Ультразвуковой преобразовательугла поворота вала b код

 

Союз Содетскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕДЬСТВУ!

>805376 (61) Дополнительное к авт. соид-ву —. (22) Заявлено 280479 (21) 2759528/18-24 с присоединением заявки H4 .— (23) Приоритвт— (51)М. Кл з

G 08 С 9/00

Государственный комнтет СССР по делам нзобретення я открытий (53) УДК 681.325 (088. 8) Опубликовано 15,02,81, Бюллетень М 6

Дата опубликования описания 150281 (72) Автор изобретения

«- .ю с у@) f p Q

A.Ã. Иноземцев (71) Заявитель

Всесоюзный заочный машиностроите (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА

ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

Изобретение относится к общем,. приборостроению, в частности к пр;.:образованиям поворота угла вала в код.

Известны преобразователи угла поворота вала в код на основе оптикоэлектроники и индуктивных датчиков угла поворота вала (1) и (2), Недостатками их является ограниченная разрешающая способность, связанная в основном с технологической сложностью их изготовления.

Наиболее близким техническим решением является устройство сопряжения ЦВИ и электромеханического указателя приемоиндикатора с разрешением многозначности, основу которого составляет фазометрический комплекс преобразования в код угла поворота вала, соединенного через редукториую связь с электромеханическими фазовращателями (3).

Получение высокой точности фазометрических измерений с применением системы разрешения многозначности отсчета в таком устройстве зависит от погрешности механических редукторов. Электромеханическая часть углового преобразователя достаточно

-сложна и содержит много подвижных элементов.

Цель изобретения — повышение точности преобразователя и упрощение его конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в ультразвуковой преобразователь угла поворота вала в код, содержащий опорный генератор, датчик угла поворота вала, приемник и фаэометр, введены устройство индикации, первый и второй блок обработки сигнала, контрольный блок обработки сигнала, селектор и генератор

15 поверхностных волн, входы. датчика угла поворота вала соединены со входами приемника и с выходами генератора поверхностных волн, один вход которого соединен с выходом

2Q опорного генератора, а другой — с первым выходом селектора, выход приемника соединен со входом селектора и первым входом фазометра, второй вход которого соединен со вторым

25 выходом селектора, а выход — с первыми входами первого, второго и контрольного блоков обработки сигнала, вторые входы которых соединены с третьим выходом селектора, а вы30 ходы — с блоком индикации.

805376

Формула изобретения

Кроме этого, датчик угла поворот< вала выполнен в виде диска, который соединен с валоМ и на котором, установлено тонкостенное кольцо, на котором установлен отражатель, с одной стороны которого установлен поглотитель, тонкостенное кольцо соединено через шарики с пъезопреобраэователяМи, которые расположены под заданными углами друг к другу, и выходы которых соединены со входами ультразвукового датчика угла поворота вала в код.

Устройство выполняется в виде тонкостенного кольца, соединенного дискообразным основанием с валом и вращающегося относительно неподвижного диска, в который вмонтированы пъезопреобразователи,возбуждающие на торце кольца ультразвуковые поверхностные волны (УПВ), при этом преобразование угла в код осуществляетСя путем фазовых измерений времени распространения ультразвука между отражателем и источником УПВ, соединенным с генератором частотноимпульсных сигналов и приемником, выход которого связан с селектором принятия колебаний и фазометром, соединенным с ним. При этом выходы фазометра и селектора подключены к двум цифровым преобразователям форм, одним из которых является корректирующий скорость УПВ. Цифровые преобразователи подключены к выходному отсчетному устройству.

На чертеже представлена функциональная схема ультразвукового преобразователя угла поворота вала в код.

Схема содержит диск 1, на котором установлено тонкостенное кольцо 2, основание 3, пъезопреобраэователь 4, акустически контактирующие шарики 5, отражател 6, поглотитель 7, опорный генератор 8, генератор УПВ 9, приемник 10, селектор 11, фаэометр 12, блоки 13 — 15 обработки сигнала, последний из которых является контрольным и блок 16 индикации.

Преобразователь вал-код работает следующим образом.

Расположенное на диске 1, соединяемом с валом, тонкостенное кольцо

2 служит основанием для кругового движения УПВ, возбуждаемых в ряде точек основания 3 с помощью пъезоцреобразователя 4 и акустически контактирующих шариков 5. 1 енерируемые

УПВ в точке акустического контакта с торцовой частью кольца 2, распространяясь по ней, отражаются от отражающей границы 6 и принимаются вновь излучающим пъезопреобразователем. Угловое положение точки излучения относительно отражающей метки пропорционально времени прохождения ультразвукового импульса по дуге, соответствующей углу . Для уменьшения влияния отраженных сигна

45 лов с обратной стороны отражателя

6 вводится поглотитель 7 звука. В принципе, отражателем 6 может быть тончайшая прорезь или акустическая неоднородность толщиной до 10 мм.

Реальные размеры конструкции с. учетом поглотителя.7 образуют своеобразную мертвую зону для работы конкретного> преобразователя. Кроме того, эта зона определяется условием работы соизмеримости длительности ультразвукового импульса со временем его продолжения от момента излучения до момента приема. Для исключения указанного влияния в устройство введены несколько источников излучения УПВ со строго известными угловыми координатами, в частности три. .Угловые положения относительно друг друга равны 1ф. Такое решение позволяет исключить существование зоны неопределенности. Кроме того, наличие пъеэопреобразователей в точках с заданными координатами позволяет вводить коррекцию в результаты измерений за счет уточнений скорости распространения УПВ. Временной сдвиг УПВ определяется фазометрическим комплексом, фазовую стабильность которого обеспечивает опорный генератор 9. Ультразвуковые сигналы, принятые приемником 10, подаются на входы селектора 11 и фазометра 12.

B селекторе 11 решаются вопросы приема рабочего сигнала и отделения его от помех, связанных, например с отражениями УПВ. Кроме того, этот блок учитывает условие работы конкретного пъезопреобразователя.

Временная задержка УПВ,пропорциональная Р, определяется в фазометре

12. Результаты, соответствующиЕ разным точкам приема, подвергаются цифровым преобразованиям в блоках 13-.

15 обработки сигнала. Блок 15 корректирует скорость УПВ. Окончательный отсчет, с учетом полученных данных, фиксируется в блоке 16 индикации.

1. Ультразвуковой преобразователь угла поворота вала в код, содержащий опорный генератор, датчик угла поворота вала, приемник и фаэометр, о.т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя и упрощения его конструкции, в него введены устройство индикации, первый и второй блок обработки сигнала, контрольный блок обработки сигнала, селектор и генератор поверхностных волн, входы датчика угла поворота вала соединены со входами приемника и с выходами генератора поверхностных волн, один вход которого соединен с выхо805376

ВНИИПИ Заказ 10908/74

Тираж 702

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4 дом опорного генератора, а другой с первым выходом селектора, выход приемника соединен со входом селектора и первым входом фазометра, второй вход которого соединен со вторым выходом селектора, а выход с первыми входами первого, второго и контрольного блоков обработки сигнала, вторые входы которых соединены с третьим выходом селектора, а выходы — с блоком индикации, 2. Ультразвуковой преобразователь угла поворота вала в код по и. 1, отличающийся тем, что датчик угла поворота вала выполнен в виде диска, который соединен с валом и на котором установлено тон- костенное кольцо, на котором устаЮ

„а човлен отражатель, с одной стороны которого установлен поглотитель, тонкостенное кольцо соединено через шарики с пъеэопреобразователями, которые расположены под заданными углами друг к другу, и выходы которЫ соединены со входами ультразвукового цатчина угла поворота вала в код.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

М 607247, кл. G 08 С 9/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

М 547804, кл. G 08 С 9/06, 1975.

3, Авторское свидетельство СССР

15 М 460560, кл, G 08 С 9/00, 1974 (прототип).