Измеритель линейных перемещений

Измеритель линейных перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в различных областях машинои приборостроения для измерения линейных перемещений. Целью изобретения является повьипение точности измерений за счет подавления помех на входе измерителя и расширение функциональных возможностей путем обеспеченяя измерений перемещений по второй координате. Появляющееся на выходе Компаратора напряжение при включении питания подается на вход :потендиометрического датчика, сигнал на выходе которого отфильтровывается с помощью фильтра высоких частот. образованного опорным сопротивлением и емкостной связью датчика. Сигнал датчика усиливается усилителем. В моменты срабатывания компаратора первьш формирователь управляющих импульсов вырабатывает короткие им- . пульсы, управляю1цие работой первого блока выборки-хранения. Напряжение с указанного блока интегрируется вторьм интегратором и подается на один из входов суммирующего усилителя , на другой вход которого подается напряжение с усилителя. Сигнал на выходе суммирующего усилителя не зависит от ёмкости связи. Напряжение с Q с выхода первого блока выборки-хра (Л нения подается на вход компаратора, на выходе которого возникают релаксаС ционные колебания , частота которых пропорциональна перемещению движка потенциометрического датчика. Информацию о перемещении движка датчика в поперечном направлении несет напряжение с выхода блока вычисления отношения напряжений, на входы которого поступают напряжения с второго и третьего блоков выборки-хранения, управляемых сигналами соответственно второго и третьего формирователей управляющих импульсов. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) 01) (51) 4 G 01 В 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3904795/24-28 (22) 29.05.85 (46) 07. 10.86. Бюл. В 37 (71) Пензенский политехнический .институт (72) А.Х. Зябиров; А.И. Мартяшин, Ю.П. Поцелуев и В.И. Чернецов (53) 53 1.717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 834388, кл. G 01 В 7/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1116299; кл. G 01 В 7/00, 1983. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в различных областях машино- и приборостроения для измерения линейных перемещений. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет подавления помех на входе измерителя и .расширение функциональных возможностей путем обеспечения измерений перемещений по второй координате. Появляющееся на выходе компаратора напряжение при ,включении питания подается на вход

:потенциометрического датчика, сигнал на выходе которого отфильтровывается с помощью фильтра высоких частот, образованного опорным сопротивлением и емкостной связью датчика. Сигнал датчика усиливается усилителем. В моменты срабатывания компаратора первый формирователь управляющих импульсов вырабатывает короткие импульсы, управляющие работой первого блока выборки-хранения. Напряжение с указанного блока интегрируется вторым интегратором и подается на один из входов суммирующего усилителя, на другой вход которого подается напряжение с усилителя. Сигнал на выходе суммирующего усилителя не зависит от емкости связи. Напряжение с выхода первого блока выборки-хранения подается на вход компаратора, на выходе которого возникают релаксационные колебания, частота которых пропорциональна перемещению движка потенциометрического датчика. Информацию о перемещении движка датчика в поперечном направлении несет напряжение с выхода блока вычисления отношения напряжений, на входы которого поступают напряжения с второго и третьего блоков выборки-хранения, - управляемых сигналами соответственно второго и третьего формирователей управляющих импульсов. 1 ил.

1262270

f5

Устройство содержит потенциометрический датчик 1, состоящий из потенциометра с двумя неподвижными электродами и одним подвижным изолированным электродом, усилитель 2, первый блок 3 выборки-хранения, второй блок 4 выборки-хранения, третий блок 5 выборки-хранения, суммирующий усилитель 6, блок 7 вычисления отношения напряжений, первый интегратор 8, второй интегратор 9, компаратор 10, первый-третий формирователи 11-13,управляющих импульсов.

Выход компаратора 10 соединен с неподвижным электродом потенциометрического датчика 1 через интегратор

8 со своим вторым входом и,со входами формирователей 11-13 управляющих импульсов, выходы которых соединены с управляющими входами соответственно первого блока 3 выборки-хранения, второго 4 и третьего 5.блоков выборки-хранения. Второй неподвижный электрод потенциометрического датчика 1 соединен со входом усилителя 2 и опорным сопротивлением 14, подключенным между входом усилителя 2 и общей шиной. Выход усилителя 2 соединен со входами второго 4 и третьего 5 блоков выборки-хранения, со входом суммирующего усилителя 6, выход которого через блок 3 выборкихранения и второй интегратор 9 сое-, динен со своим вторым входом, выход

1 первого блока 3 выборки-хранения соединен с первым входом компаратора 10, второго блока 4 — с первым, третьего блока 5 — со вторыми входами блока 1 вычисления отношения напряжений. Второй неподвижный электрод потенциометрического датчика 1 соединен с общей шиной.

Устройство работает следующим образом. (3) Пер вый фор миров ат ель 1 1 упра вляющих импульсов вырабатывает короткие импульсы в моменты срабатывания компаратора 10. Эти импульсы управляют работой первого блока 3 выборкихранения, на выходе которого при длительности управляющего импульса

1 „ « "rp напряжение будет описываться выражением

45 ц Нк „ э (4) Это напряжение подается на вход

50 второго интегратора 9, постоянная времени которого выбирается из условия э - "оп при этом

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в различных областях машино- и приборостроения для измерения линейных перемещений.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет подавления помех на входе измерителя и расширение функциональных возможностей путем обеспечения измерений перемещений по второй координате.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

При включении питания на выходе компаратора появляется напряжение, например положительное.

Это напряжение подается на вход потенциометрического датчика 1, на выходе которого (на подвижном электроде) напряжение описывается выражением

"к "х

"д = э, (2) о где R — сопротивление датчика сопротивление, пропорциональное перемещению, напряжение помехи.

Опорное сопротивление Ron и емкость связи С образуют фильтр верхних частот с частотой среза, равной

ur =1 Ron C °.

ff

Так, при Ro„= 10 Оми С = 10%, < rp = on С = 10 с ° Поэтому низкочастотные помехи на выходе фильтра подавляются. При этом подавление помехи с частотой 50 Гц до 65 Дб, т.е. в дальнейшем при расчетах ее влияния можно не учитывать. Напряжение на выходе усилителя 2 описывается выражением

3 1262

На выходе суммирующего усилителя

6 напряжения, равное сумме напряже- < ний

U»Rx! -Ц-., -ttkon.ñ1 Ux Rо о

270 4 кий импульс в момент положительного перепада напряжений на выходе компаратора 10. Этот чмпульс управляет работой второго блока 4 выборкихранения, напряжение на выходе которого при длительности управляющего импульса 4<- с<<.„ описывается выражением при ь = I „ С не зависит от емкости связи. Таким образом, наличие 1О второго. интегратора 9 позволяет повысить точность измерения, значительно снижая погрешность от конеч ной длительности управляющего импульса 4п <5

Напряжение с выхода первого блока

3 выборки-хранения подается на первый вход компаратора 10, на другой вход которого подается напряжение с выхода первого интегратора 8. В момент 20 равенства напряжений на его входах

О„ „

Ro (9) 1 с

1 о 21 ха (10) "х<< k

=U и C. (7) 25 (8) о« о,= » Р. -Ф,.lR,„.С «2 )

-е х

Нк а

1 пропорционально изменению емкости Q .

Измеритель линейных перемещений, содержащий усилитель, компаратор, первый интегратор, вход которого подключен к выходу компаратора, потенциометрнческий датчик, один из двух неподвижных электродов которого подключен к выходу компаратора, изолированный подвижный электрод подключен к входу усилителя, суммирующий усилитель, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью ловышения точности и расширения функцногде ь — постоянная времени первого интегратора 8, компаратор 10 срабатывает и его выходное напряжение сменяет полярность, а весь процесс повторяется аналогично. Возникают релаксационные колебания, частота которых равна !

Изменение емкости связи C несет з информацию о перемещениях в направлении, перпендикулярном перемещени1о пропорционального изменению сопротивления к „ . В датчике цилиндричес-40 .кой формы с подвижным изолированным электродом типа токопроводящее кольцо по изменению С можно судить о смешении относительно оси или от-. клонении траектории движения от 45 прямолинейности. То же самое возможно и при использовании датчиков с плоскими резистивными элементами и подвижными электродами типа токапроводящих пластин. 56

Для определения значения С используются второй и третий формирователи 12 и 13 управлянхцих импульсов, второй и третий:блоки 4 и э выборкихранения и блок 7 вычисления отно- 55 шения напряжений.

Второй форгчрователь 12 уйравляющих импульсов вырабатывает. коротТретий формирователь 13 управляющих импульсов вырабатывает короткий импульс, отстоящий от импульса второго формирователя 12 на промежуток времени,, который определяется из условия где „ „- максимальная выходная частота преобразователя.

Этот импульс управляет работой третьего блока 5 выборки хранения, напряжение на выходе которого при длительности управляющего импульса

« „ описывается выражением

О, й,,-t,/р,„с а (11) Напряжение с выходов второго 4 и третьего 5 блоков выборки-хранения подаются на входы блока 7 вычисления отношения напряжений.

Напряжение на выходе этого блока

Формула изобретения

Составитель В.Петраковский

Редактор П.Коссей Техред И.Попович

Корректор М.Максимишинец

Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5409/35

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4

5 12622 нальных возможностей, он снабжен опорным сопротивлением, подключенным между входом усилителя и общей шиной, тремя блоками выборки-хранения, вторым интегратором, блоком вычисления отношения напряжений, тремя формирователями управляющих импульсов, выход усилителя соединен с входами второго и третьего блоков выборки"хранения и с первым входом 10 суммирующего усилителя, выход последнего соединен с входом первого блока выборки-хранения, выход которого соединен с первым входом компаратора и через второй интегратор с вторым 15 входом суммирующего усилителя, выход компаратора соединен с входами первого, второго и третьего формирователей управляющих импульсов, выходы которых соединены соответственно с управляющими входами первого, второго и третьего блоков выборкихранения, выходы второго и третьего блоков выборки-хранения соединены с первым и вторым входами блока вычисления отношения напряжений, другой неподвижный электрод потенциометрического датчика соединен с общей шиной, а выход первого интегратора соединен с.вторым входом компаратора.