Магнитострикционный дифференциальный преобразователь перемещений
Патент 956964
Авторы
Классы МПК
Магнитострикционный дифференциальный преобразователь перемещений
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскик
Социалистических
Республик
< !> 956964 (61) Дополнительное к авт. свид-вур 747812
Р М g> з (22) Заявлено 17. 07. 80 (21) 2959821/18-28
С 01 В 7/00 с присоединением заявки ¹
Государственный комитет
СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет—
Опубликовано 070982; Бюллетень ¹33 (53) УДК 5 31. 717 (088. 8) Дата опубликования описания 070982 (72) Авторы изобретения
Э.A. Артемьев, A.È. Надеев и В.Е. Рулев ц ..",, омышк еииости..Астраханский технический институт рыбной и и хозяйства (71) Заявитель (5 4 ) МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ,ЦИФФЕРЕНЦИАЛЬНЬЯ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
1 2
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения и контроля перемещений, применяемым в системах автоматического управления и регулирования.
По основному авт. св. Р 747812 известен магнитострикционный дифференциальный преобразователь перемещений, содержащий звукопровод, демпфер, постоянные магниты, катушку возбуждения, Формирователь .импульсов записи, выходом подключенный к катушке возбуждения, тактовый генератор, выходом соединенный с входом формирователя импульсов записи, приемную катушку, усилитель-формирователь импульсов считывания, входом .соединенный с приемной катушкой, счетный триггер„ входом соединенный с выходом усилителя-формирователя импульсов считывания, RS-триггер, R-вход которого соединен с выходом формиро-. вателя импульсов записи, а S-входс выходом усилителя-формирователя импульсов считывания, генератор образцовой частоты, две схемы совпадения, первые входы которых соединены с выходом генератора образцовой частоты, второй вход первой схемы совпадения соединен с выходом счетного триггера, а второй вход второй схемы совпадения соединен с выходом
RS-триггера, реверсивный счетчик импульсов, входами соединенный с выходами соответствующих схем совпадения (1$.
Недостатками преобразователя являются низкие точность и быстродействие, обусловленные тем, что в левом канале звукопровода ЭДС наводится прямой ультразвуковой волной, а в правом — прямой и отраженной ультразвуковой волной..
Целью изобретения является повышение точности и быстродействия.
Поставленная цель достигается тем, что магнитострикционный диффе20 !ренциальный преобразователь перемещений, содержащий эвукопровод,. демпФер, постоянные магниты, катушку возбуждения, формирователь импульсов записи, выходом подключенный к катушке возбуждения, тактовый генератор, выходом соединенный с входом формирователя импульсов записи, приемную катушку, усилитель-формирователь импульсов считыванйя, входом соединенный с приемной катушкой, счетный триггер, входом соединенный с выхо956964 дом усилителя-формирователя импульсов считывания, Rs-триггер, R-вход которого соединен с выходом формирователя импульсов записи, а S-входс выходом усилителя-формирователя импульсов считывания, генератор образцовой частоты, две схемы совпадения, первые входы которых соеди нены с выходом генератора образцовой частоты, второй вход первой схемы совпадения соединен с выходом счетного 10 триггера, а второй вход второй схемы совпадения соединен с выходом
RS-триггера, реверсивный счетчик импульсов, входами соединенный с выходами соответствующих схем сов- 5 падения, снабжен неподвижной опорной катушкой считывания с.постоянным магнитов, вторым демпфером, помещенным на эвукопроводе со стороны опорной катушки считывания, подключенным к ней входом. опорным усилителем-формирователем импульсов считывания, дополнительным Ъ$-триггером, S-вход которого связан с выходом Опорного усилителя-формировате-25 ля импульсов считывания и с S-входом счетного триггера, а R-вход его связан с S-входом RS-триггера, и подключенными к выходу дополнительного
"RS-триггера и соединенными последовательно дополнительной схемой совпадения, второй вход которой соединен с выходом генератора образцовой частоты, счетчиком импульсов и измерителем отношения, второй вход которого связан с выходом реверсивного счет- 5 чика импульсов.
На чертеже представлена блок-схема преобразователя.
Магнитострикционный дифференциальный преобразователь перемещений со- 40 держит эвукопровод 1, неподвижную катушку 2 возбуждения, подвижную приемную катушку 3, неподвижную опорную катушку 4 считывания, демпферы
5 и 6, помещенные на концах звукопро- 45 вода 1, постоянные магниты 7 — 9, тактовый генератор 10, выходом соединенный с входом формирователя 11 импульсов записи, выход которого подключен к неподвижной катушке 2 возбуждения, усилитель-формирователь 12 импульсов считывания, входом соединенный с подвижной приемной катушкой 3, RS-триггер 13, R-вход которого соединен с выходом формирователя 11 импуль-. сов записи, S-вход — с выходом усилителя-формирователя 12 импульсов считывания, дополнительный триггер 14, ; R-входом соединенный с выходом усилителя-формирователя 12 импульсов считывания, генератор 15 образцовой частоты, схемы 16 и 17 совпадения, первые входы которых соединены с выходом генератора 15 образцовой часто.ты, второй вход первой схемы 16 совпадения соединен с выходом RS-триг- 65
Хой ах Е a ч
N1 аде Хо 2 а расстояние между катушкой 2 возбуждения и приемной катушкой 3 в исходном состоянии; гера 13, а второй вход дополнитель- ной схемы 17 совпадения соединен с выходом дополнительного триггера 14, реверсивный счетчик 18 импульсов, входами соединенный с выходами соответствующих схем 16, и 17 совпадения, опорный усилитель-формирователь 19 импульсов считывания, входом подключенный к опорной катушке 4 считывания, счетный RS-триггер 20, S-вход которого связан с выходом опорного усилителя-формирователя 19 импульсов считывания и с S-входом триггера 14 а
g-вход его связан с R-входом RS-триггера 13, к выходу счетного RS-триггера 20 подключены соединенные последовательно схема 21 совпадения, второй вход которой соединен с выходом гейератора 15 образцовой частоты, счетчик 22 импульсов и измеритель
23 отношения, второй вход которого связан с выходом реверсивного счетчика 18 импульсов.
Преобразователь работает следующим образом.
Тактовый генератор 10 запускает формирователь 11 импульсов записи, который подает в катушку 2 возбуждения импульс тока, под действием которого на участке звукопровода 1, находящемся под катушкой 2 возбуждения, вследствие прямого магнитострикционного эффекта возбуждается ультразвуковая волна, распространяющаяся по звукопроводу 1 со скоростью v.
Одновременно импульс от тактового генератора 10 переводит RS-триггеры 13 и 20 в единичное состояние, схемы 16 и 21 совпадения открываются и импульсы от генератора 15 образцовой частоты поступают на счетчик 22 импульсов и суммирующий вход реверсивного счетчика 18 импульсов.
Волна, распространяющаяся вправо по звукопроводу 1 доходит до приемной катушки 3 и наводит в ней ЭДС, которая после соответствующего усиления и формирования усилителемформирователем 12 импульсов считывания переключает RS-триггер 13 и дополнительный триггер 14. RS-триггер 13 закрывает схему 16 совпадения и на суммирующий вход реверсивного счетчика 18 импульсов, поступит число импульсов N<, пропорцйональное расстоянию между катушкой 2 возбуждения и приемной катушкой 3
956964!
Х %be
Ч
После окончания измерения в реверсивном счетчике 18 импульсов оказывается записанным число
Х +bX
Й =й-N X
Хо iьх
0 ч о о
= г .— дхО V
RS-триггер 20 закрывает схему 21 совпадения, и в счетчике 22 импульсов оказывается записанным число
Na, пропорциональное опорному расстоянию
45 о
М = — a.
CL а — опорное расстояние между катушкой 2 возбуждения и опорной катушкой 4 считывания;
bХ вЂ” измеряемое перемещение, — частота генератора 15 5 образцовой частоты.
Знак bX зависит от направления перемещения, при этом знак плюс соответствует случаю, изобращенному на чертеже . 1О
Дополнительный триггер 14 открывает схему 17 совпадения, и импульсы образцовой частоты начинают поступать на вычитающий вход реверсивного счетчика 18 импульсов °
Распространяясь далее, волна доходит до неподвижной опорной катушки 4 считывания, наводит в ней ЭДС, которая после соответствующего усиле ния и формирования опорным усилителемформирователем 19 переключает RS-триггер 20 и триггер 14. Последний закрывает схему 17 .совпадения, и пересчет импульсов реверсивным счетчиком 18 импульсов прекращается. На вычитающий вход его поступит N импульсов, пропорциональное расстоянию между приемной катушкой 3 и опорной катушкой 4 считывания
Выходной величиной служит отноше. ние !
<îo х» - ч " ьх
© х ч а о
Ч
Как видно иэ полученного выражения, преобразователь обеспечивает регистрацию направления измеряемого перемещения, а также обеспечивает при измерении высокую точность.
Использование преобразователя позволяет с высокой точностью и . быстродействием измерять не только величину перемещения, но и его направление.
Формула изобретения с
Магнитострикционный дифференциальный преобразователь перемещений по авт. св. гг 747812, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, он.снабжен неподвижной опорной катушкой считывания с постоянным магнитом, вторым демпфером, помещенным на звукопроводе со стороны опорной катушки считывания, подключенным к ней опорным усилителем-формирователем импульсов считывания, дополнительным
RS-триггером, S-вход которого связан с выходом опорного усилителя-формирователя импульсов считывания и с
S-входом счетного триггера, à R-вход
его связан с S-входом RS-триггера, и подключенными к выходу дополнительного RS-триггера и соединенными последовательно дополнительной схемой совпадения, второй вход которой соединен с выходом генератора образцовой частоты, счетчиком импульсов . и измерителем отношения, второй вход которого связан с выходом реверсивного счетчика импульсов.
Источники информации,,принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9 747812, кл. G 01 В 7/00, 1978 (прототип).
956964
Эаказ 6578/25 Тираж 614
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подписное
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4
Составитель Л. Казанская
Редактор О. Юрковецкая Техред X.Êàñòåëåâè÷ Корректор М арслан