Датчик линейных перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерений. Датчик содержит кольцевой магнитоноситель с двумя дорожками, на которых записаны одинаковые последовательности импульсов, неподвижные магнитные головки основного и опорного каналов, подвижный шток и магнитную головку, закрепленную на нем, три формирователя импульсов и два блока обработки сигналов основного и опорного каналов, сигналы с которых поступают на блок суммирования. Введение опорного канала позволяет учесть наличие деформаций магнитоносителя, сигнал относительного изменения длины магнитоносителя на отдельных участках при каждом замере складывается с основными сигналами. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроении, станкостроении и других областях народного хозяйства.

Известен датчик линейных перемещений (1), содержащий кольцевой магнитоноситель с участками с записанными импульсами заданной частоты, неподвижную магнитную головку, формирователь импульсов, вход которого подключен к выходу неподвижной головки, шток, вторую магнитную головку, закрепленную на штоке, второй формирователь, вход которого подключен к выходу второй магнитной головки, электронный блок обработки сигналов, входы которого соединены с выходами формирователей.

Недостатком известного устройства является недостаточная точность вследствие наличия деформаций магнитоносителя.

Целью изобретения является повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что датчик линейных перемещений, содержащий кольцевой магнитоноситель с записанным на нем импульсами заданной частоты, неподвижную магнитную головку, формирователь импульсов, подвижный шток, закрепленную на нем вторую магнитную головку и соединенный с ней второй формирователь импульсов и электронный блок обработки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет учета деформации магнитоносителя снабжено дополнительной магнитной головкой, установленной на заданном расстоянии от первой неподвижной магнитной головки, третьим формирователем импульсов, соединенным с третьей магнитной головкой, вторым блоком обработки и блоком суммирования, магнитоноситель выполнен с двумя дорожками импульсов одинаковой частоты, входы второго блока обработки соединены с выходами трех формирователей, его выход с первым входом блока суммирования, второй вход которого соединен с выходом первого блока обработки.

На чертеже представлена схема предлагаемого датчика.

Датчик содержит кольцевой магнитоноситель 1 с двумя дорожками записи, основной и опорной, на которые записаны одинаковые сигналы, представляющие собой последовательность импульсов заданной частоты на конечных по длине участках магнитоносителя, длина которых на порядок выше промежутка между ними; неподвижную магнитную головку 2; формирователь импульсов 3, вход которого подключен к выходу головки 2; шток 4, который служит для связи с объектом измерения; вторую магнитную головку 5, закрепленную на штоке 4; второй формирователь 6, вход которого подключен к выходу магнитной головки 5; блок обработки сигналов 7, входы которого соединены с выходами формирователей 3 и 6; дополнительную опорную неподвижную головку 8, которая снимает сигнал с опорной дорожки магнитоносителя 1 и сдвинута относительно основной головки 2 на целое число периодов следования импульсов; третий формирователь импульсов 9, вход которого соединен с выходом опорной головки 8; блок обработки сигналов опорного канала 1О, входы которого соединены с выходами формирователей 3, 6, 9; блок суммирования 11, входы которого соединены с выходами блоков обработки сигналов 7 и 10, а выход которого является выходом всего датчика.

Датчик работает следующим образом.

Кольцевой магнитоноситель 1 движется от магнитной головки 2 к магнитной головке 5, при проходе незаписанного участка на магнитоносителе 1 у магнитной головки 2 сигнал с формирователя 3 не поступает на входы блоков обработки сигналов основного 7 и опорного 10 каналов и на их выходе устанавливается нулевой сигнал. При подходе участка магнитоносителя 1, на котором записаны счетные импульсы, первым импульсом с формирователя 5 блок 7 переводится в активное состояние и начинает подсчет импульсов, который прекращается при достижении участка магнитоносителя 1 с записью импульсов подвижной магнитной головки 5 и появлении первого импульса с формирователя 6, результат счета заносится во внутренний регистр блока 7.

Одновременно с приходом первого импульса с формирователя 3 переводится в активное состояние блок 10, который по передним фронтам импульсов с формирователей 3 и 9 измеряет временнный сдвиг между ними и относит его к времени между двумя импульсами, которое определяется по передним фронтам импульсов с формирователя 3. Найденный таким образам относительный временной сдвиг, пропорциональный относительной деформации магнитоносителя на участке Δl, равном расстоянию между головками 2 и 8, суммируется до тех пор, пока не приходит первый импульс с формирователя 6 подвижной головки 5. По приходу импульса с формирователя 6, блок 10 прекращает суммирование относительных временных сдвигов и делит полученный результат на целое число, равное числу периодов следования импульсов укладывающихся на участке Δl в недеформированном состоянии, полученные результат поступает в блок 11, где складывается с результатом подсчета числа импульсов из блока 7, с выхода блока 11 снимается информация о линейном перемещении штока 4 с учетом деформации магнитоносителя 1.

Для исключения неопределенности, которая может возникнуть при измерениях на предельных положениях штока 4, длина участка записи импульсов составляет величину не меньше, чем l+Δl, где l максимальный измеряемый размер.

Блоки обработки сигналов 7 и 10, а также сумматор 11 могут быть реализованы по схеме логического устройства с жесткой логикой на основе стандартных логических элементов, как это было сделано в основном изобретении [1] или на основе логического устройства с гибкой логикой на основе микропроцессора, что является более предпочтительным путем и позволяет реализовать все три блока 7, 1О и 11 на основе одного микропроцессора.

Изобретение позволяет повысить точность датчика линейных перемещений за счет учета деформаций магнитоносителя.

Формула изобретения

Датчик линейных перемещений, содержащий кольцевой магнитоноситель с записанными на нем импульсами заданной частоты, неподвижную магнитную головку, формирователь импульсов, подвижный шток, закрепленную на нем вторую магнитную головку, соединенный с ней второй формирователь импульсов и электронный блок обработки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет учета деформации магнитоносителя, оно снабжено дополнительной магнитной головкой, установленной на заданном расстоянии от первой неподвижной магнитной головки, третьим формирователем импульсов, соединенным с третьей магнитной головкой, вторым блоком обработки и блоком суммирования, магнитоноситель выполнен с двумя дорожками импульсов одинаковой частоты, входы второго блока обработки соединены с выходами трех формирователей, его выход с первым входом блока суммирования, второй вход которого соединен с выходом первого блока обработки.

РИСУНКИ

Рисунок 1