Устройство для измерения перемещений с частотным выходом

 

ОП ИСАНИЕ изовгкткния ""69

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2 2 037 8 (21) 2 59 2 4 8 4/1 8-2 8 с присоедйнением заявки Мо (51)М. Кл.

G 01 В 7/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано1510.79 Бюллетень М 38 (53) УДК 621.317.39 (088 .8) Дата опубликования описания 15107 9 (72) АВТОРЫ изобретения

В.К.Иакурский и Ю.И.Моргунов

"1 4."

1, " . Л;: °:.-с.,1 „;

Ф институт (71) Заявитель

Тольяттинский политехнический (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДОМ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при построении высокостабильных устройств для измерения перемещений и других параметров, преобразуемых в перемещение.

Известно устройство для измерения перемещений с частотным выходом, содержащее параметрический датчик, схему обработки сигнала датчика и регистратор (1) .

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения перемещений с частотным выходом, содержащее параметрический дифференциальный датчик перемещения, схему обработки сигнала датчика в виде двух LC-генераторов и блока выделения раэностной частоты и регистратор (2) .

Недостатками этих устройств явля ются невысокая точность, узкий диапазон измерения и низкая температурная стабильность выходной частоты устройства.

Цель изобретения — повышение точности, расширение диапазона измерения и увеличение стабильности выходной частоты.

Цель достигается тем, что схема обработки сигнала датчика выполнена в виде двух управляемых синхронизируемых генераторов, управляющие входы которых подключены к выходам параметрического дифференциального датчика, трех смесителей, первый вход одного из которых подключен к выходу первого управляемого синхронизируемого генератора, первые входы второго и третьего смесителей подключены к выходу второго управляемого синхронизируемого генератора, выход первого смесителя подключен к синхрониэирующему входу второго управляемого синхронизирующего генератора, выход третьего смесителя подключен к синхронизирующему входу первого управляемого синхронизируемого генератора, двух полосовых усилителей, вход первого из которых подключен к выходу первого смесителя, а выход— к второму входу второго смесителя, вход второго полосового усилителя подключен к выходу второго смесителя, а выход - к входу регистратора, и стабильного опорного генератора, выход которого подключен к вторьм входам первого и третьего смесителей.

691679

® 45

Р1 t F2- Рэ

Ч„(Г )=ч (Г }..5(} где 4 (F< ) и 92 (Fz ) — фазы частот и F2 на выходах генераторов 2 и 3 .

Выбирают рабочие участки пара- метрического дифференциальногб датчика таким образом, что для всех Я значений измеряемого перемещения

F2o Fz F

С помощью полосового усилителя 7 из выходного сигнала смесителя 4 выделяется суммарная частота F + F

Э 1

Эта суммарная частота смешивается в смесителе 5 с частотой Fz генера65

На чертеже приведена блок-схема устройства для измерения перемещений.

Устройство содержит параметрический дифференциальный датчик 1 пе в и ро, управляемые синхронизируемые генераторы 2 и 3, управляющими входа-, ми подключенные к выходам датчика 1, первый, второй и третий смесители б, первый и второй полосовые усилители 7 и 8, стабильный опорный генератор 9, выходом подключенный к вторым входам первого и третьего смесителей,. и регистратор 10, входом подключерный к выходу полосового усилителя 8.

Устройство для измерения перемеще- 15 ний с частотным выходом работает сление д дующим образом. Измеряемое перем щ— ремещеен е, равное ф(, посредством дифф ер нциального,параметрического датчика 1 устанавливает собственные ре- Ио зонансные частоты управляемых синхронйзируемых генераторов 2 и 3 равнымиГ и

F и F 2О, и на выходах генера" торов соответственно будут сигналы с частотами F и -F о. В смесителях25

4 и б эти частоты смешйваются с частотой опорного генератора 9 и результаты смешения поступают на соответствующие синхронизирующие входы генераторов 2 и 3. Так как частота F3 Я} опорного r"åíåðàòîðà 9 больше резонансных частот генераторон 2 и 3, то в полосу синхройизации генераторов попадают только разностные; частоты

F2o 3 F1o В случае невы 35 полнения равенств F — F F

F —. Р

Э 20 ж 1О и

3 - F o= Р2с, из-за наличия эффекта . затягивания частот, начинается пере-. ходной процесс, по окончании которого на выходах генераторов 2 и 3 установятся колебания с частотами соот ветственно Г„и F, которые удовлетворяют следующим соотношениям тора 3 а полосоной усилитель 8 выделяет из продукта смешения результирующую частоту — F =(F + F ) -F кото ая

Э 4 2 с р я является выходной частотой предлагаемого устройства .

Стабильность выходной частоты устройства близка к стабильности частоты опорного генератор а, так как при воздействии дестабилизирующи ф то ов р одного знака на генераторы 2 их факи 3 их фазовые характеристики сдвигаются н одну и ту же сторону, при этом, если крутизна фазовых харак" теристик одинакова, частоты F u F на ныходах генераторов 2 и 3 останут- ся те же, а изменятся только значефаз 4.((Р1) и 92(F2), что следует из условий (1) и (2) .

Предложенное устройство йозволяет повысить точность измерения ени я, расширить диапазон измерения,. а также по" лучить стабиль ность выходной частоты, приближающуюся к стабильности частоты кварцевого автогенератора, при этом сохраняется возможность ши-. рокой перестройки выходной частоты с свойственной для низкодобротных управляемых генераторов .

Формула изобретения

Устройство для измерения перемещений с частотным выходом, содержащее параметрический дифференциальный датчик, схему обработки.. сигнала датчика и регистратор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, расширения диапазона измерения и увеличения стабильности. выходной частоты, схема обработки сигнала датчика выполнена в виде двух управляемых синхронизируемых генераторов, управляющие входы которых подключены k выходам параметрического дифференциаль ного датчика, трех смесителей, первый вход одного из которых подключен к выходу первого управляемого синхронизируемого генератора, первые входы второго и третьего смесителей подключейы к выходу второго управляемого синхронизируемого генератора, выход первого смесителя подключен к синхрониэирующему входу нторого управляемого сНН хронизируемого генератора, выходтретьего смесителя подключен к синхронизирующему входу первого управляемого синхронизируемого генератора, двух полосовых усилителей, нход первого из которых подключен к выходу перного смесителя,, а выходк нторсму входу второго смесителя, вход второго полоаоного усилителя подключен к выходу второго смесителя, а выход — к входу регистратора, 691679

Составитель В.Николаев

Редактор H.Аристова Техрад С.Мигай Корректор Г.Решетйик

Заказ 6200/30 Тирах 866 ПодПиснОе

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4 и стабильного опорного генератора, выход которого подключен к вторым входам первого и третьего смесителей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 587315, кл. G 01 В 7/00, 1978.

2 . Aa т орск ое с в идет ель ст во СССР Р 478175, кл. G 01 В 7/00, 1975 прототип.