Устройство для измерения перемещений

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (!)844989 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15.08.79 (21) 2816423/18-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (51) М. К

G01 В 7/04

Государственный комитет (53) УДК 531.717 (088.8) Опубликовано 07.07.81. Бюллетень №25

Дата опубликования описания 17.07.81 ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. А. Штин, А. Н. Исупов, Э. А. Витриченко и О. А. Евсеев с и ЛФ Г ° с 1м у pyg$(71) Заявитель

Ижевский механический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к устройствам для измерения неэлектрических величин и может быть использовано в цифровых и аналоговых измерительных приборах.

Известен трансформаторный преобразователь перемещений, содержащий первичную и вторичную обмотки, а также подвижный плунжер.

Перемещение плунжера приводит к изменению коэффициента трансформации, и, следовательно, к изменению напряжений на вторичной обмотке (1) .

Недостатком этого устройства является сравнительно низкая чувствительность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройс во для измерения перемещений, содержащее источник питания, основную и дополнительную первичные обмотки, подключенные к источнику питания, основную и дополнительную вторичные обмотки, включенные последовательно встречно, блок формирования выходного сигнала, вход которого подключен к дополнительной вторичной обмотке, и подвижный экран, расположенный между первичными и вторичными обмотками и жестко связываемый с контролируемым объектом (2) .

Основной недостаток данного устройства заключается в значительной нелинейности характеристики, которая приводит к сниженик точности измерений и ограничивает диапазон измеряемых перемещений.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено формирователем, то вход которого подключен к основной вторичной обмотке, и модулятором, включенным последовательно с дополнительной первичной обмоткой, а управляющий вход модулятора соединен с выходом формирователя.

1$ Кроме того, модулятор может быть выполнен в виде дифференциального усилителя, формирователь — в виде активного фильтра, а инвертирующий вход усилителя является управляющим входом модулятора.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 питания, модулятор 2, дополнительную первичную обмотку 3, основную первичную об844989

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 4309/9 Тираж 642 Подписное

Филиал ППП «Патент>, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 мотку 4, подвижный экран 5, дополнительную вторичную обмотку 6, основную вторичную обмотку 7, блок 8 формирования выходного сигнала и формирователь 9.

Первичные обмотки 3 и 4 подключены к источнику питания, а вторичные обмотки 6 и 7 — к блоку 8 формирования выходного сигнала. Последовательно с дополнительной первичной обмоткой 3 включен модулятор 2, управляющий вход которого соединен с выходом формирователя. 9. Вход последнего подключен к основной вторичной обмотке 7.

Устройство работает следующим образом.

Источник питания создает переменные напряжения, сдвинутые по фазе друг относительно друга на некоторый постоянный угол. Эти сигналы поступают на первичные обмотки 3 и 4. Суммарное напряжение со вторичных обмоток 6 и 7 поступает на вход блока 8 формирователя выходного сигнала.

Перемещение экрана 5 приводит к изменению амплитуд напряжений на вторичных обмотках и, как следствие, к изменению фазового сдвига суммарного напряжения.

Блок 8 преобразует фазовый сдвиг в уровень напряжения или цифровой код.

Поскольку формирователь подключен к обмотке 7, то сигнал на его выходе будет пропорционален перемещению экрана. Далее этот сигнал поступает на управляющий вход модулятора 2, который изменяет напряжение на вторичной и первичной дополнительных обмотках 3 и 6, компенсируя нелинейность характеристики. Хорошие результаты достигаются при изменении напряжения на обмотке 6 в зависимости от перемещения экрана по квадратичному закону. Для этого достаточно изменять напряжение питания на обмотке 3 прямо пропорционально перемещению экрана. Наиболее просто эта задача решается, если выполнить модулятор в виде дифференциального усилителя, а формирователь в виде активного фильтра, Инвертирующий вход дифференциального усилителя являет4 ся управляющим входом модулятора. При этом выходное напряжение фильтра вычитается из входного напряжения усилителя. Выполнение формирователя в виде активного фильтра необходимо, чтобы скомпенсировать фазовый сдвиг, вносимый источником 1 и экраном 5. Коэффициент усиления активного фильтра выбирают из условия минимальной нелинейности выходной характеристики устройства.

1. Устройство для измерения перемещений, содержашее источник питания, основную и дополнительную первичные обмотки, подключенные к источнику питания, основную и дополнительную вторичные обмотки, включенные последовательно встречно, блок формирования выходного сигнала, вход которого подключен к дополнительной вто20 ричной обмотке, и подвижный экран, расположенный между первичными и вторичными обмотками и жестко связываемыми с контролируемым объектом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено формирователем, вход которого подключен к основной вторичной обмотке, и модулятором, включенным последовательно с дополнительной первичной обмоткой, а управляющий вход модулятора соединен с выходом формирователя. зр 2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что модулятор выполнен в виде дифференциального усилителя, формирователь — в виде активного фильтра, а инвертирующий вход усилителя является управляющим входом модулятора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Нуберт Г. П. Измерительные преобразователи неэлектрических величин. Л., «Энергия», 1970, с. 222 — 226.

40 2. Авторское свидетельство СССР № 601561, кл. G 01 В 7/04, 1978, (прототип).