Частотный преобразователь перемещений

 

340892

Союо Советоких

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 14Х111.1970 (№ 1467476/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 05.И.1972. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 27Л 1.1972

М. Кл. С 014 5/248

Комитет по делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

УДК 621.372 632(088 8) Л л

i б -1 тт it

Авторы изобретения

Э. М. Бромберг и В. С. Гольдман

Заявитель

Куйбышевский филиал Всесоюзного института по проектированию организаций энергетического строительства «Оргэнергострой»

ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к системам автоматического контроля и регулирования.

Известные частотные преобразователи перемещений, содержащие индуктивный датчик, выполненный в виде соленоида, обмотка которого включена в контур генератора с самовозбуждением, и блок обработки сигнала, не обеспечивают точность работы.

В предлагаемом устройстве, с целью повышения точности работы преобразователя, установлен управляемый коммутатор, входы которого подключены к выводам обмотки датчика, а выход — к контуру генератора.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого преобразователя.

Схема содержит индуктивный датчик 1, управляемый коммутатор 2, генератор 8 и блок

4 обработки сигнала.

Индуктивный датчик 1 выполнен в виде соленоида, разделенного на три последовательно соединенные секции 1, П и Ш, из которых две крайние (I и III) идентичны. Выводы секций подключены через управляемый коммутатор 2 к задающему контуру генератора 8 с самовозбуждением.

Преобразователь работает следующим образом.

Индуктивность обмотки соленоида датчика

1 изменяется под действием измеряемой величины, смещающей сердечник относительно катушки. Происходит преобразование:

1= р1(6) 5 где о — перемещение;

L — индуктивность обмотки.

На выходе генератора 8 получаем:

1 Я 2 (1 ) где f — частота.

К колебательному контуру генератора 8 всегда подключены две из трех последователь15 но соединенных между собой секций обмотки датчика 1: средняя и одна из крайних (например II и III). Таким образом, одна крайняя секция всегда свободна и не влияет на индуктивность датчика 1 и на значение выходной

20 частоты генер атор à 8.

Некоторому положению сердечника соответствуют определенные значения индуктивности, частоты и числа импульсов на выходе кодирующего устройства, расположенного в бло25 ке 4 обработки сигнала 1. Зависимость частоты от перемещения при использовании соленоидальных датчиков с открытой магнитной цепью и цилиндрическим ферромагнитным сердечником может быть аппроксимирована

30 на всем своем протяжении, за исключением

340892

К вЂ” з

Кг г б -1- д

15 определяется о= а.

Ф

_#_,— — Þ, Предмет изобретения

Составитель В. Рыгалин

Техред Л. Куклина

Редактор А. Батыгин

Корректор Е, Исакова

Заказ 1807/18 Изд. № 790 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, и р. Сапунова, 2 начального участка, не являющегося рабочим из-за низкой чувствительности, некоторым числом отрезков гипербол, описываемых уравнением:

i=1,2,..., и; и — число отрезков аппроксимации;

К; — коэффициент чувствительности 1-го участка аппроксимации.

Нестабильность характеристики f=q(6) определяется нестабильностью коэффициента К;.

Этот коэффициент изменяется при вариациях внешних условий (температуры, влажности, напряжения и частоты питания), а также с течением времени, что особенно сказывается при длительных измерениях. Таким образом:

% 1 (ьл2>...> vh ) ) где v> —. .vt, — дестабилизирующие факторы;

t — время.

Это является причиной значительного снижения точности частотного преобразователя.

Для повышения точности, а также для исключения влияния на точность преобразования нелинейности выходной характеристики в предлагаемом частотном преобразователе перемещений производится коррекция результата измерения. При этом в процессе измерения управляемый коммутатор 2 переключает секции датчика. К колебательному контуру генератора 8 оказываются подключенными средняя II и, ранее свободная, крайняя секция 1 обмотки; секция III отключается. Такое переключение эквивалентно перемещению сердечника внутри катушки на постоянную величину, равную длине крайней секции датчика, На выходе измерительного генератора при этом происходит изменение частоты, соответствующее указанному перемещению сердечника:

i-1 fö — f6 fr+a где а — длина крайней секции 1 или III.

Время измерения 1н выбирается намного меньше периода Т„изменения входной величины:

1„((Т„. Поэтому с достаточной степенью точности режим измерения можно считать статическим.

Таким образом, за время измерения для одного и того же значения входного перемещения за счет переключения секций датчика в колебательном контуре измерительного гене5 ратора имеем: — с

К б

В кодирующем устройстве, расположенном

10 в блоке 4 обработки сигнала, значения частот

f> и f2 преобразуются в соответствующие числа импульсов N и N2. Из соотношений: 1, K

N — ; N о+а

20 Этот алгоритм реализуется арифметическим устройством, расположенным в блоке 4 обработки сигнала преобразователя. Длина крайних секций обмотки датчика 1 выбирается такой, чтобы смещение рабочей точки на харак25 теристике /=гр(б) находилось в пределах 1-го участка аппроксимации.

30 Частотный преобразователь перемещений, содержащий индуктивный датчик, выполненный в виде соленоида, обмотка которого включена в контур генератора с самовозбуждением, и блок обработки сигнала, отличающийся тем, ч5 что, с целью повышения точности работы, в нем установлен управляемый коммутатор, входы которого подключены к выводам обмотки датчика, а выход — к контуру генератораа.

Частотный преобразователь перемещений Частотный преобразователь перемещений 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может применяться в интегральных датчиках давления, акселерометрах, датчиках угловой скорости и микрогироскопах

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для преобразования сигнала в виде частоты импульсов
Наверх