Устройство для преобразования перемещения в частоту

 

(и) 580437

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистииескик

Ресотбоик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.09.75 (21) 2178975/28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.11.77, Бюллетень № 42 (45) Дата опубликования описания 10.11.77 (51) М. Кла G 01В 7/00

Госуаарствеииый комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 531.717(088.8) (72) Авторы изобретения

А. И. Мартяшин, Д. Н. Николаев, Б. Л. Свистунов, В. И. Чернецов и В. М. Шляндин (71) Заявитель

Пензенский политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В ЧАСТОТУ

Изобретение относится к области измерительной техники.

Известно устройство для преобразования перемещений в частотно-временной сигнал, содержащее индуктивный датчик, обмотка которого включена в колебательный 1 С-контур, составляющий часть автогенератора (1).

Однако в таком устройстве необходима квадратичная зависимость индуктивности обмотки от аксиального перемещения, тогда как большинство индуктивных датчиков такой зависимости не обеспечивает.

Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является устройство для преобразования перемещения в частоту, содержащее усилитель-ограничитель и последовательно соединенные дифференциально-трансформаторный индуктивный датчик и интегратор, включенные в цепь отрицательной обратной связи усилителя-ограничителя (2).

К недостаткам известного устройства можно отнести ограниченный динамический диапазон, так как для возникновения автоколебаний в устройстве требуется выполнение определенного баланса фаз, что выполняется при перемещения якоря только в одну сторону от нулевого положения, а в среднем (нулевом) положении автоколебания срываются.

Это также затрудняет калибровку устройства и контроль его работоспособности.

Для расширения динамического диапазона измерения предлагаемое устройство снабжено генератором линейно изменяющегося тока, включенного входом к выходу усилителя-ограничителя, выходом — к первичной обмотке датчика, а интегратор выполнен по схеме сумматора-интегратора по двум входам, первый вход которого соединен с одним из концов вторичной обмотки датчика, второй вход — с выходом усилителя-ограничителя и его первым входом, а выход — со вторым входом усилителя-ограничителя.

На чертеже изображена функциональная схема описываемого устройства.

Устройство для преобразования перемещений в частоту содержит усилитель-ограничитель 1 и включенные в цепь обратной связи усилителя-ограничителя генератор 2 линейно изменяющегося тока, дифференциальнотрансформаторный индуктивный датчик 3 и интегратор 4.

Интегратор 4 выполнен по схеме суммато25 ра-интегратора по двум входам: первый вход соединен с одним из концов вторичной обмотки датчика 3, второй вход — с выходом усилителя-ограничителя 1 и его первым входом, а выход — со вторым входом усилителя-ограЗО ничителя. Якорь датчика 3 соединен с источ580437! !

1 !

1

Составитель В. Ляхов

Техред А, Камышникова

Корректор Л. Орлова

Редактор И. Марголис

Подписное

Заказ 2416/13 Изд. № 878 Тираж 907

НПО Государственного комитета Сов"та Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 ником перемещений, общая точка обмоток датчика заземлена.

Устройство работает следующим образом.

В момент включения питания на выходе усилителя-ограничителя 1 за счет положительной обратной связи возникает скачок напряжения, поступающего на вход генератора

2, генерирующего ток, направление изменения которого зависит от знака напряжения. Этот ток, протекая по первичной обмотке датчика 3, наводит в его вторичных обмотках ЭДС, определяемую разностью взаимных индуктивностей обмоток, т. е. положением якоря датчика 3, При достаточно высоком внутреннем сопротивлении генератора 2 выходной сигнал датчика не зависит от параметров его обмотки. Этот сигнал подается на вход сумматораинтегратора 4 и на один из входов усилителяограничителя 1, на второй вход которого подается сигнал с выхода сумматора-интегратора 4.

В момент равенства напряжений, подаваемых на входы усилителя-ограничителя, происходит скачкообразная смена знака его выходного напряжения на противоположный, и описанный процесс повторяется. Частота генерируемых колебаний определяется как где l — измеряемое перемещение, Й вЂ” произведение коэффициентов передачи генератора 2 и датчика 3.

При изменении порядка соединения узлов датчика возможно получение зависимости периода автоколебаний от измеряемого перемещения.

Таким образом, использование настоящего изобретения позволяет вдвое расширить динамический диапазон измерения, значительно упростить процесс калибровки и контроль работоспособности устройства.

10 Формула изобретения

Устройство для преобразования перемещения в частоту, содержащее усилитель-ограничитель и последовательно соединенные дифференциально-трансформаторный индуктивный датчик и интегратор, включенные в цепь отрицательной обратной связи усилителя-ограничителя, отличающееся тем, что, с целью расширения динамического диапазона измерения, оно снабжено генератором линейно изменяющегося тока, включенного входом к выходу усилителя-ограничителя, выходом к первичной обмотке датчика, а интегратор выполнен по схеме сумматора-интегратора по

25 двум входам, первый вход которого соединен с одним из концов вторичной обмотки датчика, второй вход — с выходом усилителя-ограничителя и его первым входом, а выход — со вторым входом усилителя-ограничителя.

30 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 389198, кл. G 01R 33/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР №353164, 35 кл. G 011 9/10, 1972.