Датчик линейных перемещений

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (Ii)?44697

Союз Советских

Социаллистмческих

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 12.12.77 (2l ) 2561839/18-28 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

Опубликовано 30.06,80. Бюллетень М24

Дата опубликования описания 02.07,80 (5I)M. Кл.

0 08 С 9/04

С 01 В,7/00

Н 01 Н 36/00

Государственный комитет

СССР пв делам изобретений и открытий (53) УДК 531,717 (088.8) B. Н. Шефов и В. К. Жолобов (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) QAТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕШЕНИЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля положения регулирующих органов, перемещающихся в герметичных объемах, например в аппаратах химичес5 кой промышленности и ядерных реакторах.

Известны устройства для индикации линейных перемещений, содержащие по« стоянный магнит, связанный с рабочим

l0 органом, положение которого контролируется магнитоуправляемые контакты т (МУК), расположенные на немагнитной трубе с определенным постоянным шагом и соединенные одним концом с общей ши15 ной, другими концами подключенные через диоды матрицы к выходным шинам, шины связи, дешифратор, цифровые лампы, развертывающее устройство (1$„$2), 20

Контролируемый орган с постоянным магнитом перемещается вдоль трубы, на которой расположены МУК и диоды матрицы, и замыкает один из МУК..2

МУК разбиты на группы. Одни выводы МУК, принадлежащих одной группе, соединены в одну точку и подключены к реле, которое индицирует цифру этой ;. группы. Другие - с одноименными выводами М.УК каждой группы и через реле, индицирующим бдну и ту же цифру, - с одним из полюсов источника питания:

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является датчик линейных перемещений, содержащий источник питания, постоянный магнит, имеющий высоту, равную шагу дискретности, и связанный с контролируемым органом, МУК, расположенные по длине перемещения на расстоянии один от другого, равном двум шагам дискретности, и объединенные в группы, в каждой группе одни выводы МУК объединены, а другие выводы соединены с одноименными выводами других групп, двухразрядный индикатор цифр $3J.

Указанные датчики имеют относительно большое количество линий связи для

3 74 индикации цифр, как младшего и высшего

-разрядов, кроме того, двухразрядный индикатор имеет большое число активных элементов.

Цель изобретения — упрощение датчика и увеличение et.o надежности.

Указанная цель достигается тем, что в датчике линейных перемещений каждая группа МУК подключена к источнику питания через регистр, а общие выводы одноименных МУК групп подключены к формирователю сигналов управления ключами индикатора цифр младшего разряда и к входам элемента ИЛИ, выход

, которого подключен к входу формирователя сигналов управления ключами индикатора цифр высшего разряда.

На фиг. 1 изображена электрическая. схема датчика; на фиг. 2 — график зависимости выходных напряжений от входных.

Датчик линейных перемешений содержит блок 1 МУК, состоящий из трех групп магнитоуправляемых контактов

2 - 6, 7 - 11 и 12 - 16, подключенных соответственно через резисторы

17 - 19 к плюсу источника питания (не показан), элемент 20 ИЛИ, формирователь 21 сигналов управления (ФСУ), состоящий из резисторов 22 - 46 и диодов 47 - 56. Соответствуюшие пять входов элемента 20 ИЛИ и ФСУ 21 подсоединены к объединенным одноименным выводам магнитоуправляемых контактов каждой группы, а десять выходов

ФСУ 21 подключены к ключевому устройству 57, а именно: к базам транзисторов 58 — 67 ключей, коллекторной нагрузкой которых является индикатор 68 цифр младшего разряда, эмиттеры транзисторов 58 — 67 объединены и через резистор 69 подключены к нулевой шине источника питания, выход элемента 20

ИЛИ подключен ко входу ФСУ-70, состоящему из резисторов 71 — 79, выходы ФСУ 70 подключены к ключевому устройству — к базам транзисторов 8183 ключей, управляющих работой индикатора 84 цифр старшего разряда.

Устройство работает следующим обра- зом.

При последовательньм; перемещении контролируемого органа, перемещающийся вместе с ним постоянный магнит (не г пойазан) замыкает МУК датчика таким образом, что каждому из десяти возможных положений контролируемого органа в наделах одного младшего разряда ста/

4697 4

ЗО

55 вится в соответствие своя комбинация состояний МУК, причем замкнутым может быть либо один МУК какой»»ибо группы, либо два соседних МУК, принадлежащие одной или разным группам, в соответствии с этим, положительный полюс источника питания подключается через один иэ резисторов 1 7 — 1 9 к одному или двум соответствующим входам

ФСУ 21, которое на тех или иных своик выходах формирует три различных уровня напряжения. Так, например, если замкнут один из МУК 2, 7 или 12, то на выходак 6g, Ь, т»1ФСУ 21 появляются потенциалы V» /2, V>, »соответственно, причем V> > Q, . Так как транзисторы

58 — 67, входящие в состав ключевого устройства 57, имеют общее сопротивление в цепи эмиттера, то при поступлении на их базы положительного потенциала открывается тот из транзисторов, потенциал на базе которого наибольший.

В рассматриваемом случае это будет транзистор, 58, зажигающий цифру "0" на индикаторе 68 цифр младшего разряда, Б том случае, когда замкнута какая»либо пара МУК 2, 3; 7,8 или 12, 13 на входак 5,), g0, IC, gr u fr ïoÿâëÿþòся потенциалы V», V, \ /, V2v l», соответственно, причем Ч5 ) »/ > Ч1, т. е.

Z откроется транзистор 59 и загорится цифра "1" индикатора 68, При замыкании одного какоголибо из МУК 3, 8 или 13 появляются положительные потенциалы на выходах т», 52 и Ь, соответственно, открывается транзистор 60, на индикаторе 68 загорается цифра «2" и т, д.

Формирование цифр старшего разряда происходит следующим образом.

Пусть контролируемый орган находится в положении, при котором замкнутся какие либо МУК первой группы, например, МУК 6. Тогда положительный потенциал от источника питания поступает через резистор 17 и элемент 20 ИЛИ

» на вход ФСУ 70 индикатором цифр старшего разряда, представляющего из себя три параллельно соединенных делителя напряжения с разными коэффициентами деления и примерно одинаковым входным сопротивлением, состоящим из резисторов 71 - 78. Зависимости выходных напряжений Ч», V, Ч Каждого иэ делителей от величины входного напряжения приведены на фиг. 2. Величина резистора

17 выбирается такой, что при замкнутом

МУК 6 первой группы на входе ФСУ 70

6 нит, имеющий высоту, равную шагу дискретности, и связанный с контролируемым органом, магнитоуправляемые контакты, расположенные по длине перемещения на расстоянии один от другого, равном двум шагам дискретности, и объединенные в группы, в каждой группе одни выводы магнитоуправляемых контактов объединены, а другие выводы соединены с оцноименными выводами других групп, двухразрядный индикатор цифр, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения датчика и повышения его надежности, каждая группа магнитоуправляемых контактов подключена к источнику питания через резистор, а общие выводы одноименных магнитоуправляемых контактов групп подключены к формирователю сигналов управления ключами индикатора цифр млацшего разряда и к входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу формирователя сигналов управленйя ключами индикатора цифр высшего разряда.

5 744697 подается напряжение Ч х, а на выл одах

Д., u. ashy в соответ-..твин с фиг. 2 . появляются потенциалы V > Vg >Vy, а так как ключевое устройство 80, управляющее индикатором 84, цифр старшего разряда, выполнено аналогично ключевому устройству 57, то открывается транзистор 81 с большим базовым потенциалом и зажигается цифра "0".

При дальнейшем перемещении контро- 10 лируемого органа, как только замыкается МУК 7 второй группы, при замкнутом

МУК 6 на входе ФСУ 70 появляется напряжение Чи > V<<, такое, что на выходах ФСУ 70 Cl g, 0- ll 0> появляются в соответствии с фиг. 2 потенциалы

I I /

Ч ) V ) Ч, и открывается транзистор

82, зажигающий цифру 1" на индикаторе 84 цифр и т. д .

Таким образом, с помощью описанно- 20 го датчика линейных перемещений можно измерять положение контролируемого органа механизма в заданном диапазоне I перемещения, при этом, íà диапазоне пеперемещения в 1000 мм схема датчика содержит в 2 раза меньшее количество элементов, чем в прототипе,.чтО позв > ляет увеличить его надежность.

1. Авторское свидетельство СССР

М 247080, кл. G 01)35/18, 1971.

З0 2. Авторское свидетельство СССР

l4 381874, кл. G 01 В 7/14, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР

l4 511616, кл. G 08 С 9/04, 1976 (прототип).

Формула изобретения

Датчик линейных перемещений, содержащий источник питания, постоянный магИсточники информации, йринятые во внимание при экспертизе 744697

Составитель А. Куликов

Техред Э. Фечо Корректор С. Бои к

Редактор И. Нестерова

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3822/17 Тираж 682 Подписное

UHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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