Способ преобразования перемещение-фаза

Способ преобразования перемещение-фаза

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении измерителей перемещений. С целью повышения точности и расширения диапазона измерения согласно изобретению формируют и геометрически суммируют два гармонических сигнала, выбирают необходимые значения их амплитуд и фаз и по фазе результирующего сигнала судят о величине перемещения, причем частоту гармонических сигналов выбирают из условия равенства разности фаз в начальной и конечной точках диапазона перемещения глубине модуляции разности фаз гармонических сигналов. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,Я0„„15380 (51)5 С 01 В 7/00

OllNGAHNE NSG6PETEHHR

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21 ) 435235 4/2 4-28 (22) 28. 12. 87 (46) 23. 01. 90. Бюл. 11 3 (72) А. В. Любомиров, Н.Д. Ко иаков, Е.М. Белозубов и Г.А. Киреева (53) 621.317.39Ф531.717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1231387, кл. С 01 В 7/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

У 1260664, кл. G 01 В 7/00, 1984. (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИŠ— ФАЗА (57.) Изобретение относится к измерительной технике и может быть испольэоИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении измерителей перемещений.

Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона измерения путем повышения линейности функции преобразования.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства, позволяющего реализовать способ преобразования перемещениефаэа; на фиг. 2 — векторная диаграмма сигналов, поясняющая способ.

Устройство, реализующее способ, содержит генератор 1, фазомодулирующий блок 2, преобразователь 3, масштабирующий блок 4, включающий фазовращатель 5 и масштабирующее звено 6, сумматор 7 и регистратор 8.

Способ преобразования перемещение — фаза заключается в следующем.

С помощью индуктивно-трансформаторных, токовихревых преобразовате2 вано при построении измерителей перемещений. С целью повышения точности и расширения диапазона измерения согласно изобретению формируют и геометрически суммируют два гармонических сигнала, выбирают необходимые значения их амплитуд и фаз и по фазе результирующего сигнала судят о величине перемещения, причем частоту гармонических сигналов выбирают из условия равенства разности фаз в начальной и конечной точках диапазона перемещения глубине модуляции разности фаз гармонических сигналов, 2 ил. лей перемещения в напряжение, питаемых через фазомодулирующий блок 2 синусоидальным напряжением, формируют два гармонических сигнала U< и И (Х) по крайней мере один из них, например U (X), промодулирован по амплитуде в функции перемещения, причем величина П (Х) связана с перемещением Х частью монотонной функции, убывающей по мере увеличения перемещения и имеющей явно нелинейный характер, которая определяется расчетным или экспериментальным путем, нормируя ее определяют вид функции К = f(X). Для получения оптимальной линеаризации амплитуду одного из сформированных сигналов, например U<, изменяют до величины U, при которой отношение

U,/U (Õ) Х = g в конечной точке диапазона измерения принимает значение близкое к 1, а по мере приближения объекта контроля к начальной точке

/ диапазона это отношение должно умень1538030

Шатт.ся. Величину напряжения U уста1 навливают с помощью масштабирующего звена б. Решая систему уравнений, получают семейство выходных характе5 ристик с различными значениями коэффициента нелинейности и и величины выходного сигнала А(в зависимости от полчченных значений углов сдвига (1 фаз (и Чi между сигналами U è U<(Xg соответственно, в конечной и начальной точках диапазона измеряемьгх пе ремещений при различных значениях от-!

U< ношения ... К<,, из этого

,семейства характеристик выбирают вы,ходную характеристику оптимальную

1 для конкретного измерения. Угол сдвига фаз между сигналами в конеЧной точке диапазона измерения чстанавливают с помощью фазовращателя 5.

При использовании объекта контроля из ферромагнитного, токопровопящего материала можно подстроить часто( ту питающего напряжения таким образом,25 что угол сдвига фаз между сигналами и U (Х) получит необходимую по глубине модчляцию от перемещения X за счет непропорциональности вносимого объектом контроля в катушку индук- 30 тивности активного и реактивного сопротивлений. Таким образом, получают необходимый угол сдвига фаз (между двумя сигналами в начальной точке диапазона измерения, Сигнал U (Х), промодулированный по амплитуде и фазе, геометрически суммируют с сигналом U(на сумматоре

7 (векторная диаграмма приведена на фиг. 2), с выхода которого снимается суммарный сигнал U . Разность фаэ между сигналами U и П является выход-! ным сигналом g(X) .

Предлагаемый способ преобразования перемещение — фаза позволяет полччить выходную характеристику с коэффициентом нелинейности n = 1,1-3,5.

За счет дополнительного приращения фазы результирчющего сигнала от изме— нения угла сдвига фаз 1) = f(X) увели чивается диапазон выходного сигнала.

s in4

arctg созЦ + К

=Kg Ь(й 140

sin Vo

arctg соэ(1) + К о

1 К(Х) )макс п, K(x) )мин а in@(X)

arctg

sin@(X) (а" оз< (Х) +

1,1 n <35, точках диапазона перемещения;

45 К(Х) — текущее значение отношения амплитуды сигнала U< к амплитуде сигнала U (X)

n — коэффициент нелиней50 ности выходной характеристики;

g(X) — текущее значение разности фаз сигналов U< и U (X)

55 и изменяют частоту сигналов U, и U<(X) до выполнения равенства (1 (Х)„ — Ч (Х)А(и((= Юф -ч о, !

Формула изобретения

Способ преобразования перемещение — фаза, заключающийся в том, что формируют и геометрически суммиоуют первый и втор и сдвинутые по фазе на угол более 90а гармонические сигналы U< и Б (Х), по крайней мере один иэ которых амплитчдно промодулирован в зависимости от перемещения Х по закону, близкому к экспоненциальному, и амплитуды которых равны в некоторой точке диапазона измерения, а о перемещении судят по фазе ((Х) результирующего сигнала, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности и расширения дипазона измерения, амплитуды сигналов U, и

U<(X) приравнивают между собой в конечной точке диапазона измерения, определяют значения углов сдвига фаэ и(Д соответственно в начальной и конечной точках диапазона измерения между сигналами U, и Uz(X) из системы уравнений где К и К вЂ” отношение амплитуды о сигнала U к амплитуде сигнала U (X) соответственно в начальной и конечной точках диапазона перемещения;

Ь(— разность фаз результирующего сигнала в начальной и конечной

1538030

Составитель В. Подолян

Техред Л.Сердюкова Корректор С, Шекмар

Редактор В. Бугренкова

Заказ 162 Тираж 493 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101