Магнитострикционный преобразователь линейных перемещений

 

ОnИСАЙИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ п1 537242

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.10.75 (21) 2181343/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.11.76. Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 14,12.76 (51) М Кл С 01D 5/12

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло лелем изобретений и открытий (53) УДК 621.317 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Э. А. Артемьев и А. И. Надеев

Астраханский технический институт рыбной промышленности и хозяйства (54) МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ

ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может оыть использовано в различных отраслях народного хозяйства для измерения и контроля длинномерных изделий. известны магнитострикционные линии задержки (L J, содержащие звукопровод, один конец которого демпфирован, а другои конец оставлен свободным или жестко закреплен.

Наиболее близким по техническои сущности к изобретению является магнитострикционный преобразователь линейных перемещений, содержащий звукопровод, демпфированный с обоих концов, на котором установлены передающая, приемная и дополнительная компенсационные катушки (2).

Однако чувствительность известных устройств недостаточна, кроме того, повышение их точности достигается усложнением конструкции установкой на звукопровод дополнительной катушки.

Цель изобретения — упрощение конструкции преобразователя.

Это достигается тем, что в предлагаемом преобразователе один конец звукопровода со стороны приемной катушки жестко закреплен, а приемная и передающая катушки выполнены подвижными относительно звукопровода и расположены на фиксированном расстоянии одна от другой.

Для исключения взаимного влияния прямой и отраженной волн и повышения быстродействия в выходную цепь формирователя импульсов считывания введен счетный триггер, оба выхода которого «1» и «О» соединены с входом измерителя отношения временных интервалов, и выход «1» триггера через элемент задержки подсоединен к входу формирователя импульсов записи, 10 В качестве элемента задержки использован одновибратор.

На чертеже показана схема преобразователя.

На звукопроводе 1, выполненном из магнитострикционного материала, на фиксированном расстоянии одна от другой расположены подвижные передающая и приемная катушки 2,3. Звукопровод со стороны передающей катушки помещен в демпфер 4, а со стороны приемной закреплен жестко, Для повышения эффективности преобразования звукопровод в области катушек подмагничивается постоянными магнитами 5.

Электронная часть преобразователя содержит формирователь 6 импульсов записи, усилитель 7 считывания, формирователь 8 импульсов, триггер 9 со счетным входом, одновибратор 10 и измеритель 11 отношения вре30 менных интервалов.

537242

Преобразователь работает следующим образом, По команде «Запуск» формирователь импульсов записи сбрасывает схему в исходное состояние, при этом на единичном выходе триггера 9 устанавливается низкий уровень напряжения, а на нулевом выходе — высокий.

Одновременно подается импульс тока записи в передающую катушку 2, который возбуждает на участке звукопровода, находящемся под катушкой, упругую волну. Упругая волна, распространяясь вдоль звукопровода, доходит до приемной катушки 3 через время 0

to—

V где lo — расстояние между катушками;

v — скорость упругой волны.

Проходя под приемной катушкой, упругая волна наводит в ней ЭДС, которая после усиления усилителем 7 и формирования формирователем 8, опрокидывает триггер 9, на нулевом выходе которого формируется строб-импульс длительностью to, поступающий в измеритель 11 отношения временных интервалов.

Распространяясь далее, упругая волна доходит до жестко закрепленного конца звукопровода, отражается от него и вновь проходит под приемной катушкой через время х— где х — измеряемое перемещение.

В приемной катушке наводится ЭДС, которая после усиления и формирования опрокидывает триггер 9, на единичном выходе которого формируется строб-импульс длительностью t„, поступающий в измеритель 11.

Задний фронт этого строб-импульса запускает одновибратор 10 и через время задержки

tpв= 0= 4/v, задаваемое Одновибратором, на вход формирователя импульсов записи поступает команда «Запуск». Таким образом, период посылки импульсов записи составляет

T=2(l,+õ)/v, что исключает взаимное влияние прямой и отраженной волны.

Выходной величиной преобразователя служит отношение интервала времени распространения упругой волны от приемной катушки до жестко закрепленного конца звукопровода и обратно (4) к времени распространения упругой волны между катушками (1,), Так как выходная величина преобразователя — =:х

2x/v

to to/> to оказывается независимой от скорости распространения упругих волн в звукопроводе, то обеспечивается высокая точность измерения перемещений.

Для получения результатов измерения перемещений в заданных единицах, расстояние между катушками берут кратным единице измерения.

Таким образом, предлагаемый преобразо10 ватель обеспечивает вдвое более высокую чувствительность, а необходимая точность измерения перемещений достигается без установки на звукопровод дополнительной компенсационной катушки.

Формула изобретения

20 1. Магнитострикционный преобразователь линейных перемещений, содержащий звукопровод, передающую и приемную катушки, демпфер, постоянные магниты, формирователи импульсов записи и считывания, счетный

25 триггер, элемент задержки и измеритель отношения временных интервалов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения чувствительности преобразователя и упрощения

его конструкции, конец звукопровода со сто30 роны приемной катушки жестко закреплен, а передающая и приемная катушки выполнены подвижными относительно звукопровода и расположены на фиксированном расстоянии одна от другой.

2. Преобразователь по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью исключения взаимного влияния прямой и отраженной волн и повышения быстродействия, в выходную цепь

40 формирователя импульсов считывания введен счетный триггер, оба выхода которого

«1» и «0» соединены с входом измерителя отношения временных интервалов, и выход «1» триггера через элемент задержки подсоеди45 нен к входу формирователя импульсов записи, 3. Преобразователь по пп. 1 и 2, отл и ч а юи и и с я тем, что в качестве элемента задерж50 ки использован одновибратор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт. св. М 29952, Н 03h 9/30, 1971.

2. Авт. св. М 284650, G Old 5/12, 1970 (прототип).

537242

Составитель В. Валуев

Техред М. Семенов

Корректор Л. Денискина

Редактор T. Рыбалова

Типография, пр, Сапунова, 2

Заказ 2546/11 Изд Ъг 1802 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4, 5