Магнитострикционный преобразователь перемещений
Изобретение относится к области вычислительной техники и автоматики. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости при изменении температуры окружающей среды или колебаниях напряжения источников питания. При обработке прямого и отраженного сигналов, распространяющихся по магнитострикцио иному звукопроводу, используются два компаратора, второй временной формирователь и два инвертора , что приводит к устранению паразитных колебаний этих сигналов. 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК. (я)5 G 01 В 17/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21} 4792548/28 (22) 26 12.89 (46) 30.10.92. Бюл. ¹ 40 (71) Научно-производственный комплекс
"Система" Ленинградского научно-производственного объединения "Злектронмаш" (72) Н.О.Власов, Ю.В.Жохов и И.А.Никулин (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 1504508, кл. G 01 В 17/00, 1988.
2. Авторское свидетельство СССР
¹ 1562700, кл. G 01 В 17/00, 1988. (54) МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ Изобретение относится к области вычислительной техники и автоматике.
Известно устройство ультразвукового преобразователя, содержащее волновод, катушку передающую, две катушки приемные, компараторы, логические и аналоговые формирователи (1).
Наиболее близким к изобретению является магнитострикционный преобразователь перемещений. содержащий магнитострикционный звукопровод с демпферами на концах, последовательно соединенные генератор импульсов и передающую катушку, неподвижно установленную на звукопроводе, приемную катушку с постоянным магнитом, установленную на звукопроводе с возможностью перемещения, временной формирователь, коммутатор и линию задержки (2), Недостатком известного устройства является низкая помехоустойчивость из-за влияния изменения температуры окружающей среды и колебаний напряжения источников питания. Ы» 1772623 А1 (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и автоматики. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости при изменении температуры окружающей среды или колебаниях напряжения источников питания. При обработке прямого и отраженного сигналов, распространяющихся по магнитострикцион ному звукопроводу, используются два компаратора, второй временной формирователь и два инвертора, что приводит к устранению паразитных колебаний этих сигналов, 3 ил.
Целью изобретения является повышение помехоустойчивости.
Поставленная цель достигается тем, что магнитострикционный преобразователь, содержащий магнитострикционный звукопровод с демпферами на концах, последовательно соединенные генератор импульсов и передающую катушку, неподвижно установленную на звукопроводе, приемную катушку с постоянным магнитом, установленную на звукопроводе с возможностью перемещения, временной формирователь, коммутатор и линию задержки. снабжен подключенными к выходу приемной катушки двумя компараторами, вторым временным формирователем, двумя инверторами и подключенными к выходу коммутатора последовательно соединенными интегратором и операционным повторителем, выход которого предназначен для подключения к регистратору, выход первого компаратора соединен с R — входом первого временного формирователя, S — вход которого соединен с выходом второго компаратора, второй
1772623
25
50 вход первого компаратора через первый инвертор соединен с входам линии задержки, выходом подключенной через второй инвертор к первому входу коммутатора, второй вход коммутатора соединен с инверсным выходом второго временного формирователя, S — входом соединенным с генератором импульсов, R — входом с выходам первого временного формирователя, второй выход которого соединен с третьим входом коммутатора, четвертый вход которого предназначен для подключения к источнику питания, второй вход второго компаратора соединен с инверсным выходам второго временного формирователя, а демпферы выполнены в виде развапьцовки концов звукопровода.
; На фиг.1 представлена блок-схема магнитострикционного преобразователя; на фиг.2 — временная диаграмма блокировки ультразвуковых паразитных колебаний в преобразователе; на фиг.3 — временная диаграмма работы преобразователя.
Магнитастрикционный преобразователь перемещений состоит из магнитострикционного звукопровода 1, на одном конце которого расположена неподвижная цилиндрическая передающая катушка 2, соединенная с выходом усилителя 3 мощности тактового сигнала, на зоукоправаде 1 расположена подвижная приемная цилиндрическая катушка 4 с постоянным магнитом 5, соединенная со входами двух компаратаров
6, 7 — прямого и отраженного сигналов. подключенных выходами к пагическай схеме первого временного формирователя 8, выходы второго временного формирователя 9 подкл1ачены к входу коммутатора 10 аналогового формирователя, выходы коммутатора 10 подключены к интегратору 11 и операционному повторителю 12, выход которого является внешним выходом магнитострикционного преобразователя линейного перемещения, и инверторов 13, 14.
Устройство работает следующим образам. Тактовый сигнал поступает на предварительный формирователь (ПФ) усилителя 3 мощности, с выхода предварительного формирователя сигнал одновременно поступает на вход выходного каскада ВК усилителя
3 мощности и формирователь 8, который сигналом по инверсному выходу включает ключ КЗ аналогового коммутатора 9 и приводит интегратор 10 в исходное состояние.
Одновременно с выходного каскада ВК усилителя 3 мощности электрический импульс воздействует на передающую катушку 2, расположенную на звукоправоде 1. В катушке 2 возникает импульсное магнитное поле, которое возбуждает в трубчатом звукопроооде.1 механические ультразвуковые волны. Эти волны распространяются по эвукоп раваду 1 с ультразвуковой скоростью, и, пройдя через приемную катушку 5, возбуждают в ней электрические колебания (прямой сигнал). Дойдя до конца звукопровода
1, механическая ультразвуковая волна отражается от конца оолновода и, пройдя вторично приемну о катушку 5, вновь возбуждает в ней электрические колебания (отраженный сигнал). Отраженная механическая ультразвуковая волна, дойдя.до начала звукопровода 1, отражаясь претерпевает значительное затухание, за счет радиальной развальцовки конца трубчатого вопнаоода, располо>кеннаго со стороны передающей катушки.
Возбужденный прямой электрический сигнал в катушке поступает на кампаратор
7, который формирует прямоугольный импульс прямого сигнала. Этот сигнал с выхода компаратора 7 поступает на временной формирователь 9, который сигналам с неинверснога выхода переводит формирователь
8 о исходное состояние. С инверсного оыхода формирователя 9 сигнал включает анало-, говый ключ К1 коммутатора 10, и конденсатор интегратора 11 начинает заря=жаться от эталонного источника ЭИ через резистор. Возбужденный отраженной волной электрический сигнал обратной полярности поступает на кампаратор 6. который формирует прямоугольный импульс отраженного сигнала, ключ К1 размыкается и конденсатор интегратора 11 отключается ат эталонного источника (ЭИ). Одновременно с инверсного выхода формирователя 8 сигнал поступает на дифференцирующу а цепь инвертора 13, сигнал с выхода которого включает ключ К2 аналогового коммутатора
10. Сигнал с выхода интегратора 11 поступает на динамическую память, состоящую из конденсатора и операционного аналогового повторителя 12. На выходе повторителя 12 формируется напряжение постоянного тока, пропорциональное линейному перемещению.
Резистионая цепь R2 работает следующим образом.
После переключения формирователя 9 тактовым импульсом сигнал низкого уровня с инверсного выхода формирователя 8 через резистор К2 поступает на инверсный вход компаратора 7. подготавливая его к приему прямого сигнала. После прихода прямого сигнала формирователь 8 переходит в исходное состояние и сигналом высокого уровня через R2 переводит компаратор
7 в режим, предотвращающий срабатывание схемы ат паразитных отраженных сиг177262Э налов(см. фиг. 2,a). Цепь задержки R3, G1, инвертор 14, R1 работают следующим обра-, зом. После переключения формирователей
8, 9 и через время, определяемое цепью задержки R3, С1, на выходе инвертора 14 5 .появляется сигнал высокого уровня, поступающий через R1 на неинверсный вход компаратора 6 и подготовляющий его к приему отраженного сигнала. После прихода отраI женного сигнала формирователь 9 перехо- 10 дит, в исходное состояние и через инвертор
14 сигналом низкого уровня переводит компаратор 6 в режим, предотвращающий срабатывание схемы от паразитных сигналов (см. фиг.2,а). 15 . Радиальная развальцовка, выполненная на конце звукопровода 1 со стороны передающей катушки 2, выполняет роль демпфера для отражения сигнала от развальцованного конца, т.к. развальцовка 20 искажает структуру кристаллической решетки звукопровода 1 в месте развальцовки и способствует затуханию отраженного сигнала.
Использование изобретения позволит 25 повысить надежность работы преобразователя. Снизит требования к порогу срабатывания компараторов и их регулировки. Формула изобретения 30
i Магнитострикционный преобразователь перемещений, содержащий магнитострикционный звукопровод с демпферами на:концах, последовательно соединенные генератор импульсов и передающую катуш- 35 ку, неподвижно установленную на звукопроводе, приемную кат шку с постоянным магнитом, установленную на звукопроводе с воэможностью перемещения, временной формирователь, коммутатор и линию задержки,отл ича ю щи и с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, он снабжен подключенными к выходу приемной катушки двумя компараторами, вторым временным формирователем, двумя инверторами и подключенными к выходу коммутатора последовательно соединенными интегратором и операционным повторителем, вь1ход которого предназначен для подключения к регистратору, выход первого кампаратора соединен с й-входом первого временного формирователя, S-вход которого соединен с выходом второго компаратора, второй вход первого компаратора через первый инвертор соединен с входом линии задержки, выходом подключенной через второй инвертор к первому входу коммутатора, второй вход коммутатора соединен с инверсным выходом второго временного формирователя, Я-входом соединенным с генератором импульсов, Я-входом — с выходам первого временного формирователя, второй выход которого соединен с третьим входом коммутатора, четвертый вход которого предназначен для подключения к источнику питания, второй вход второго компаратора соединен с инверсным выходом второго временного формирователя, а демпферы выполнены в виде развальцовки концов звукопровода.
1772623 лжи.ы
ЖЮ
Agltg4 I Р
Яра ВоЖ
C/ÀÛÛÌÑ
ЖРФ ему оо
puma ссяч ю
eepomopo льс емю
Составитель H. Власов
Техред M.Ìoðãåíòçë Корректор M. Максимишинец.
Редактор
Заказ 3837 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
