Устройство для измерения перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - расширение динамического диапазона измерений. Измеритель содержит корпус, магнитоноситель, на котором записан непрерывный сигнал заданной частоты, шток, механически связанный с одной из магнитных головок, вторая магнитная головка имеет механическую связь с первой головкой, но установлена под другим углом относительно магнитоносителя, так что перемещение штока вызывает изменение сигнала с обоих головок, но на разных участках их статических характеристик, тем самым общий сигнал перекрывает больший диапазон измерения измеряемой величины. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

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

Известно устройство для измерения перемещений [1] содержащее корпус, шток, кольцевой магнитоноситель, с записанным на нем сигналом заданной частоты, магнитную головку считывания, которая выполнена на подвижной относительно оси перпендикулярной магнитному носителю.

Недостатком известного устройства является ограниченный динамический диапазон измерений вследствие наличия большой зоны нечувствительности устройства.

Целью изобретения является расширение диапазона измерений.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство для измерения перемещений, содержащее корпус, размещенный в нем кольцевой магнитоноситель с записанным на нем периодическим сигналом постоянной амплитуды, считывающую магнитную головку, закрепленную на штоке и установленную у поверхности магнитоносителя с возможностью поворота относительно оси, перпендикулярной плоскости магнитоносителя, снабжено считывающей магнитной головкой, связанной с первой жесткой механической связью, а зазоры считывающих головок ориентированы под углом друг к другу.

На чертеже представлено предлагаемое устройство для измерений перемещений.

Устройство содержит корпус 1, магнитоноситель 2, шток 3, механически связанный с одной из магнитных головок 4, соединенные с усилителем 5, выходы которых соединены с блоком 6 сравнения и обработки сигналов, блок сравнения и обработки соединен с блоком 7 регистрации, между собой магнитные головки соединены механической связью 3.

Устройство работает следующим образом.

Кольцевой носитель 3 непрерывно движется. С выхода измерительных магнитных головок 4 сигналы, пропорциональные углу наклона каждой из измерительных головок относительно магнитоносителя, α и a+ϕ, поступают на усилители 5. При изменении положения штока 2, связанного с измеряемым объектом, меняется угол поворота обоих магнитных головок 4, связанных между собой механической связью 8, а следовательно меняется и сигнал с них. Усиленные сигналы поступают в блок 6 сравнения и обработки сигналов. В блоке 6 происходит масштабирование обоих сигналов, их детектирование и сравнение с заданным уровнем. По результатам сравнения на дальнейшую обработку и на блок 7 регистрации поступает сигнал с одной из двух головок 4, при этом учитывается или не учитывается постоянная величина на выходе устройства, обусловленная наличием постоянного угла сдвига v между головками. Обработка результатов может идти и по другому алгоритму, например, после усиления и масштабирования сигналов с обоих головок производится их вычитание друг из друга, тогда по величине и по знаку получившейся разности можно судить о перемещении. В любом случае сигналы с обоих головок несут полную информацию о величине угла поворота обоих головок относительно магнитоносителя, а следовательно и о величине перемещения штока 2.

Если установить угол сдвига между считывающими головками равным 90^o, то появляется возможность проводить измерения угла поворота головок не от 0 до 90^o, а в гораздо более широких пределах αʹ=α+n·90°, где n целое число. При этом в блоке 6 необходимо подсчитывать число целых четвертей оборота головок, что можно осуществить подсчетом числа перемены знака разностного сигнала с обоих головок. Направление перемены знака от минуса к плюсу и обратно однозначно говорит о направлении вращения, то есть о том, в какую сторону перемещается шток 2. Осуществление такого устройства резко увеличивает диапазон измеряемых величин и общую точность измерений за счет разбивки измеряемой величины на целую и дробную части, которые можно измерять с предельной чувствительностью. При использовании устройства, работающего в диапазоне углов от 0 до 90^o предельно достижимую чувствительность приходится снижать, приводя ее в соответствие с пределами линейных измерений.

Изобретение позволяет расширить динамический диапазон измеряемых величин за счет исключения зоны нечувствительности.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения перемещений, содержащее корпус, размещенный в нем кольцевой магнитоноситель с записанным на нем периодическим сигналом постоянной амплитуды, считывающую магнитную головку, закрепленную на штоке и установленную у поверхности магнитоносителя с возможностью поворота относительно оси, перпендикулярной плоскости магнитоносителя, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, оно снабжено второй считывающей магнитной головкой, связанной с первой жесткой механической связью, а зазоры считывающих головок ориентированы под углом друг к другу.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений, зазоры считывающих магнитных головок ориентированы под углом 90^o.

РИСУНКИ

Рисунок 1