Устройство для измерения перемещений
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН Ия
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 01.Vll.1971 (№ 1677309/25-28) с присоединением заявки ¹
Приоритет
Опубликовано 05.V11.1973. Бюллетень № 29
Дата опубликования описания 16.XI.1973
М. Кл. 6 — 9Нз-7162
G 0lb 7/14
C=Di f 13 аб
Государственный комитет
Совета министров СССР аа делам изобретений и открытий
УДК 531.717.55(088.8) Авторы изобретения
ФЫД NCllEPTOB
Н. П. Волков и Б. И. Зайцев
Заявитель
Московский институт электронного машиностроения
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЛИ МЕТАЛЛИЗИРОВАННЫХ
ОБЪЕКТОВ
Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для измерения перемещений металлических или металлизированных объектов.
Известные устройства для измерения перемещений металлических или металлизированных объектов содержат генератор, индуктивный преобразователь, состоящий из трех катушек возбуждения магнитного поля, две из которых располагаются в процессе измерения с одной стороны объекта, а третья — с другой, частотный дискриминатор с колебательными контурами и цепь отрицательной обратной связи.
Недостатком известных устройств является невысокая чувствительность к перемещениям металлических или металлизированных объектов, обусловленная необходимостью измерения напряжения колебательных контуров по балансной схеме.
В предлагаемом устройстве чувствительность к перемещениям металлических или металлизированных объектов повышается благодаря тому, что оно дополнительно содержит четвертую катушку возбуждения, идентичную третьей, генератор выполнен с частотно-задающей и частотно-стабилизирующей цепями и снабжен буферным усилителем, одна из двух катушек возбуждения включена в частотнозадающую цепь, другая соединена с выходом буферного усилителя, а третья и четвертая катушки служат индуктивностями соответствующих резонансных контуров частотного дискриминатора, соединенного через цепь отрицательной обратной связи с частотно-стабилизирующей цепью генератора.
На фиг. 1 приведена блок-схема описываемого устройства; на фиг. 2 — конструкция
>0 индуктивного преобразователя; на фиг. 3— схема частотного дискриминатора с катушками возбуждения индуктивного преобразователя; на фиг. 4 — зависимости напряжения U постоянного тока от частоты, являющиеся ха15 рактеристиками частотного дискриминатора.
Устройство содержит индуктивный преобразователь 1, соединенный с генератором 2 высокой частоты через его частотно-задающую цепь с буферным усилителем 8 и частотным
20 дискриминатором 4. Выход частотного дискриминатора соединен через цепь 5 отрицательной обратной связи с частотно-стабилизирующей цепью гснератора. Выходной велпчипой устройства является перемсщснпе металлического объекта, а выходными параметрами — постоянное напряжение и частота. В корпусе б индуктивного преобразователя размещен перемещающийся в направлении Х объект 7 и жестко закреплены четыре катуш3р ки 8 — 11 возбуждения, которые создают вы389391
5 ю
15 го
5О
55 сокочастотное магнитное поле в зазорах индуктивного преобразователя. Катушки 8 и 9 возбуждения идентичны одна другой, индуктивно связаны с катушкой 10, подключенной к буферному усилителю, и служат индуктивностями резонансных контуров частотного дискриминатора, Катушка 11 возбуждения входит в частотно-задающую цепь генератора. Частотный дискриминатор настраивается емкостями 12 и 18.
Принцип действия предлагаемого устройства иллюстрирует фиг. 4. При Х=О генератор работает на номинальной частоте /,, и дискриминатор имеет номинальную характеристику (линия 1). При этом выходное напряжение U дискриминатора равно нулю. Отклонение обьекта вправо (влево) от начального положения вызывает увеличение (уменьшение) частоты (, генератора на ф„уменьшение (увеличение) частоты настройки каждого резонансного контура частотного дискриминатора на. Л(и соответственно смещение влево (вправо) -характеристики (линия П) частотного дискриминатора. В результате на выходе частотного дискриминатора возникает суммарное напряжение ЛУ=ЛУ +ЛUz, причем напряжение AU< пропорционально ф, а напряжение ЛУ пропорционально Ajr.
Работает устройство следующим образом.
При отклонении объекта от начального положения изменяются индуктивности катушек возбуждения индуктивного преобразователя.
Изменения индуктивности катушки возбуждения преобразователя, расположенной с одной стороны объекта, включенной в частотно-задающую цепь генератора, приводят к изменениям частоты генератора. Изменения частоты генератора через буферный усилитель передаются на катушки возбуждения индуктивного преобразователя, расположенные с другой стороны объекта, в результате чего изменяется выходное напряжение частотного дискриминатора.
Выходное напряжение частотного дискриминатора воздействует на частоту генератора через цепь 5 отрицательной обратной связи по постоянному току íà его частотно-стабилизирующую цепь и стабилизирует выходные параметры устройства. Так как перемещение металлического объекта изменяет индуктивности катушек возбуждения, расположенных с обеих сторон металлического объекта, противоположно, то при увеличении (уменьшении) на одинаковую величину индуктивностей катушек возбуждения, расположенных с
4 левой стороны металлического объекта, соответственно уменьшается (увеличивается) индуктивность возбуждения катушки, расположенной с правой стороны металлического объекта. Это приводит к тому, что частота настройки каждого резонансного контура частотного дискриминатора изменяется идентично и выходная характеристика частотного дискриминатора смещается влево при увеличении индуктивности катушки 8 и вправо при ее уменьшении. Одновременно частота генератора увеличивается при смещении характеристики частотного дискриминатора влево и уменьшается при ее смещении вправо. В результате на «Выходе 1» устройства возникает напряжение постоянного тока, пропорциональное перемещению объекта и равное сумме напряжений, одно из которых пропорционально изменению частоты генератора, а другое — изменению частоты настройки резонансных контуров частотного дискриминатора.
Полярность выходного напряжения зависит от направления перемещения объекта и изменяется на обратную при переходе объекта через нулевое положение. Изменение частоты генератора пропорционально перемещению объекта и может быть измерено, например, частотомером.
Предмет изобретения
Устройство для измерения перемещений металлических или металлизированных объектов, содержащее генератор, индуктивный преобразователь, состоящий из трех катушек возбуждения магнитного поля, две из которых располагаются в процессе измерения с одной стороны объекта, а третья — с другой, частотный дискриминатор с колебательными контурами, цепь отрицательной обратной связи, отличающееся тем, что, с целью увеличения чувствительности, оно дополнительно содержит четвертую катушку возбуждения, идентичную третьей, генератор выполнен с частотно-задающей и частотно-стабилизирующей цепями и снабжен буферным усилителем, одна из двух катушек возбуждения включена в частотно-задающую цепь, другая соединена с выходом буферного усилителя, а третья и четвертая катушки служат индуктивностями соответствующих резонансных контуров частотного дискриминатора, соединенного через цепь отрицательной обратной связи с частотно-стабилизирующей цепью генератора.
389391
Фиг. 1
10 к 11 Qe г еиератору
Фиг 2
Фиг о
Фиг 4
Составитель В. Вяхорев
Редактор Л. Жаворонкова Техред 3. Тараненко Корректоры: Е. Михеева и Л. Чуркина
Заказ 3011/3 Изд. № 749 Тираж 755 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4i5
Типография, пр. Сапунова, 2
6 в
7 70
nPmeтю
8bixod 1 (no пасгпаянному
mobil/
8ы оо постояиму атаку
