Устройство для измерения линейных перемещений

Устройство для измерения линейных перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной .технике. Целью изобретения является повьшение точности измерений . По команде Сброс в блоке 11 управления формируется и выдается с шестого выхода команда на запись кода числа NQ во второй счетчик 9 импульсов . Команды с третьего и седьмого выходов блока 11 управления разрешают перезапись кода Ng в первьй и третий счетчики 8, 10 импульсов. Второй счетчик 9 импульсов командой с пято

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) SU (ill (51)4 6 01 В 7 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.13

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4101925/24-28 (22) 09.06.86 (46) 15.02.88. Бюл. Р 6 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) M.Â.Êðèâoãèí, К.С.Полулях, B.À.Pàê и И.Н.Тополов (53) 531.717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

119 759841, кл. С 01 В 7/00, 1978.

Федотов А.В. Расчет и проектирование индуктивных измерительных преобразователей. М.: Машиностроение, 1979, с. 136. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной, технике. Целью изобретения является повышение точности измерений. По команде "Сброс" в блоке 11 управления Формируется и выдается с шестого выхода команда на запись кода числа N во второй счетчик 9 импульсов. Команды с третьего и седьмого выходов блока ll управления разрешают перезапись кода N в первый и третий счетчики 8, 10 импульсов. Второй счетчик 9 импульсов командой с пято1374036

ro выхода устанавливается в "0", Команды с первого, четвертого, восьмого выходов блока 11 разрешают запись через элементы 5,6,7 импульсов с автогенераторов 2,3,4 соответственно на вычитающие входы счетчиков 8,10 и суммирующий вход счетчика 9. Периоды следования с первого, второго и третьего автбгенераторов выбираются из соотношений Т > Т pT, . Первым за3 полняется счетчик 8, при этом формируется интервал Н„ = И Т,. В соответствии с этим интервалом число импульсов в счетчике 9 составляет N

= N.Т/Т . Импульс с выхода обратного переноса счетчика 8 поступает на первый вход блока 11, который с третьего выхода выдает импульс на запись N в первый счетчик 8. Счет импульсов вторым и третьим счетчиками 9,10 продолжается до обнуления счетчика 9.

При этом формируется интервал Г

= И Т .Во втором счетчике 9 при этом число импульсов составит И = И Т /Т, Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, для автоматического контроля и регулирования перемещений, деформаций и т,п, 5

Целью изобретения является повышение точности измерений путем расширения линейного диапазона измере10

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2временная диаграмма его работы.

Устройство (Лиг.1) содержит дифференциальный индуктивный датчик 1, измерительные автогенераторы 2,3, в задающие контуры которых включены соответствующие плечи датчика 1. Устройство содержит также третий автогенератор 4, первый элемент 2-2И-ИЛИ2

НЕ 5,второй элемент 2-2И-ИЛИ-НЕ 6, элемент 2И-НЕ 7, первый счетчик 8 импульсов, второй счетчик 9 импульсов, третий счетчик 10 импульсов и блок 11 управления. Первый 2 и второй 3 из.мерительные автогенераторы подключены

Это число переписывается в счетчик

10. Одновременно на втором выходе блока 11 формируется команда, разрешающая реверсивный счет импульсов с периодами Т, и Т счетчиками 8 и 10, и к моменту обнуления счетчика 8 формируется интервал времени Г ч. з

= N,T, = Н Т,/Т . В момент обнуления счетчика 8 обнуляется счетчик 9, разрешается запись в него импульсов на вычитающий вход счетчика 10 и продолжается поступление импульсов на вы-, читающий вход счетчика 10,и к моменту его обнуления формируется интервал

С< = N z T = И, Tz/T, . Разностный

/\ / z. интервал д < = („.-, = N, Т вЂ” Т,/Т, при этом число импульсов, поступивших в счетчик 9 за это время, равно

6И = д< /Тy = И Т вЂ” Тz /Тg р учить вая, что Т = const, Т, и Tz зависят от измеряемой величины, после преобразований bN = В bl, где  — постоянная величина, а bl — линейное измеряемое перемещение. 2 ил. к первым и третьим входам соответствующих элементов 5 и 6, выход третьего автогенератора 4 связан с первым входом элемента 7. Выходы элементов

5 и 6 подключены к вычитающим входам соответственно первого 8 и третьего

I0 счетчиков импульсов, выход элемента 7 соединен с суммирующим входом второго счетчика 9 импульсов. Выходы счетчиков 8, 10 подключены соответственно к первому и второму входам блока 11 управления.

Первый выход блока 11 управления соединен с вторым входом элемента 5, второй — с четвертыми входами элементов 5 и 6, третий — с установочным входом элемента 8, четвертый— с вторым входом элемента 7, пятый— с входом установки в "0" счетчика 9 импульсов, шестой и седьмой — с установочными входами соответственно счетчиков 9 и 10, восьмой — с вторым входом элемента 6.

Устройство работает следующим образом.

1374036

Перед началом преобразований периоды следования импульсов первого 2; второго Зи третьего 4 автогенераторов (фиг. 1) выбираются из соотношения Т Т >5

3 о Т< .По команде "Сброс". (нафиг.2 не показано) в блоке 11 управления формируется и выдается с шестого выхода команда на запись кода числа N, во второй счетчик 9 импульсов. Число И. определяет разрядность результата преобразования.

Следующие команды, одновременно поступающие с третьего и седьмого вы- ходов блока ll управления, .разрешают перезапись кода Н из второго счетчика 9 импульсов в первый 8 и .третий

10 счетчики импульсов. Команда с пятого выхода блока ll управления устанавливает в "0" второй счетчик 9 им- 20 пульсов.

Следующие потенциальные команды, одновременно поступающие с первого, четвертого и восьмого выходов блока

11 управления, разрешают поступление 25 выходных импульсов с первого измерительного автогенератора 2 через первый элемент 2-2И-ИЛИ-НЕ 5 на вычитающий вход первого счетчика 8 импульсов, импульсов с выхода второго из- 30 мерительного автогенератора 3 через второй элемент 2-2И-ИЛИ-НЕ 6 на вычитающий вход третьего счетчика 10 импульсов, импульсов с выхода третьего автогенератора 4 через элемент

2И-НЕ 7 на суммирующий вход второго счетчика 9 импульсов.

В силу приведенного выше соотношения периодов автогенераторов первым обнуляется первый счетчик 8.импуль- 40 сов. 3а это время формируется интервал (фиг. 2). г, = И Т,, 45 который одновременно квантовался импульсами с периодами следования Т, в результате чего во втором счетчике

9 импульсов формируется код т, 50

N = 1 1 ——

3 (2)

Импульс с выхода обратного переноса (фиг.l) первого счетчика 8 импульсов поступает на первый вход блока ll управления, который с третьего выхода выдает команду на запись кода N, в первый счетчик 8 импульсов. Счет им(3) г 1 1о Т э который одновременно квантовался во втором счетчике 9 импульсов импульсами с периодом следоваия Т . При этом

3 во втором счетчике 9 импульсов формируется код (фиг.2) (4)

Импульс с выхода обратного переноса третьего счетчика 10 импульсов (фиг.l) поступает на второй вход блока 11 управления, который с седьмого выхода выдает команду на перезапись кода Б в третий счетчик 10 импульсов из второго счетчика 9 импульсов.

Одновременно в блоке 11 управления формируется и выдается на второй выход команда, разрешающая реверсивный счет импульсов с периодами следования Т, от первого измерительного автогенератора 2 через первый элемент

2-2И-ИЛИ-НЕ 5 первым счетчиком 8 импульсов и с периодами следования Т от второго измерительного автогенератора 3 через второй элемент 2-2И-ИЛИНЕ 6 третьим счетчиком 10 импульсов.

К моменту обнуления первого счетчика 8 импульсов формируется интервал времени (фиг.2) < = N T

3 «» или из формулы (2) к (6)

В момент обнуления первого счетчика 8 импульсов (фиг.l) с его выхода обратного переноса поступает импульс на первый вход блока ll управления, который формирует и выдает команду с пятого выхода на сброс в "0" второго счетчика 9 импульсов, с.четвертого выхода — разрешение на счет импульсов от третьего автогенератора

4 через элемент 2И-НЕ 7 вторым счетчиком 9 импульсов. При этом продолжается поступление импульсов от второго измерительного автогенератора 3 пульсов вторым 9 и третьим 10 счетчиками импульсов продолжается до обнуления третьего счетчика 9 импульI сов. За время работы третьего счетчика 9 импульсов, т.е. до его обнуления, формируется интервал

1374036 (7) 4 г г °

Учитывая, что

15 (15) (16)

2о

Т, = 27 Е,С, = 2о (12) — 2о на вычитающий вход третьего счетчика 10 импульсов, и к моменту его обнуления формируется интервал (фиг.2) Используя формулу (4):

2

"ф 1 о (8) з

В момент обнуления третьего 10 счетчика импульсов команда с его вы" хода обратного переноса поступает на

:второй вход блока 11 управления, который формирует команды запрета счета импульсов во все счетчики 8-10 имПульсов. На этом цикл преобразования заканчивается.

Разностный временной интервал Ь получаемый между вторыми обнулениями, счетчиков 8 и 10 импульсов, с уче-. том (6) и (8) будет равен г г

Тг- Т, 4 Ь 1 1 ° (9) о T

Число импульсов 6N поступивших в счетчик 9 импульсов за этот временной интервал, будет с учетом (9) равно г

lrC T l г (10)

Т о Tt о з

Периоды Т, и Тг измерительных LC-автогенераторов 2 и 3 могут быть представлены соответственно в виде:

Т, = 2о L C1 = 27 о где L = L + k61 - индуктивность плеча дифференциального датчика 1 первого измерительного автогенератора3

Ь = L — k д 1 — индуктивность плеча дифференциального датчика 1 второго измерительного автогенератора;

ЬЬ = k a l — приращение индуктивнос ти одного плеча дифференциального датчика;

Ь1 — измеряемое перемещение;

k — - коэффициент пропорциональнос.ти;

С,, С вЂ” емкости колебательных . контуров первого и второго измерительных LC-автогенераторов соответственно.

Из (10) с учетом (11) и (12) получим д д 4 ((Ь + 1Ь1)С,-(Lo khl)C,g

4Т L (С, — Сг) 8» k(C, + С ) = И о е г + д 4 о TI o OTAL (13) 4,;-г

N â€, — L (С, — С ) = А = const, (14) 8о К(С i + Ci)

N — — — --- — — — -- = В = const о Т

Э з

25 или в частном случае, когда при С„

= С коэффициент А = О, получаем

Формула изобретения

Устройство для измерения линейных перемещений, содержащее дифференциальный индуктивный датчик, первый и второй измерительные автогенераторы, в задающие контуры которых включены соответствующие плечи дифференциаль40 ного измерительного датчика, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено первым, вторым и третьим счетчиками импульсов, третьим автоге45 нератором двумя элементами 2-2И-ИЛИНЕ, элементом, 2И НЕ,блоками управления, выход первого измерительного автогенератора соединен с первым и третьим входами первого элемента

2-2И-ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, четвертый вход — с вторым выходом блока управления и с четвертым входом второго элемента 2-2И-ИЛИ-НК, выход первого элемента 2-2И-ИЛИ-НЕ соединен с вычитающим входом первого счетчика импульсов, установочный вход которого соединен с третьим выходом блока управления, выход обратного пе-1374036

Vg

Составитель В.Петраковский

Редактор А.Маковская Техред М. (оданич Корректор В.Гирняк

Заказ 562/36 Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул.Проектная, 4 реноса - с первым входом блока управления, входы параллельной записи первого счетчика импульсов соединены с выходами второго счетчика импульсов и с входами параллельной записи третьего счетчика импульсов, выход третьего автогенератора соединен с первым входом элемента 2И-НЕ, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, выход — с суммирующим входом второго счетчика импульсов, вход установки в "0" которого соединен с пятым выходом блока управления, установочный вход — с шестым выходом блока управления, выход второго измерительного автогене. ратора соединен, с первым и третьим входами второго элемента 2-2И-ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с восьмым выходом блока управления, выход— с вычитающим входом третьего счетчика импульсов, установочный вход которого связан с седьмым выходом блока управления, а выход обратного переноса — с вторым входом блока управ-. ления.