Преобразователь перемещения в код

 

Союз Советски к

Социанистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ „„826384

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) Заявлено 1? .08. 79(21) 2813864/18-24 (5I)M. Кл.

C »- 08 С 9/04 с присоединением заявки ¹ = фаударстаанный комитет

СССР (23) Приоритет по делам наеаретеинй и открытий

Опубликовано 30.04.81. Бюллетень № 16 (53 ) Уд К 681 . 325 (088. 8,) Дата опубликования описания 10.05.81

В.Х. Ясовеев и Е.В. РаспопОв, Уфимский авиационный институт им. кидзе / (72) Авторы изобретения

/ (71) Заявитель

1 (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД

Изобретение относится к контроль о-измерительной технике и может быть использовано в различных устройствах для измерения и регистрации перемещений при повышенных температурах.

Известны преобразователи перемещения в код,содержащие дифференциально.— трансформаторные датчики, вторичные обмотки которых включены между собой последовательно встречно и подключены ко входу усилителя Я и (2)

Точность работы таких преобразователей недостаточна.

Известен преобразователь перемещения в код, содержащий два дифференциально-трансформаторных датчика с под-. вижными магнитными сердечниками, вторичные обмотки которых включены между собой последоватепьно-встречно и подключены ко входу усилителя, ггороговый элемент, вход которого подключен к выходу усилителя, а выход— череч цепочку из последовательно соединенных формирователя импульсов и реверсивного счетчика к одним входам преобразователя код-напряжение, другой вход которого соединен с выходом генератора сииусоидальных колебаний, а выход — с первичной обмоткой второго

S дифференциально-трансформаторного датчика, первичная обмотка первого дифференциально-трансформаторного датчика через делитель напряжения

10 соединена с выходом генератора синусоидальных колебаний (3).

Недостатком преобразователя является значительная температурная погрешность, обусловленная изменением

1$ активного сопротивления обмоточных проводов, изменением геометрических ,размеров каркасов катушек и т.д.

Цель изобретения — повышение точности преобразователя при повышен;ных температурах.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователь перемещения в код, содержащий два дифференциальнотрансформаторных датчика, каждый из

На фиг. 1 схематически изображен преобразователь перемещения в код: на фиг. 2 — конструкция дифференциально-трансформаторного датчика.

Преобразователь содержит дифференциально-трансформаторные датчики 1 и

2, усилитель 3, пороговый элемент 4, формироват ель 5 импульсов, дополнительные вторичные обмотки 6 дифференциально-трансформаторного датчика 1, демодулятор 7, вычитающее устройство

8, источник 9 постоянного опорного напряжения, широтно-импульсный модулятор !О, элементы И 11, 12, 13 и 14, тель код-напряжение 16, генератор

17 синусоидальных колебаний и делитель

18 напряжения, Неподвижный магнитопровод 19 представляет собой форму тела вращения

Э-образной формы. Внутри магнитопровода 19 перемещается подвижный магнитный сердечник 20. Секции первичной обмотки 21, вторичных 22 и дополнительных вторичных 6 обмоток расположены внутри и в торцах магнитопровода 19 .

Преобразователь перемещения в код работает следующим образом.

На вторичных обмотках датчиков 1 так как эти обмотки включены последовательно-встречно, на входе усилителя

3 сигнал равен нулю. Когда сердечник датчика 1 смещается от установленного начального положения, между началами вторичных обмоток появляется напряжение. Величина и фаза напряжения зависят от величины и направления смещения сердечника датчика 1, Напряжение рассогласования, усиленное усилителем 3, подается на пороговый элемент 4, а с него — на формирователь импульсов 5 и на одни из входов первого 11 и второго 12 элементов И. В зависимости от знака рассогласования пороговый элемент 4 открывает тот или иной ключ формирователя импульсов 5, и импульсы с его выхода поступают на одни из входов третьего 13 и четвертого 14 элементов И.

При изменении температуры окружающей среды возникает погрешность измерения. Для введения коррекции используются две дополнительные вторичные обмотки 6 датчика 1, В результате того, что дополнительные вторичные обмотки 6 соединены последовательно-согласно, выходное.напря3 826384 ф которых содержит неподвижный магнитопровод, подвижный магнитный сердечник, первичную обмотку и две дополнительные вторичные обмотки, которые включены между собой последовательновстречно и подключены ко входу усилители, пороговый элемент, вход которого подключен к выходу усилителя, а выходы — ко входам формирователя импульсовв, р ев ер сивный счетчик, выходы которого подключены к одним входам преобразователя код-напряжение, другой вход которого соединен с выходом генератора синусоидальных колебаний, а выход — c первичной обмоткой второго у5 реверсивный счетчик 15, преобразовадифференциально-трансформатор ного датчика, первичная обмотка первого дифференциально-трансформаторного датчика через делитель напряжения соединена с выходом генератора синусоидальных колебаний, введены демодулятор; вычитающее устройство, источник постоянного напряжения, широтно-импульсный модулятор и четыре элемента И, первый дифференциально- трансформаторный датчик снабжен двумя дополнительными вторичными обмотками, которые соединены последовательно-согласно и подключены ко входу демодулятора, выход которого соединен с одним входом вы- 30 и 2 индуцируются одинаковые ЭДС,но читающего устройства, другой вход которого соединен с выходом источника постоянного напряжения, выход вычитающего устройства соединен со входом широтно-импульсного модулятора, вы- ы ход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с вЂ,выходом порогового элемента, выходы первого и второго элементов И соеди- 40 иены соответственно с одним из входов четвертого и третьего элементов

И, другие входы которых соединены с выходами формирователя импульсов„ Bbiходы третьего и четвертого элементов 45

И соединены со входами реверсивного счетчика.

Дополнительной целью изобретения является уменьшение влияния внешних магнитных полей.

Эта цель достигается тем, что неподвижный магнитопровод диффереи" циально-трансформаторных датчиков выполнен в виде тела вращения Э-образной формы, внутри которого размещен подвижный магнитный сердечник, а обмотки расположены внутри и в торцах магнитопровода, 8263 жение их зависит от температуры .и не зависит от перемещения сердечника.

Напряжение с обмоток 6 подается через демодулятор 7 на один из входов вычитающего устройства 8. На другой вход вычитающего устройства 8 подается стабилизированное напряжение от источника опорного напряжения 9. Разница напряжений, несущая информацию об изменении температуры датчика, поступает на широтно-импульсный модулятор 10, ширина импульсов которого зависит, в конечном счете, от температуры. Этот широтно-модулированный сигнал подается на другие входы первого 11 и второ.)5 го 12,элементов И . Сигналы с выходов первого 11 и второго 12 элементов И поступают на другие входы третьего 13 и четвертого 14 элементов И и далее поступают на различные входы счетчика щ

15, т.е. направление счета определяется знаком сигнала рассогласования с датчиков 1 и 2.

В результате этого счетчик 15 заполняет импульсы широтно-модулирован- 2> ного сигнала в течение времени, пока открыт пороговый элемент 4. Далее циф. ровой код ее счетчика 15 поступает на информационные входы преобразователя 16, на другой вход которого подается синусоидальное напряжение повышенной частоты, вырабатываемое генератором 17, С выхода преобразователя

16 синусоидальное напряжение, соответствующее цифровому коду, поступа- .З5 ет на первичную обмотку датчика 2..

На вторичной обмотке этого датчика напряжение изменяется до тех пор, пока не станет равно напряжению во

40 вторичной обмотке датчика 1. При их равенстве цикл работы заканчивается, и при дальнейшем перемещении сердечника измерительного датчика 1 цикл работы повторяется.

Формула и зобр ет ения

1. Преобразователь перемещения в код, содержащий два дифференциальнотрансформаторных датчика, каждый из которых содержит неподвижный магнито провод, подвижный магнитный сердечник, первичную обмотку и две вторичные обмотки, которые включены между собой последовательно-встречно и подключены ко входу усилителя, пороговый элемент, вход которого подключен к выходу усилителя, а выход — ко входам формирователя импульсов, реверсивный счетчик, выходы которого подключены к одним входам преобразователя код-напряжение, другой вход которого соединен с выходом генератора синусоидальных колебаний, а выход— с первичной обмоткой второго дифференциально-трансформаторного датчика, первичная обмотка первого дифференциально-трансформаторного датчика через делитель напряжения соединена с выходом генератора синусоидальных колебаний, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения точности преобразователя при повьппенных температурах, в него введены демолулятор, вычитающее устройство, источник постоянного напряжения, широтноимпульсный модулятор и четыре элемента И, первый дифференциально-трансформаторный датчик снабжен двумя дополнительными вторичными обмотками, которые соединены последовательно-согласно и подключены ко входу демодулятора, выход которого соединен с одним входом вычитающега. устройства, другой вход которого соединен с выходом источника постоянного напряжения, выход вычитающего-устройства соединен со входом широтно-импульсного модулятора, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с выходом порогового элемента, выходы первого и второго элементов И

Таким образом, введение двух допол1нительных вторичных обмоток, демодулятора, вычитанпцего устройства, источника постоянного опорного напряжеS0 ния, широтно-импульсного модулятора и четырех элементов И позволяет расширить температурный диапазон работы датчиков от -60 до 250 С с обеспече0 нием температурной погрешности не более I 5X на 100 С.

Выполнение неподвижного магнитопровода дифференциально- трансформаторных Датчиков в виде тела вращения

84 6

Э-образнои формы повышает поп л щищенность от внешних магнитны . и<1;„.,;

Высокая стабильность работы в шп роком диапазоне температур и помехозащищенность дают воэможность пспоць— зовать данный преобразователь н качестве элемента системы автоматического Регулирования, например, измерения перемещения иглы в топливодозирующей аппаратуре.

7 826384 8 соединены соответственно g одним из ник, а обмотки расположены внутри и входом четвертого и третьего элемен- в торцах магнитопровода. тов И, другие входы которых соединены с выходами формирователя импульсов, Источники информации, выходы третьего и четвертого элемен- > принятые во внимание при экспертизе тов И соед невы со входа реверсив- 1. Старостин В.А. Технологиче е ного счетчика. измерения и контрольно-измерительные

П еоб азователь фо п.1, о т — приборы в промьппленности строительных л и ч а ю шийся тем, что, с материалов. И., "Стройиздат, 1973, целью уменьшения влияния внениих маг- щ с. 34-37. . нитных долей, неподвижный магнитопро- 2. Свечарник Д,В, Дистанционные вод дифференциально-трансформаторных передачи, М., "Энергия", 1974, с, 35. датщщов выполнен в виде тела .врав1е- 3. Авторское свидетельство СССР щщ Э-образной. формы, внутри которого 9 553643» кл. 6 08 С 9/04, 1975 (про разиещеи подвижный магнитный сердеч- у татин) .

ВНИИПИ Заказ 2378/35

Тираж 691 Подписное

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