Преобразовател перемещения в код

 

свсо эл;„л

3Вмити о-". ах к к-. -: !.м и" м тю

Г. 9, Колдасов, Б. С. Петровский . и Ю; В. Исаев (72) Авторы изобретения

Ленинградский институт авиационного приборостроения (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЮВАТЕПЬ ПЕРЕМЕШЕНИЯ В M)fl

Изобретение относ;ится к системам автоматического преобразования неэлект» рических величин в дискретный электрический сигнал, а именно к преобразователям перемешеиия в код.

Известны преобразователи линейного перемешения в код с номошью шкал, полученных ультразвуковыми волнами, распространяюшимися в волноводе, который возбуждается с помошью кварцевой пластины, подключенной к высокочастотному генератору (1).

Недостатком известного устройства является зависимость цены деления от изменения температуры волновода, что ведет к снижению точности преобразователя.

Наиболее близким по своей технической сушности к данному изобретению . является преобразователь перемешения в код, содержаший подвижный элемент, волновод из магнитострикционного материала, на концах которого расположены демпферы, обмотку опроса, рас2 положенную на одном конце волновода и соединенную через усилитель опроса с первым входом счетчика импульсов, к второму входу которого подключен выход усилителя считывания, первый вход которого соединен с другим концом волновода, а второй его вход соединен с первым выходом генератора импульсов счета, второй выход которого соединен с третьим входом счетчика импульсов Я.

Недостаток этого известного устройства состоит в недостаточно высокой точности, которая зависит от положения .. и скорости движения визира, времени пробега импульса, от дрейфа порога ограничення в усилителе, а также из-аа возникновения паразитных импульсов в обмотке опроса-.

Бель изобретения состоит в повышении точности преобразователя.

Поставленная цель достигается за счет того, что в преобразователь пере« мешения в код.введены обмотка записи, 6 депитель частоты к бпок записи и стирания, подключенный к другому концу волновода и к обмотке записи, которая распопбжена на подвижном элементе, вход делителя частоты соединен с вторым выходом генерачора ймпульсов счета, а его выход — с входом усипитепя опроса.

На фиг, 1 приведена функциональная схема преобразователя перемешения в код; на фиг. 2 - временные диаграммы управляющих и выходных сигналов.

Преобраэоватепь перемещения в код содержит вопновод l, выполненный из магнито-стрикционного материала, демпферы 2, установленные на концах вопновода 1, обмотку 3 опроса, подвижный элемент 4, связанный с объектом перемешения (на чертеже не показан), обмотку 5 записи расположенную на подвижном элементе 4, блок 6 записи и стирания, усипитепь 7 считывания, счетчик 8 импульсов, генератор 9 импульсов счета, делитель 10 частоты и усипитель 11 опроса. Депитепь 10 частоты и усилитель 11 опроса образуют блок 12 опроса.

На концах вопновода 1 укреплены демпферы 2 дпя: устранения о граженных ультразвуковых импульсов 5 и исклю- . чения ложных отсчетов вводимых айапоговых вепичин. Вбпизи одного из демпферов 2 с вопноводом 1 эпектромагнитно связана обмотка 3 опроса импупьсов ф в вопноводе 1. Один конец волновода 1 электрически заземлен, а другой — гапьванйчески свяэаи с входом усилителя 7 считывания и вьголом блока 6 записи и стирания. Bi,on усипитепя 7 подкйючен к одному из входов счетчика 8. К второму входу счетчика 8 подключен выход блока 12, который другим своим выходом электрически. связан . с входными кпеммами обмотки 3. Третий вход счетчика 8 подключен к выходу . генератора 9 импульсов счета. С вопно-, водом 1 индуктивно связан.магнитный сердечник подвижного элемента 4, который в свою очередь механически соединен с объектом йеремешения и снаб- жен обмоткой 5 записи подкпюченной к бпоку 6.

Расстояние между элементом 4 и поверхностью вопновода 1 . определяется уровнем индуктивной связи эпемента 4 и вопновода 1, необходимой для необратимой записи, информации, и зависит

00520 4 от магнитных характеристик материала магкитопровода подвижногб элемента 4 и вопновода 1.

Устройство работает следуюшим образом.

Процессу записи аналоговой величины в вопновод 1 предшествует операция стирания, которая необходима для получения однородного исходного магнитного состояния материала вопновода 1 по!

О всей его длине. При этом с одного из выходов блока 6, гальванически-; связанного с вопноводом 1, в вопновод подают импульс определенной полярности и величины U„ (H . 2, диаграмма 1 ).

Параметры. импульса U определяются геометрическими и магнитными характеристиками вопновода 1. йпительность импульса U зависит от

20 его амплитуды и частотных свойств материала вопновода, а полярность его такова, что сигнал, наводимый на входе усилителя 7 в режиме стирания противопопожен по знаку полезному сигналу, 25. йаводимому на входе ycwmensr / в режиме считывания (фиг.2, диаграмма T).

Импупьсы записи с определенной пе- риодичностью подаются с выхода блока 6 в обмотку 5, ампер-витки которой выбраны так, чтобы обеспечить необра тимое изменение магнитного состояния материала части вопновода 1, находяшейся в зоне действия магнитного поля подвижного эпемента 4.

Каждый очередной импульс записи; подаваемый в обмотку 5 обеспечивает фиксацию в определенной точке вопно- .вода информации о положении подвижного элемента 4, связанного с объектом

40 в момент действия этого импульса записи. Если к моменту t< прихода в обмотку 5. очередного импульса записи (фиг. 2, диаграмма I) подвижный объект изменйп свое положение, то происходит

45 фиксация в новой точке х вопновода 1 информацйй о- новом положении подвижного объекта, .находящегося в данный момент непосредственно над точкой Х вопновода. Фиксация информации о каж50 дом поспедуюшем положейии подвижного объекта в период единого цикла работы устройства происходит беэ разрушения точек фиксации информации:о предыдуших положениях подвижного объекта.

Через опредепенный промежуток времени после выдачи очередного им» пульса стирания блоком 6 блок 12 опроса генерирует импульс считывания, 90 520 6 звуковых импульсов и дрейфом уровня ограничения снизу считываемых с волно вода сигналов в усилителе 7. Нео6ходимая крутиэйа переднего фронта им5 пульсов 5 достигается путем форсированного перемагничивания волновода обмоткой 3. Дпя уменьшения влияния указанного дрейфа на чочность преобразования в устройство введены- дели10 тель 10 частоты и электрические связи входов блока 12 и усилите ля 7 с выходами блока 9.

5 6, возбуждаюший З11С в обмотке 3 (фиг.2, диаграмма П).

Благодаря индуктивной связи обмотки

3 с волоноводом 1, обладаюшим магнитострикционными свойствами, в последнем наводится ультразвуковой импульс (фиг. 2, диаграмма II().

Одновременно импульс с выхода блока 12 поступает на вход счетчика 8 и включает его (фиг.2, диаграмма И).

С этого момента счетчик 8 начинает считать калиброванные по длительности импульсы, поступаюшие на второй вход счетчика 8 от генератора 9 (фиг. 2, диаграмма IV). длительность и частота следования импульсов U опредепяеп:я требуемой точностью преобразования перемешения подвижного обьекта в цифровой код.

Ультразвуковой импульс 6 считывает поспедо ватепьно, магнитные неоднородности в зонах х„X, ..... х„волновода 1, В процессе считывания магнитных неоднородностей по длине волновода 1 на его концах благодаря гальваномагнитному эффекту формируются сигналы, величина каждого из которых пропорциональна скорости изменения магнитной неоднородности в соответствующей области волновода 1 и длительности импульсов 6 (фиг. 2, диаграмма 7 ).

Сигналы Ц, усиленные усилителем 7, поступают последовательно на соответствуюший вход счетчика 8 (фиг.2, диаграмма Ч1), определяя моменты считывания содержимого, накопленного к данному времени от момента запуска 1 счетчика очередным импульсом от бпоza 12 (фиг. 2, диаграмма МЩ до момента t . Поскольку величина импульса 6 выбирается такой, чтобы обеспечить считывание информации на волноводе 1 .без ее разрушения, появляется возможность неоднократного считывания инфорФ мации, записанной на волноводе 1, еа один цикл перемешения подвижного обьекта.

Точность преобразования перемешения в код в рассматриваемом устройстве определяется крутизной фронта ультраФормула изобретения

Преобразователь перемешения в код, ьодержаший подвижный элемент, волновод из магнитострикционного материала, на концах которого расположены демпферы, обмотку опроса, расположенную на одном копне волновода и соеднненную через усилитель опроса с первым входом счетчика импульсов, K второму входу которого подключен выход усилителя считы- . вания, первый вход которого соединен с другим концом волновода, а второй его вход соединен с первым выходом генератора импульсов счета, второй выход которого соединен с треть|им входом счетчика импульсов, о т л и ч а в ш и и с я тем, ято, с целью повыше. - ния точности Преобразователя, в него введены обмотка записи, делитель часто« ты и блок записи и стирания, подключенный к другому концу волйовода и к обмотке записи, которая расположена на подвижном элементе, вход делителя частоты соединен с вторым выходом генера40 тора импульсов счета, а его вйход с входом усилителя опроса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

4 . 1. Воронцов JI. H. фотоэлектрическими системы контроля линейных величин.,М., 1968, с. 127-130.

2. Авторское свидетельство СССР, № 262158, кп. Н 03 К 13/02, 1968, (прототип).