Устройство для измерения линейных перемещений

Устройство для измерения линейных перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контроль- .но-измерительной технике. Цель изоб ретения - повышение точности за счет автоматического смещения начальной точки преобразователя перемещения в частоту на линейнь:й участок его характеристики . Устройство состоит из - преобразователя 1 перемещения в частоту , измерителя частоты с цифровым выходом, состоящего из генератора 2 опорной частоты, элемента И 3 и счетчика 4, буферного регистра 5, последовательно соединенных и включенных между выходом преобразователя 1 и управляющим входом буферного регистра 5 формирователя 9 импульсов и элемента И 10. Перед началом измерений на второй вход элемента И 10 по- Jдается разрешающий потенциал, а начальная точка преобразователя 1 по сигнапу, появляющемуся на установочном входе преобразователя 1, смещается на линейный участок характеристики . 1 з.п. ф-лы, 2 ил. ш (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЯИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5и 4 С 01 В 21/00

j," г.г,1, ;",(фп, il(Tr,1, 5-,?!, !;", II !i! LJ l ° |-

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4288844/24-28 (22) 24.07.87 (4б) 23.02.89. Бюл. К - 7 (71) Институт электроники АН БССР (72) В,А.Пилипович, А.К.ЕсмФн, В,С.Поседько, В.П,Дубровский и А.В.Кулик (53) 531.7 (088.8) (5б) Патент США Ф 4392382, кл. G 01 L 19/04, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к контроль.но-измерительной технике. Цель изоб ретения — повышение точности за счет автоматического смещения начальной точки преобразователя перемещения в частоту на линейный участок его харак„„SU „„146060? А 1 теристики. Устройство состоит из . преобразователя 1 перемещения в частоту, измерителя частоты с цифровым выходом, состоящего из генератора 2 опорной частоты, элемента И 3 и счетчика 4, буферного регистра 5, последовательно соединенных и включенных между выходом преобразователя 1 н управляющим входом буферного регистра 5 формирователя 9 импульсов и элемента И 10. Перед началом измерений на второй вход элемента И 10 по,дается разрешающий потенциал, а начальная точка преобразователя 1 по сигналу, появляющемуся на установочном входе преобразователя 1, смещает- а ся на линейный участок характеристики. 1 s.ï. ф-лы, 2 ил.

1400607

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано в системах контроля и измерения перемещений объектов.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет автоматического смещения начальной точки преобразователя перемещения в частоту на линейный участок его характерис тики.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для измерения линейных перемещений; на фиг.2 — блок-схема преобразователя перемещения в частоту.

Устройство для измерения линейных перемещений состоит из последовательно соединенных преобразовате- 20 ля 1 перемещения в частоту, измерителя частоты с цифровым- выходом, состоящего из последовательно соединенных генератора 2 опорной частоты, элемента И 3 и счетчика 4, 25 причем вход элемента 3 является входом, а выход счетчика 4 — выходом измерителя частоты, буферного регистр а 5, генератора 6 частоты с переменным коэффициентом заполнения, 30 интегрирующей цепи 7 и усилителя 8, выход усилителя 8 соединен с установочным входом преобразователя 1, последовательно соединенных и включенных между выходом преобразователя 35

1 и управляющим входом регистра

5 формирователя 9 импульсов и элемента И 10, второй выход формирователя 9 импульсов соединен с входом сброса счетчика 4, являющимся входом 40 сброса измерителя частоты.

В

Преобразователь 1 перемещения в частоту состоит из оптически связанных источника 11 света, подвижного ,стержня 12 и двух фотоприемников 13 45 и 14, дифференциального усилителя

15, входы которого -связаны с выхоами фотоприемников 13 и 14, преобразователя 16 напряжения в частоту, вход которого связан с выходом уси1 ителя 15, а выход является выходом . .преобразователя 1 перемещения в частоту, причем вход смещения усилителя

15 является установочным входом преобразователя 1 перемещения в частоту, а стержень 12 связывается с контролируемым объектом.

Устройство работает следующим образом.

Преобразователь 1 перемещения в частоту генерирует последовательность импульсов, частота которых определяется положением контролируемого объекта положением подвижного стержня 12 относительно фотоприемников 13 и 14 и напряжением на его установочном входе. При движении стержня 12 один нз фотоприемников

13 и 14 открывается, а второй закрывается, что ведет к изменению разности выходных сигналов фотоприемников 13 и 14. Напряжение на выходе

Ф дифференциального усилителя 15, пропорциональное.разности напряжений на его входах, преобразуется преобразователем 16 напряжения в частоту в соответствующий частотно-модулированный сигнал. Изменяя напряжение на входе смещения дифференциального усилителя 15 (установочном входе преобразователя 1 перемещения в час« тоту), можно изменять его выходное напряжение, а значит н частоту следования импульсов на выходе преобразователя 16 напряжения в частоту .(т.е. на выходе преобразователя 1 перемещения в частоту, и тем самым выбирать начальную рабочую точку в любом месте характеристики.

В исходном состоянии с выхода преобразователя перемещения в частоту на первый вход элемента И 3 поступают импульсы, частота следования которых определяется начальным положением контролируемого объекта.

На второй вход элемента И 3 поступают высокочастотные импульсы с генератора "2 опорной частоты, причем частота их следования выше максимально возможной частоты на выходе преобразователя 1 перемещения в частоту.

На выходе элемента И 3 появляются пачки высокочастотных импульсов, число: импульсов, в которых, пропорциональное частоте следования импульсов на первом: входе первого элемента И 3, подсчитывается счетчиком 4.

По переднему и заднему фронтам сигналов на выходе преобразователя 1 перемещения в частоту формирователь

9 импульсов формирует импульсы, которые появляются соответственно на

его первом и втором выходах. Импульсаии, поступакщнми на вход сброса счетчика 4, последний обнуляетСя.

При наличии разрешающего потенииала на втором входе элемента И 10

Формула изобретения

30

2. Устройство по п,1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что преобра зователь перемещения в частоту выполнен в виде оптически связанных источника света, подвижного стержня, двух фотоприемников, последовательно соединенных дифференциального усилителя и преобразователя напряжения в частоту, выходы фотоприемников сое-. динены с входами дифференциального усилителя, вход смещения дифференциального усилителя явялется устано вочным входом преобразователя, подвижный стержень предназначен для связи с контролируемым- объектом, а выход преобразователя напряжения в частоту является выходом преобразователя.

3 146060 последний пропускает яа управляющий вход буферного регистра 5 импульсы с второго выхода формирователя о импульсов. При этом длительность раз5 решающего импульса должна быть не меньше максимально возможного периода следования импульсов на выходе преобразователя 1 перемещения в частоту, Импульсами, поступающими на управляющий вход буферного регистра

5, в него переписывается цифровой код с выходов счетчика 4. Таким образом, в буферный регистр 5 записывается цифровой код, соответствующий числу высокочастотных импульсов в одной пачке.

Генератор 6 частоты с переменным коэффициентом заполнения вырабатывает последовательность импульсов фик- 20 сированной частоты, коэффициент заполнения которых определяется цифровым кодом на его входах. Интегрирующая цепь 7 преобразует импульсный широтно-модулированный сигнал 25 в напряжение, величина которого пропорциональна его коэффициенту заполнения. Напряжение с выхода интегри- рующей цепи 7 "усиливается усилителем 8 и подается на установочный вход преобразователя 1 перемещения в код., Коэ ффициент преобразования цифроmoro кода, .записываемого в буферный регистр 5, в напряжение на выходе усилителя Я выбирается таким, чтобы для любого исходного состояния контролируемого объекта частота импульсов на выходе преобразователя 1 перемещения в частоту была примерно 40 одной и той же (при наличии разрешающего сигнала на втором входе элемента И 10). Это позволяет постоянно работать на одном и том же линейном участке характеристики преобразователя 16 напряжения в частоту с постоянной крутизной преобразования.

При отсутствии разрешающего потенциала на втором входе элемента И 10 на выходе усилителя 8.поддерживается постоянное напряжение, соответствую7

4 щее цифровому колу, записанному в буферном регистре 5. А частота импульсов на выходе преобразователя 1 перемещения в частоту- в э том случае изменится только при перемещении контролируемого объекта.

1. Устройство для измерения линейных перемещений, содержащее преобразователь перемещения в частоту, последовательно соединенные генера тор частоты с переменным коэффициентом заполнения, интегрирующую цепь и усилитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности оно снабжное последоватеяьно соединенными измерителем частоты и буферным регистром, включенными между выходом преобразователя перемещения в частоту и входом генератора частоты с переменным коэффициентом заполнения, последовательно соединенными формирователем импульсов и элементом

И, включеними между выходом преобра" зователя перемещения в частоту и управляющим входом буферного регист. ра, второй выход формирователя импульсов подключен к входу сброса измерителя частоты, 1460607 да Йока 10

Составитель N.Kóçíåöoâ

Редактор Л.Гратилло Техред Л.Олийнык Корректор В. Бутяга

Заказ 534/50 Тираж 683 Подписное

BHHHHQ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.уагород, ул. Гагарина, 101