Измеритель линейных перемещений

Измеритель линейных перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений. С целью повьшения быстродействия в преобразователь , содержащий потенциометрический датчик 1, усилитель 2, блок 3 выборки-хранения, суммирующий уси-- литель 4, аналоговый делрЕтель 5, интегратор б, блоки 7 и 8 выборки-хранения , интегратор 9, компаратор 10, одновибраторы 11-13, резистор 16, ши- .ну 17 нулевого потенциала, введены ключи 14 и 15, а одновибратор 13 выполнен с прямым и инверсным выходами. Введение ключей 14 и 15 позволяет ограничить время переходного процесса на емкости связи потенциометрического датчика, не снижая точности измерения н функциональных возможностей измерительного преобразователя. Ключи 14 и 15 работают так, что в определенные моменты времени один замыкает емкость g связи датчика на шину 17 нулевого потенциала , другой в это же время отключает датчик от источника питания. 2 ил. (Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1439382 A ) (5!) 4 G 01 В 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4254119/24-28 (22) 13.04.87 (46) 23.11.88. Бюл. Р 43 (7)) Пензенский политехнический институт (72) О. Г. Звонов, А. Х. Зябиров, А.. И. Мартяшин и В. И. Чернецов (53) 621.317.39;531.717(088.8) 3 выборки-хранения, суммирующий уси-литель 4, аналоговый делитель 5, интегратор 6, блоки 7 и 8 выборки-хранения, интегратор 9, компаратор 1О, одновибраторы 11-13, резистор )6, ши.ну )7 нулевого потенциала, введены ключи !4 и 15, а одновибратор 13 выполнен с прямым и инверсным выходами.

Введение ключей 14 и 15 позволяет ограничить время переходного процесса на емкости связи потенциометрического датчика, не снижая точности измерения и функциональных возможностей измерительного преобразователя. Ключи 14 и

l5 работают так, что в определенные моменты времени один замь1кает емкость g> связи датчика на шину 17 нулевого потенциала, другой в это же время отключает датчик от источника питания.

2 ил. (56) Автррское свидетельство СССР

)) 834388, кл. G 01 В 7/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Р 1262270, кл. G 01 В 7/00, 1986. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений. С целью повышения быстродействия в преобразователь, содержащий потенциометрический датчик ), усилитель 2, блок

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1439382

U=U

При этом ключ 2 подсоединяет выход датчика 1 на землю, разряжая ем.кость связи датчика 1. Через время

Dt (— открывается ключ 1 где Т—

Т 35

У период релаксационных колебаний схемы (ключ 2 при этом закрывается) и напряжение U подается на вход потен циометрического датчика 1, на выходе 40 которого (на подвижном электроде) напряжение о!гписьвается выражением

Бкк, - (Ро.

Ug= е о

Вр емя d t не о бходимо для р аз ряда емкости связи датчика, чтобы переходный процесс в цепи начинался ка-.<дый pas IIpH нулевых начальных услови-50 ях. Одновременно первый одновибратор

ll вырабатьвает короткие импульсы через время dt после срабатывания компаратора 10. Эти импульсы управляют работой первого блока 3 выборки-5 хранения, на выходе которого при длительности управляющих импульсов t „ ((«R,„С напряжение описьвается выражением

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений.

Пель изобретения — поцышение быст5 родействия.

На фиг. 1 приведена блок-схема измерителя; на фиг. 2 — временная ди- аграмма его работы.

Измеритель содержит патенциометри- 10 ческий датчик 1, усилитель 2, блок 3 выборки-хранения, суммирующий усилитель 4, аналоговый делитель 5, интегратор 6, блоки 7 и 8 выборки-хранения интегратор 9, компаратор 10, одновиб- 15 раторы 11 — 13, ключи 14 и 15, резистор 16 и шину 17 нулевого потенциала.

Выход усилителя 2 подключен к первым входам суммирующего усилителя 4, 20 и блоков 7 и 8 выборки-хранения, выходы которых подключены к входам аналогового делителя 5.

Измеритель работает следующим образом.

При включении питания на выходе компаратора 10 появляется напряжение, например положительное

БкВх

Это напряжение подается на вход интегратора 6, постоянная времени ко-, торого выбирается из условия

"ь Ron

Это требование не строгое и выполняется один раз при настройке схемы.

При этом на интервале времени (Т/2

Д t; Т/2) 4 В.к

Ro

На выходе суммирующего усилителя

4 напряжение U равно

U < R.x

4 о и при ib" R, С не зависит от емкости связи, Таким образом, наличие интегратора

6 позволяет IIQBb!cHTb точность измере- ния, значительно снижая погрешность от ко!!ечной длительности управляющего импульса.

Напряжение с выхода блока 7 выборки-хранения подается на первый вход компаратора 10, на другой вход которого подается йапряжение с выхода интегратора 9. В момент равенства напряжений на его входах

Кхи к

Б! ,о "9 где — постоянная времени первого, 9 интегратора 9, компаратор 10 срабатывает и его выходное напряжение сменяет полярность, а весь процесс повторяется аналогично, возникают релаксационные колебания, частота которых равна

Rx

4 л р

Изменение емкости связи С несет ининформацию о перемещениях в направлении, перпендикулярном перемещению, пропорциональному изменению сопротивления R . В датчике цилиндрической формы с подвижным изолированным элект. родом типа токопроводящего кольца по изменению С можно судить о смещении

1439382

Uk Rx

8 R

Одновибратор 13 управляющих импуль-, > сов вырабатывает короткий импульс, отстоящий от импульса второго одновибратора 12 на промежуток времени t, который определяется из условия

"о

1 рлс кс

30 где Й „с — максимальная выходная частота преобразователя.

Этот импульс управляет работой блока 3 выборки-хранения, напряжение на выходе которого при длительности управляющего импульса t (с К „ С описью ается выражением

35 якR х +о! оп

11З = о

Напряжение с выходов блоков 3 и 8 выборки-хранения подаются на входы аналогового делителя 5.

Напряжение на выходе этого блока

Rx о 1 оп с

7 Rx

= Ке

Ук

50 где К вЂ” коэффициент преобразования блока вычисления отношения напряжений; относительно оси или отклонении траек торин движения от прямолинейности. .То же самое возможно и при использовании датчиков с плоскими резистивны5 ми элементами и подвижными. электродами типа токопроводящих пластин.

Для определения значения С используются одновибраторы ll и 12, блоки

3 и 8 выборки-.хранения и аналоговый 10 делитель 5. Одновибратор 11 вырабатывает импульсы, управляющие работой блока 8 выборки-хранения.

Напряжение на его входе описывается выражением 15 пропорционально изменению емкости С.

Фо рмул а и з о б р е т е н и я

Измеритель линейных перемещений, содержащий потенциометрический датчик, усилитель, три блока выборкихранения, суммирующий усилитель, три одновибратора, аналоговый делитель, два интегратора, компаратор, резистор и шину нулевого потенциала, первый неподвижный электрод потенциометрического датчика подключен к шине нулевого потенциала, которая через резистор подключена к подвижному электроду потенциометрического датчика и входу усилителя, выход которого под-ключен к первым входам суммирующего усилителя и первого и второго блоков выборки-хранения, выходы которых подключены к входам аналогового делителя, выход суммирующего усилителя подключен к первому входу третьего блока выборки-хранения, выход которого подключен к первому входу компаратора и через первый интегратор подключен к второму входу суммирующего усилителя, выход компаратора подключен к входам первого, второго и третьего одновибраторов и через второй интегратор к второму входу компаратора, выходы первого и второго одновибраторов подключены к вторым входам соответственно первого и второго блоков выборки-хранения, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены два ключа, а третий одновибратор выполнен с прямым и инверсным выходами, которые подключены к управляющим входам соответственно второго и первого ключей, выходы которых подключены соответственно к второму неподвижному электроду потенциометрического датчика и шине нулевого потенциала, входы первого и второго ключей подключены соответственно к подвижному электроду потенциометрического датчика и выходу компаратора, выход первого одновибратора подключен к второму входу третьего блока выборки-хранения.

1439382

Составитель В. Подолян

Техред Л.Сердюкова Корректор С. Черни

Редактор А. Козориз

Заказ 6065/38 Тираж 680 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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