единицы, второй RS— триггер 17 переключается, cvrH;:л логиче- 5 ской единицы с его выхода подается 1а второй вход элемента 13 И-НЕ. ко орый подает сигнал логическо; о нуля нл вторые входы второго 10 и третье о 11 э 1е н- ов И. запрещая прохождение последующих vltT- "0 пульсов на второй реверсиьный счетчик 19, содержимое которого характеризует амплитудное значение перемещен и в заданном полупериоде колебаний.

Применение изобретения позволяк. T no- 15 высить точ,ость устройства и расшири ь его функционгльные возмсжности за счет измерения как текущих значений перемещен.1й, так и их амплитуд.

Формула изобретения

Устройство для измерения пеоеме цений, содержащее датчик перемещения, нэ котором нанесены асимметричные магнитные метки, считыватель в виде магнигной 25 головки, подключенный к входу усилителя, и первый реверсивный счетчик, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений и повышения информативности за счет измерения как текущих 30 величин перемещений, так и их амплитуд в него введены второй реверсивный счетчик, первый и второй компараторы, делитель напряжения, первый и второй элементы ИЛИ—

НЕ, счетчик со схемой предварительной 35 установки, первый, второй и треп и элементы И, одновибратор, элемент И- 1Е, первый I „ орой RS Tðèrrepû, первый и второй вход, делителя напряжения соединены соотг -, Tвенно с плюсовым и минусовым BxE ä-I и питания, а первый и е1орой выход. — cooT ветственно с инвеосным входом перво) компаратора и пря ..ым входом второго ко паратора, выход усилителя соединен i п,.)ямым входом перво о ко лпара опа инверсным входом вторс о ко -;паратс.а, выходы ко горы х подключены соотне l cl BE Iн.1 к суммирующему и вычитающему входам

TTeocoro реверсивного счетчика, к первому и в-орому входам второго элемента И-НЕ, а также к г.ервым входам соответственно RToporo и третьего элементов И, выходы первого реверсивного счетчика соединены с входами первого эгемента ИЛИ вЂ” НЕ, выход которого через счетчик со схемой предварительнои установки соединен с вторым входом первого элемента И, пераы л выход кот". рого соединен с выходом второго элемента ИЛИ вЂ” НЕ, а выход через одновибратор — с R âxoäàìè первого и второго

RS — триггеров и входом обнуления второго реверсивного счетчика, вторые входы второго и третьего элементов И соединг. I C выхода.л элемента И -НЕ, а их выходы — соответственно с суммирующим и вычитсющим входами второго peETepc«r наго счетчика, а также с S-входами соо ветственно первого и второго РЯ вЂ” триггеров, выходы которых соедине «ы соотве ственно с первым и вторь,м входами элемента И вЂ” HF, асимметричные метки: датчика пе,емещения имеют пилообразную форму.

Фиг. Я, Составитель И. Рекова

Редактор Н. Бобкова Техред М.Моргентал Корректор T. Палий

Заказ 270 Тираж 380 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