Устройство для измерения перемещений с частотным выходом

 

Союз Советскни

Соцналистмческик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< )783567 (61) Дополнительное к аат. свил-sy— (22) Закалено 27.12,78 (21) 2702383/18-28 (51)М. Кл. с присоединением заявки М—

G 01 В 7/00

Государственный комитет (28) Приоритет по делам изобретений и открытий

Опубликовано 30 11 80 Бюллетень лв 44 (53) УДК 531.717 (088.8) Дата опубликования описания 30.11 80 (72) Авторы изобретения

В. К. Шакурский и Ю, И. Моргунов (7I) Заявитель

Тольяттинский политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДОМ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерений перемещений.

Известно устройство для измерения перемещений с частотным выходом, содержащее пара5 метрический датчик перемещений, управляемый автогенератор и устройство коррекции нелинейности характеристики преобразования (1).

Недостатками известного устройства являются низкая точность кэмерения и неширокий

10 динамический диапазон измерения.

Наиболее близко по технической сущности к изобретению устройство для измерения перемещений с частотным выходом, содержащее параметрический дифференциальный датчик, блок

15 вьщеления раэностной частоты и регистратор, подключенный к выходу блока вьщелення разностной частоты (2).

Недостатками такого устройства являются невысокая точность и узкий диапазон измере. ния.

Цель изобретения — повышение точности измерения и расширение динамического диапазона измерения.

Достигается это тем, что устройство для измерения перемещений с частотным выходом снабжено опорным генератором, первым и вто- рым смесителямн, первые входы которых подключены к выходу генератора, первым и вторым управляемыми полосовыми усилителями с неизменной при перестройке добротностью, информационные входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго ! смесителей, а выходы подключены ко входам блока вьщеления раэностной частоты и ко вторым входам соответственно второго и первого смесителей, и первым, и вторым блоками управления, входы которых соединены с выходами дифференциального датчика, а выходы подключены к управляющим входам соответственно первого и второго управляемых полосовых усилителей.

На чертеже приведена блок-схема устройства для измерения перемещений.

Устройство содержит опорный генератор 1, первый и второй смесителя 2 и 3, первые входы которых подключены к выходу генератора, первыи и второй управляемые полосовые усн783567 частот Ещ и F» которые являются нелинейными функциями перемещения, от желаемых значений F, и F» которые являются линейными функциями перемещения, то получим условиЕ линеариэации: е- 7 О 7О

Следовательно, рабочие участки нелинейных функций Р«и Foo при заданных линейных фун. кциях F, и F-, от измеряемого перемещения подбираются с помощью блоков управления таким образом, чтобы для каждого значения измеряемого параметра отношения генерируемых частот к соответствующим резонансным были равны.

Описанное устройство позволяет повысить точность измерения, расширить динамический диапазон измерения и повысить стабильность

20 выходной частоты устроиства.

3 лители 4 и 5 с неизменной при перестройке добротностью, параметрический дифференциалы ный датчик 6, блоки 7 и 8 управления, входы которых соединены с выходами датчика 6, блок 9 выделения раэностной частоты, входы которого подключены к выходам полосовых усилителей 4 и 5 и регистратор 10, подключенный к выходу блока о, выделения раэностной частоты.

Устройство для измерения перемешекий с частотным выходом работает следуницим образом.

Измеряемое перемещение создает на выходах датчика 6 сигналы, которые поступают на входы блоков 7 и 8 управления, посредством которых устанавливаются собственные резонансные частоты управляемых полосовых усилителей 4 и 5, равными F,o и F». При наличии напряжения опорного генератора 1 с частотой F3 на входах смесителей 2 и 3 и достаточного коэффициента усиления полосовых усилителей 4 и 5 происходит самовоэбуждение устройства, и на выходах полосовых усилителей 4 и 5 появляются напряжения с частотами Е, и Р, которые поступают на блок 9 выделения разностной

25 частоты, а разность — на регистратор l О, Особенностью данного устройства является то, что генерируемые частоты могут быть не равны соответствующим резонансным, но находиться в полосе пропускания усилителей 4 и 5, где выполняется баланс амплитуд. Данный эф30 фект используется для стабилизации генерируемых частот и коррекций нелинейной характеристики датчика. Если добротности Q полосовых усилителей равны, то изменение F,o и Fqo в противоположные стороны вызывает такие изме- З5 нения в противоположные стороны генерируемых частот Е, и Fz, при которых выполняются условия устойчивой генерации.

Таким образом, изменение величины измеряемого перемещения вызывает изменение разност- 0 ной частоты на выходе блока 9, Если полосовые усилители конструктивно выполнены идентичными, то стабильность генерируемых частот равна стабильности частоты кварцевого опорного генератора. При этом если go 70 е 20 где .ЬЕ«и 5F» — одновременные отклонения резонансных частот под действием различных факторов, то генерируемые частоты F, и F не изменяются. Если считать, что величины

dF>o и ЬЕщ есть отклонения текущих значений

<формула иэсбретения

Устройство для измерения перемещений с частотным выходом, содержащее параметрический дифференциальный датчик, блок выделения разностнсй частоты и регистратор, подключенный к выходу блока выделения разностной частоты, о т л и ". а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения динамического диапазона, оно снабжено опорным генератором, первым и вторым смесителями, первые входы которых подключены к выходу генератора, первым и вторым управляемыми полосовыми усилителями с неизменной при перестройке добротностью, информационные входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго смесителей, а выходы подключены ко входам блока выделения раэностной частоты и ко вторым входам соответственно второго и первого смесителей, и первым, и вторым блоками управления, входы которых соединены с выходами дифференциального датчика, а выходы е, подключены к управляющим входам соответственно первого и второго управляемых полосовых усилителей, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР Р 304437, кл. G 01 В 7/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР И 478125, кл, G 01 8 7/00, 1976 (прототип), 783567

Составитель В. Николаев

Редактор А. Соловива Техред Е.Гаврилещко Корректор А.Грипенко

Заказ 8525l41 Тираж 801 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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