Преобразователь перемещений

Преобразователь перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений . С целью повышения точности путем снижения чувствительности к изменениям амплитуды и частоты питающего напряжения в преобразователь. содержащий магнитопроводный якорь i, рабочие обмотки 2,3, резисторы 4,5, источник 10 переменного напряжения, блок I1 выборки-хранения, одновибратор 13, шину 16 нулевого потенциала , введены компенсационные обмотки 6,7, резисторы 8,9, блок 12 выборки-хранения , компаратор 14 и блок деления. Величина сигнала на выходе блока 15 деления, пропорциональная координате якоря на оси перемещений, не зависит от колебаний амплитуды и изменений частоты питающего напряжения , которые в равной степени влияют на уровни сигналов, снимаемых с первого и второго выводов диагонали измерительного моста, образованного обмотками 2,3,6,7 и резисторами 4,5,8,9. 2 ил. W

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИМИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИ i

„„SU„, !44! 375 А1 (5I)4 С Ol В 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К AST0PCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССОР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4246859/24-28 (22) 19.05.87 (46) 30.11.88. Бюл. Ф 44 (72) А.И.Никонов, В.В.Черных, В.С.Родионов, А.С.Слижов и В.В.Загайнов (53) 621.317.39:531.71(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1239513, кл. G О) В 7/00, 1984, Авторское свидетельство СССР

Ф 1146540, кл. G 01 В 7/00, 1983. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений. С целью повышения точности путем снижения чувствительности к из-. менениям амплитуды и частоты питающего напряжения в преобразователь, содержащий магнитопроводный якорь рабочие обмотки 2,3, резисторы 4,5, источник 10 переменного напряжения, блок ll выборки-хранения, одновибратор 13, шину 16 нулевого потенциала, введены компенсационные обмотки 6,7, резисторы 8,9, блок 12 выборки-хранения, компаратор 14 и блок деления, Величина сигнала на выходе блока 15 деления, пропорциональная координате якоря на оси перемещений, не зависит от колебаний амплитуды и изменений частоты питающего напряжения, которые в равной степени влияют на уровни сигналов, снимаемых с первого и второго выводов диагонали измерительного моста, образованного обмотками 2,3,6,7 и резисторами 4,5,8,9. 2 ил.

1441175

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

Цель изобретения — повышение точности за счет снижения чувствительности к изменениям частоты и амплитуды питающего напряжения, На фиг. 1 приведена блок-схема преобразователя на фиг. 2 — временные диаграммы сигналов, характеризующие его работы.

Преобразователь перемещений содержит магнитопроводный якорь 1, рабочие обмотки 2 и 3, резисторы 4 и 5, компенсационные обмотки 6 и 7, резисторы 8 и 9, источник 10 переменного напряжения, блоки 11 и 12 выборкихранения, одновибратор 13, компаратор 14, блок 15 деления и шину !6 нулевого потенциала, Рабочие обмотки 2 и 3, компенсационные обмотки 6 и 7 и резисторы 4, 5,8 и 9 образуют мостовую схему, в диагональ которой включен источник 10 переменного напряжения, рабочая обмотка 2 и компенсационная обмотка 6 подключены к информационным входам соответственно блоков ll и 12 выборки-хранения, выходы которых подключены к входам блока 15 деления.

Преобразователь работает следующим образом.

На диагональ питания a — - Ь посту35 пает выходное напряжение источника

10, питающее мост переменного тока:

П .+ U V sinQt, где V „ — амплиту t4 чЭ да! Ф - круговая частота; t — время.

В диапазоне преобразования зависимости индуктивностей L и Ь > соответственно рабочих обмоток от перемеще. ний якоря 1 вдоль оси Х контролируемых перемещений имеют линейный харак45 тер:

Ь 1 х+ Ьо 1(Хо+ ) + Ьо в

Ьэ - -1„+ Lo -1(Х,+ Vt) + Lo> где Х - начальное положение якоо ря 1, относительно которого отсчитывается его неремещение со скоростью V;

1 > 0 — коэффициент пропорциональности, определяемый параметрами дифференциального индуктивного датчика;

Ь вЂ” индуктивность любой из рао бочих обмоток 2 и 3, соответствующая нейтральному положению якоря 1, при котором Х О.

Входные сопротивления информационных входов блоков 11 и 12 выборкихранения намного превышают выходные сопротивления моста переменного тока на участках ветвей с — Ь и d — Ь, к которым подключены указанные информационные входы, а выходное сопротивление обоих входов компаратора ll значительно больше величины активно" го сопротивления R каждого из резисторов 4,5,8 и 9. Поэтому, подключение входных цепей блоков ll и 12 выборки-хранения к выводам измерительной диагонали, а также подключение входов компаратора 14 к выводам резистора 4 практически не оказывают влияния на распределение токов и напряжений в схеме моста переменного тока.

Разность фаэ напряжения и тока для сопротивления, имеющего индуктивно-активный характер, положительна и не превышает значения «/2. Поэтому ток, протекающий по ветви а — с — Ь, может быть представлен в виде функции i I sin((v t — P}, где 1,„ — амплитуда тока i(t); О с Ч( (%/2 — разность фаз напряжения !1ч и тока i(t). В диапазоне преобразования суммарная индуктивность рабочих обмоток 2 и 3 постоянна и равна

L + L = 2L . Следовательно, неизмен0 ными являются также

21

tlat

1 у= arctgQy

>La где — — — — добротность.

r+R

Величина тока i (t) = Т sin {et — g ) принимает нулевое значение в моменты времени

Щ + — = Т, + 0 5kT, М

0J

S где, Ч/u = arctg Q/ ;

Т = (2711 /р) — период;

К вЂ” целое число или нуль.

Соответственно, в моменты t l, o6paщаются в нуль значения составляющей

U „= (1 + r + R) i, а также падения напряжения на резисторе 4 U+= iR (фиг. 2) .

1441175 з 4

Однонибратор 13, запускаемый по нате Х якоря 1 и не зависящий от сковоэдействию на его вход положитель- 1 рости движения контролируемого объекньм фронтов вьмодных импульсов Б!„ та, координаты К, К „ определяются компаратора 14 (фиг. 2) вырабатына- внутренними параметрами дифференци° °

5 ет короткие импульсы U д; поступаю- ального датчика и блока 15 деления щие на управляющий вход блока 11 вы- и от колебаний амплитуды и частоты борки-хранения, выходной сигнал U питающего напряжения практически не которого представляет собой напряже- зависят, ние Пд, дискретизуемое в моменты

, + kT = 1,+ 0,5kT, т.е. U«= Ф о р м у л а и s о б р е т е н и я

11 сб (1!)

Поскольку составляющая U в моч

Преобразователь перемещений, соменты " а следовательно и при !. |! ° держащий источник переменного напря-!,„ + 0 5kT станонится равной 15 жения, две рабочие обмотки, первый

1! "1, э В нулю, то и само напряжение U„, -=- и второй резисторы, одновибратор, = Ucs (t1,) = U x(th) = wI!„(l „ + Lo) первый блок выборки-хранения, шину не зависит от скорости движения яко- нулевого потенциала и магнитопроводря 1 и пропорционально лишь коорди- ный якорь, Размещенный в магнитном нате Х якоря 1, отсчитываемой по оси 0 поле рабочих обмоток, первый вывод контролируемых перемещений. источника переменного напряжения

Индуктивность каждой иэ компенса- подключен к началу первой Рабочей ционных обмоток 6 и 7 и активное со- обмотки, второй вывод источника пепротивление каждого из резисторов ременного напряжения подключен к ши8 и 9 подобраны равными соответствен- 25 не нулевого потенциала и первому выно неличинам L и R так, что с уче- ноду первого резистора, начало втотом указанного равенства величин ак- рой рабочей обмотки подключено к интинных сопротивлений обмоток 2,3,6 формационному входу первого блока и 7 можно сделать вывод о том, что выборки-хранения, к управляющему в ветвях а — d - Ь и а — с — Ь про- 0 входу которого подключен выход однотекают равные между собой токи. вибратора, о т л и ч а ю щ и и и с я

Полностью аналогично описанному тем, что, с целью повышения точности, для электрических процессов в нет- в него введены дне компенсационные ви а - с " Ь в моменты времени !,= обмотки, третий и четвертый резисто t g + О, 5kT составляющая U напря- ры, второй блок выборки-хранения, жения U обращается в нуль, посколь- компаратор и делитель, первый выход ку ток 1 ветви а — с — Ь в моменты источника переменного напряжения чепринимает нулевое значение и, кро- рез последовательно включенные первую !, 1 ме того, токи B ветвях а — с " Ь и компенсационную обмотку, р т етий а - d — Ъ одинаковы. 4, резистор, вторую компенсационную

Выходной сигнал блока 15 деления ;обмотку и второй резистор подключен пропорционален отношению уровней нап- к шине нулевого потенциала и первому ряжений U, и U . входу компаратора, выход которого подключен к входу одновибратора, выц 1

П «!.!!1 !!!(В x+ Ьо) ход которого подключен к упранляюще

К!! ь!Х L 45 му входу второго блока выборки-хране= К„(К„Х + 1), ния, выход которого подключен к пергде К = В/Ь ному входу делителя, начало второй

K ц — масштабный коэффициент. де !, о1 компенсационнои обмотки подклю о ключено амплитУды тока Imj nPO- к ф,р нному входу второго блопорциональной амплитуде питающего на- ка выборки-хранения, к ц P

50 ения конец пе вой пряжения V, и частоты f. = w /2« рабочей обмотки через последовательпитающего напряжения находятся как но включенные четвертый рез р езисто и в числителе, так и в знаменателе от- вторую Рабочую обмотку п дк по лючен к ношения U /U и поэтому сокращают- нторому выводу первого резистора, ся, Следовательно, и колебания вели- выход первого блока выбор и- р

1! !Я 55

ыбо ки-х анения чины ч, f не оказывают влияния на подключен к второму входу блока де-; уровень U „, пропорциональный коорди- ления.

1441175

Составитель В. Подолян

Техред К.Ходанич Корректор Н. Король

Редактор А. Огар

Тирак 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, %-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6274/41

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