Магнитострикционный преобразователь перемещений

Магнитострикционный преобразователь перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для преобразования информации о линейных и угловых перемещениях в аналоговую и цифровую формы . Целью изобретения является повыше ние точности, упрощение преобраз вателя и расширение области его применения . Для этого Е магнитострикционный преобразователь перемещений, содержащий волновод 1 из магнитострикционного материала, отражающие поверхности 2, электроакустический преобразователь 3, сЬормирователь 4 импульсов, усилитель 5 записи, усилитель 6 считывания и компаратор 8, введены одновибраторы 7 и 9 и преобразователь временных интервалов. Поставленная цель достигается за счет того, что применяется одич электроакустический преобразователь 3, а также за счет снижения погрешности, вызванной воздействием многократно отраженных акустических импульсов в волноводе 1 и формирования на выходе информации как в цифровом, так и в аналоговом виде. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л & & 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО!1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU „„1619400 (5I)5 И 03 "1 /30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ Сса

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4669032/24 (22) 24.02.89 (46) 07,01.91. Бюл. № 1 (72) В.А. Белоцерковский, Н.И, Ревенко, Л.О. Спасокукоцкий, А.П,Шпинь и Ю.Г. Яблоновский (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 418873, кл..Н 03 М l/60, 1972.

Измерительная техника. 1986, ¹ 8, с. 16-17, рис.2. (54) МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для преобразования информации о линейных и угловых перемещениях в аналоговую и цифровую формы. Целью изобретения является повышение точности, упрощение преобразовате—

2 ля и расширение области его применения. Для этого в магнитострикционный преобразователь перемещений, содержащий волновод 1 из магнитострикционного материала, отражающие поверхности 2, электроакустический преобразователь 3, формирователь 4 импульсов, усилитель 5 записи, усилитель 6 считывания и компаратор 8, введены одновибраторы 7 и 9,и преобразователь временных интервалов. Поставленная цель достигается за счет того, что применяется один электроакустический преобразователь 3, а также за.счет снижения погрешности, вызванной воздействием многократно отраженных акустических импульсов в волноводе

1 и формирования на выходе информации как в цифровом, так и в аналоговом виде. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1619400

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для преобразования информации о линейных иугловых перемещениях в аналоговую и цифровую форму.

Цель изобретения — повышение точности, упрощение преобразователя и расширение области, его применения.

На фиг.1 приведена структурная схема магнитострикционного преобразователя перемещений; на фнг, 2 — временные диаграммы токов и напряжений, поясняющие работу преобразователя.

Магнитострикционный преобразователь перемещений содержит волновод 1 из магнитострикционного материала, отражающие поверхности 2, электроакустический преобразователь 3, фор- 20 мирователь 4 импульсов, усилитель 5 записи» усилитель б считывания, одновибратор 7» компаратор 8, одновибратор 9,-преобразователь 10 временных интервалов, который выполнен в виде 25 формирователя 11 импульсов, интегратора 12, компаратора 13, и фильтр

14 нижних частот, Магнитострикционный преобразователь перемещений работает следующим образом.

При включении устройства акустические импульсы в волноводе 1 отсутствуют, вследствие чего импульсы считывания также отсутствуют и на нулевой установочный R-вход одновибратора 9 импульсы с выхода компаратора 8 не поступают. В этом случае одновибратор 9 вырабатывает импульсы

П (фиг,2), имеющие наибольшую дпи- 40 тельно сть Т 0< г» указанную на диа грамме U пунктйрной линией. Значение дпнтельности Т9 соьсть определяется исключительно параметрами RC-цепи одновибратора 9 и выбирается большим, 4g чем максимальное значение времени распространения акустического импульса по волноводу 1. Из этих импульсов формирователь 11 входного интегрирующего сигнала Формирует входной ток для интегратора 12, на выходе которого напряжение Uo (фиг.2) линейно нарастает за время Т щ существования импульса U и линейно спадает до ну9 левого УРовня за врем К T9,„, где коэффициент К показывает отйошение величины тока заряда I „ к току разряФ да Т,, и задается параметрами преобразователя 10 временных интервалов (фиг.1). Компаратор 13 фиксирует моменты достижения напряжением U< (фиг.2) нулевого уровня, а импульсы

U.> с выхода компаратора 13 производят повторный запуск одновибратора 9 (фиг.1) и через формирователь 4 и усилитель 5 записи повторное возбуждение акустического импульса в волноводе l.

Наличие на выходах устройства значений U1 и Т в,п,(с, те1(фиг 2) свнд тельствует об отсутствии считанного акустического импульса U< что происходит в случае неисправности либо при расположении электроакустического преобразователя 3 (фиг.1) в нерабочей зоне волновода 1, т.е. за пределами допустимой зоны преобразования входных угловых перемещений О„. В нормальном режиме в допустимой зоне входных перемещенийф<сф „магнитострикционный преобразователь перемещений работает следующим образом. Под воздействием импульса П4. (фиг.2) возбуждается электрический импульс записи 1;<, преобразуемый посредством электроекустического преобразователя 3 (фиг.1) в акустический импульс, распространяющийся в волноводе 1 с постоянной скоростью от точки возбуждения в противоположных направлениях к торцовым поверхностям 2 волновода 1, от которых происходит отражение. Отраженные акустические импульсы возвращаются обратI но в точку возбуждения через время

,,- — . 2ф, и 8г — 2(2a-9x)» 1-,це

С вЂ” скорость распространения акустического импульса по волноводу I

R — радиус волновода 1; Ц) . — входное угловое перемещение (отсчитываемое между торцом волновода 1 и электроакустическим преобразователем 3). В этой же точке посредством обратного электроакустического преобразования тем же преобразователем 3 производится считывание задержанного электрического импульса U (фиг.2), причем момент фиксации импульса U< производится по значению Uza компаратором 8 (фиг. 1) .

В напряжении U< на выходе усилителя 6 считывания наряду со считываемым, задержанным в волноводе 1 на вре"

A Л 4 n л мя с,, и ((2 с„3с,».° .° .°, 2< » Зс ° ° ° ) импульсом в начале каждого цикла также присутствует и импульс-помеха большой амплитуды, представляющий собой импульс записи и затухающий, процесс

9400

10

5 161 от воздействия последнего в обмотке электроакустического преобразователя 3 длительностью 2,5-4 мкс. Во избежание срабатывания компаратора 8 от помехи на время ее действия производится запирание компаратора 8 путем подачи на его стробирующий вход сигнала запрета U с инверсного выхода одновибратора 7, который запускается импульсами U g с выхода преобразователя 10; при этом длительность вырабатываемых одновибратором 7 импульсов устанавливается несколько большей, чем длительность помехи от импульса записи (т.е. 4,5-5 мкс).

Первый из серии зафиксированных считанных импульсов U8 (фиг.2), задержанный на время 61 — — — 2 (f», постуЛ пает на установочный вход одновибратора 9 (фиг.1) и производит срыв его собственных импульсов, показанных пунктиром на диаграмме U (фиг.2).

Моменты срыва, показанного стрелками между диаграммами U< и U, определяют длительность Т импульсов Б, линейно зависящую от входного углового перемещения (. Эту же длитель+ ность имеют импульсы Iö зарядного тока, являющиеся входным сигналом для интегратора 12 (фиг.1), и в это время р ь ((1,)j на выходе интегратора 12 происходит линейное нарастание напряжения У р (фиг,2), После окончания импульса Uy происходит IIB3pIIp B К раз меньшим током U < и линейно спадающее напряжение U на выходе интегратора 12 (фиг.1) достигает нулевого уровня, фиксируемого компаратором 13, через время (К+1) Т (q ) после момен9 та запуска. С выхода компаратора !3 импульсы U (фиг.2) поступают на пов, торное возбуждение акустического импульса в волноводе 1 (фиг.1) через формирователь 4 и усилитель 5 записи, а также на повторный запуск одновибраторов 7 и 9 (поясняемый стрелками между диаграммами U< и U на фиг.2).

Различная величина длительности T>(Cf«) в левой и правой частях диаграмм (фиг.2) иллюстрирует работу магнитострикционного преобразователя перемещений на примере двух различных значений входного перемещения С . Период повторения импульсов U, поступающих на выход преобразователя, является информационным параметром, линейно зависит от входного перемещения 0 и легко представляется в цифровом виде, а постоянная составляющая напряжения U g снимаемого с выхода интегратора 12 (Лиг,1), выделяемая посредством фильтра 14 нижних частот на выходе по напряжению, также линейно зависит от входного перемещения ( и удобна для аналогового представления результата преобразования.

Формула изобретения

1. Магнитострикционный преобразователь перемещений, содержащий волновод, выполненный из магнитострикционного материала, электроакустический преобразователь, установленный против волновода, который соединен с входом усилителя считывания, выход которого соединен с первым аналоговым входом компаратора, усилитель записи, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения точности и упрощения преобразователя, в него введены два одновибратора, формирователь импульсов, преобразователь временных интервалов и отражающие поверхности, которые расположены на торцах волновода, выход формирователя импульсов соединен с входом усилителя записи, выход которого подключен к электроакустическому преобразователю, второй аналоговый вход компаратора соединен с шиной опорного напряжения, а выход — с установочным входом первого одновибра-, тора, выход которого соединен с входом преобразователя временных интервалов, выход которого является импульсным выходом преобразователя и соединен с входом формирователя импульсов, входом запуска первого одновибратора и входом запуска второго одновибратора, выход которого соединен со < тробирующим входом компаратора.

2. Преобразователь по п. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что преобразователь временных интервалов выполнен в виде формирователя импульсов, интегратора и компаратора, вход формирователя импульсов является входом преобразователя, а выход соединен с входом интегратора, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с общей шиной, а выход является выходом преобразователя временных интервалов.

7 1б19600

3. Преобразователь по пп, 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения преобразователя в него введен

У

5 фильтр нижних частот, вход которого соединен с выходом интегратора преоб-! разователя временных интервалов, а выход фильтра нижних частот является аналоговым выходом магнитострикционного преобразователя перемеще= ннй, ФКГ. 2

Составитель А. Сидоренко

Техред м..дидык Корректор Т. Малец

Редактор Н. Лазаренко

Заказ 55 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственногс комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, .1îñêâà, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,301