Способ измерения перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению абсолютных механических перемещений объекта. Цель изобретения - повышение точности измерения путем исключения операций определения параметров преобразователя и линеаризации выходной характеристики преобразователя. Для этого приводят преобразователь скорости в колебания с заданной амплитудой, о перемещениях судят по интервалам времени, измеренным между характерными точками выходного сигнала преобразователя с учетом выведенных соотношений. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 В 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

cos (z < ) 2

Ci — — — 2, соя(т ;) l =1,2 (21) 4605617/28 (22) 14.11.88 (46) 15.03.91. Бюл. М 10 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) А. В. Моэурас и К, М. Рагульскис (53) 531.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1226015, кл. G 01 В 7/00, 1986.

Авторское свидетельство СССР

hb 1227938, кл, G 01 В 7/00, 1986. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения абсолютных значений линейных перемещений.

Цель изобретения — повышение точности измерения путем исключения операций определения параметров преобразователя и линеаризации выходной характеристики преобразователя.

На фиг. 1 изображена структурная схема для реализации способа; на фиг. 2 — характерный выходной сигнал бесконтактного датчика скорости.

Способ осуществляется следующим образом.

Параллельно исследуемой поверхности объекта 1 размещают бесконтактный преобразователь 2 скорости. С помощью вибратора 3 приводят преобразователь 2 скорости в гармонические колебания с заданной амплитудой Х0. Регистрируют выходной сигнал tP преобразователя 2 скорости, характерный ход которого изображен на фиг. 2, в измерительной цепи 4. Измеряют

„„ Д „, 1634986 А1 (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению абсолютных механических перемещений объекта. Цель изобретения — повышение точности измерения путем исключения операций определения параметров преобразователя и линеаризации выходной характеристики преобразователя, Для этого приводят преобразователь скорости в колебания с заданной амплитудой, о перемещениях судят по интервалам времени, измеренным между характерными точками выходного сигнала преобразователя с учетом выведенных соотношений. 2 ил. интервал времени At между соседними моментами наиболее резкого прохождения сигнала через нулевой уровень. Измеряют интервал времени Л1) между дальними соседними моментами достижения сигналом экстремального значения. Следят за изменением интервала времени Л ti, Перемещение Л Х объекта определяют по начальному и конечному значениям Л ti (i=1,2) с помощью формулы

Л Х=Хо(С2 С1); (1) где Хо — заданная амплитуда механических колебаний преобразователя скорости:

Пусть расстояние между преобразователем скорости и поверхностью объекта изменяется по синусоидалы)ому закону:

Х=Х+ Х, sin о) t, {2) где Х вЂ” среднее расстояние;

1634986 в — циклическая частота.

-Тогда выходной сигнал 1р бесконтактного преобразователя скорости в общем случае записывается в виде:

В coso t (3)

Х0 (А + s In в t )

Для электростатического преобразователя в выражении (3)

A=X/Х0, (4)

B==kR Е еа SN (5) где k — коэффициент усиления;

R — сопротивление измерительной цепи;

Š— электродвижущая сила источника напряжения; е, — абсолютная проницаемость среды, S — площадь измерительного электрода.

Для электретного преобразователя в выражении (3)

А=(Х+ / e)/X.;; (6)

В=к R L Ятв /е, (7) где L — толщина электрета;

S — площадь электрета; т — поверхностная плотность заряда зле ктрета;

e — диэректрическая проницаемость эле ктрета.

Из условия экстремума функции фв выражении (3) (- = О) получаем уравнение, d1 и связывающее параметр А с фазой максимума I 1/ I (модуля выходного сигнала):

2,, (8) А— где (on) — фаза максимума функции I ф I.

С учетом того, что (Nt)max связана с интервалами времени gati и ht, и того, что

AX = Xg (Х2 — среднее расстояние преобразователя от объекта в его дальнем местоположении; Х1 — среднее расстояние датчика от объекта в ближнем к объекту местоположения датчика), после несложных математических преобразований получают рабочую формулу способа (1).

Формула (1) одинакова для электростатического и для элек1ретного преобразователей.

Из формулы (1) видно, что для определе5 ния перемещения объекта нет необходимости знать параметры преобразователя скорости, которые конкретизированы в выражениях (4)-(7). Достаточно знать только амплитуду колебаний преобразователя Хо.

10 Остальную информацию можно получить из выходного сигнала ф.

Интервал времени Л с определяют по моментам наиболее резкого прохождения сигнала через нулевой уровень, так как по15 следние моменты определяются с большей точ н остью, Таким образом, точность измерения в согласно предлагаемому способу по сравнению с известными техническими решения20 ми повышается в среднем в 3 — 4 раза.

Формула изобретения

Способ измерения перемещений, заключающийся в том, что параллельно поверхности объекта размещают бесконтактный

25 датчик перемещений и регистрируют выходной сигнал датчика. отличающийся тем, что, с целью повышения точности изме- рения в качестве датчика перемещений используют датчик скорости, приводят датчик

30 скорости в гармонические колебания с заданной амплитудой, измеряют интервал времени At между соседними моментами прохождения сигнала через нулевой уровень, а также интервал времени gati между

35 соседними экстремумами сигнала, затем перемещение объекта определяют по формуле:

ЛХ=Хо(С С1), где Xo — амплитуда колебаний датчика ско40 рости ()

М

i = 1,2

1634986

Фаz

Составитель E. Воронин

Редактор Л, Пчолинская Техред М,Моргентал Корректор C.Шевкун

Заказ 747 Тираж 387 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