RU1796882C

RU1796882C - Digital transducer of linear displacements

Info

Publication number: RU1796882C
Application number: SU914937403A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Филиппович Астанин; Николай Андреевич Брио; Андрей Владимирович Ломакин; Виктор Александрович Зайчиков; Виктор Николаевич Плахов
Original assignee: Московское научно-производственное объединение "Измеритель"
Priority date: 1991-03-29
Filing date: 1991-03-29
Publication date: 1993-02-23

Abstract

Изобретение относитс к контрольно- измерительной технике, в частности к изме- рени м неэлектрических величин электрическими методами, и может быть использовано в различных устройствах дл измерени величины перемещени . Целью изобретени вл етс повышение точности и стабильности измерени . Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл 2 измерени величины перемещени , содержащее генератор, три делител частоты, ин- дуктивный датчик, амплитудный дискриминатор и цифровой индикатор, дополнительно введен задатчик направлени перемещени , соединенный первым входом и выходом третьего делител частоты, вторым - с выходом амплитудного дискриминатора , выходами через коммутатор на два направлени -с первым входом ключа, второй вход которого соединен с выходом второго делител частоты, а выход - с входами суммирующего счетчика и блоком управлени шаговым двигателем, вход амплитудного дискриминатора соединен с выходом индуктивного датчика перемещени , вход которого соединен с выходом первого делител частоты, вход которого соединен с выходом генератора. 2 ил. (ЛThe invention relates to a control and measuring technique, in particular, to measuring non-electric quantities by electric methods, and can be used in various devices for measuring the magnitude of displacement. The aim of the invention is to improve the accuracy and stability of measurements. This goal is achieved by the fact that in the device for measuring the amount of displacement 2, comprising a generator, three frequency dividers, an inductive sensor, an amplitude discriminator and a digital indicator, an additional directional displacement switch is connected, connected to the first input and output of the third frequency divider, the second to the output of the amplitude discriminator, the outputs through the switch in two directions, with the first input of the key, the second input of which is connected to the output of the second frequency divider, and the output is summed with the inputs of the counter and the stepper motor control unit, the input of the amplitude discriminator is connected to the output of the inductive displacement sensor, the input of which is connected to the output of the first frequency divider, the input of which is connected to the output of the generator. 2 ill. (L

Description

Изобретение относитс к измерительной технике, в частности к измерени м линейных перемещений, и может быть использовано в любой отрасли народного хоз йства.The invention relates to measuring technique, in particular to measuring linear displacements, and can be used in any industry.

Известны индуктивные измерители ремещений, содержащие автогенератор, две измерительные цепи, состо щие из индуктивных датчиков и конденсаторов, и измеритель амплитуды сигнала датчиков, подключенный к точкам соединени йндук-. тивных датчиков с конденсаторами.Inductive displacement meters are known, comprising a self-oscillator, two measuring circuits consisting of inductive sensors and capacitors, and a sensor signal amplitude meter connected to the junction boxes. active sensors with capacitors.

Недостатками данных устройств вл ютс наличие стрелочного измерител амп- литуды, внос щего дополнительную погрешность и нестабильность выходного сигнала при наличии дестабилизирующих факторов, например, напр жени питани .The disadvantages of these devices are the presence of a pointer amplitude meter, which introduces additional error and instability of the output signal in the presence of destabilizing factors, for example, supply voltage.

Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс цифровой ,преобразователь линейных перемещений/ содержащий генератор, три делител частоты , коммутатор на два направлени , индуктивный датчик и последовательно включенные блок сравнени , реверсивный счетчик и цифровой индикатор.The closest technical solution to the invention is a digital, linear displacement converter / comprising a generator, three frequency dividers, a two-way switch, an inductive sensor and a series-connected comparison unit, a reversible counter and a digital indicator.

Недостаток устройства - невысокие стабильность и точность измерений, обусловленные вли нием дестабилизирующих факторов - температуры и времени.The disadvantage of this device is its low stability and accuracy of measurements, caused by the influence of destabilizing factors - temperature and time.

Цель изобретени - повышение точности и стабильности измерений.The purpose of the invention is to improve the accuracy and stability of measurements.

Поставленна цель достигаетс тем, что он снабжен задатчиком направлени перемещени , инвертором, ключом, блоком управлени шаговым двигателем и шаговымThe goal is achieved in that it is equipped with a directional adjuster, an inverter, a key, a control unit for a stepper motor and a stepper

VJ ч оVj h o

0000

юYu

двигателем, первый вход за датчика направлени перемещени подключен к выходу третьего делител частоты, а второй вход к выходу блока сравнени , выполненного в виде амплитудного дискриминатора, выход генератора соединен со входами первого делител и инвертора, выход первого делител соединен со входом второго делител и индуктивным датчиком, выход инвертора соединен со входом третьего делител , выход которого подключен к первому входу задатчика направлени движени , второй вход которого соединен с выходом амплитудного дискриминатора, первый выход за- датчика направлени движени соединен с первыми входами блока управлени двигателем и коммутатора, второй выход задатчика направлени движени соединен со вторыми входами коммутатора и блока управлени двигателем, выход второго делител соединен с первым входом ключа, второй вход которого соединен с выходом коммутатора, а выход ключа соединен с входом суммирующего счетчика и третьим входом блока управлени двигателем.by the motor, the first input behind the displacement direction sensor is connected to the output of the third frequency divider, and the second input to the output of the comparison unit, made in the form of an amplitude discriminator, the generator output is connected to the inputs of the first divider and inverter, the output of the first divider is connected to the input of the second divider and inductive sensor , the inverter output is connected to the input of the third divider, the output of which is connected to the first input of the motion direction adjuster, the second input of which is connected to the output of the amplitude discriminator a, the first output of the motion direction sensor is connected to the first inputs of the engine control unit and the switch, the second output of the motion direction sensor is connected to the second inputs of the switch and the engine control unit, the output of the second divider is connected to the first input of the key, the second input of which is connected to the output of the switch and the key output is connected to the input of the totalizing counter and the third input of the engine control unit.

На фиг. 1 представлена блок-схема цифрового преобразовател линейных перемещений; на фиг. 2 - его электрическа принципиальна схема,In FIG. 1 is a block diagram of a digital linear displacement transducer; in FIG. 2 - its electrical circuit diagram,

Цифровой преобразователь линейных перемещений содержит задающий генератор Т, делители частоты 2, 5, 6, инвертирующий элемент 3, индуктивный датчик 4, амплитудный дискриминатор 7, задатчйк направлени измер емого перемещени 8, переключатель направлени перемещени , ключ 9, систему управлени шаговым двигателем 10, суммирующий счетчик 11, шаговый двигатель 12 и цифровой индикатор 13.The digital linear displacement transducer contains a master oscillator T, frequency dividers 2, 5, 6, an inverting element 3, an inductive sensor 4, an amplitude discriminator 7, a sensor for the direction of the measured displacement 8, a switch for the direction of displacement, a key 9, a control system for the stepper motor 10, summing up counter 11, stepper motor 12 and digital indicator 13.

Цифровой преобразователь линейных перемещений работает следующим образом . ;. , ; . .. -Digital Converter linear displacements works as follows. ;. ,; . .. -

Импульсы с задающего генератора 1 поступают на вход делител частоты 2, с выхода , которого через усилитель мощности и трансформатор индуктивного датчика 4 подаютс на измерительные цепи последнего , а также через инвертор 3 на счетчик 6, служащий формирователем синхронизирующих импульсов, причем коэффициенты делени счетчиков 2 и 6 равны. С выхода формировател синхронизирующих импульсов сигнал поступает на первый вход задатчика направлени перемещени , на второй вход которого поступают импульсы с амплитудного дискриминатора 7, преобразующего сигнал, снимаемый с измерительных цепей индуктивного датчика, в широтно-модулированные импульсы. За- датчик направлени перемещени выдаетThe pulses from the master oscillator 1 are fed to the input of the frequency divider 2, from the output of which is fed through the power amplifier and the transformer of the inductive sensor 4 to the measuring circuits of the latter, and also through the inverter 3 to the counter 6, which serves as a generator of synchronizing pulses, and the division factors of the counters 2 and 6 are equal. From the output of the generator of synchronizing pulses, the signal is fed to the first input of the directional adjuster, the second input of which receives pulses from the amplitude discriminator 7, which converts the signal taken from the measuring circuits of the inductive sensor into pulse-width modulated pulses. Over-directional sensor gives

разрешающий или запрещающий сигнал на первый вход ключа 9, на второй вход которого поступают импульсы с делител частоты 5. При разрешающем сигнале на первомenable or disable signal to the first input of the key 9, the second input of which receives pulses from the frequency divider 5. When the enable signal at the first

5 входе ключа импульсы со второго входа че-. рез выход ключа подаютс на суммирующий счетчик и систему управлени шаговым двигателем . Шаговый двигатель, отрабатыва поступающие импульсы, перемещает корь 0 индуктивного датчика в нейтральное положение , при достижении которого по вл етс сигнал на другом входе триггера задатчика перемещени . Триггер опрокинетс и подаст запрещающий сигнал на5 key input pulses from the second input through. As a result, the key output is fed to a summing counter and a stepper motor control system. Having worked out the incoming pulses, the stepper motor moves the core 0 of the inductive sensor to the neutral position, upon reaching which a signal appears at the other input of the trigger of the motion encoder. The trigger will tip over and give a inhibit signal to

5 ключ 9.5 key 9.

Величина измер емого перемещени и число импульсов, записанное в суммирующий счетчик и поданное на цифровой индикатор , определ ютс из соотношени The value of the measured movement and the number of pulses recorded in the totalizing counter and fed to a digital indicator are determined from the ratio

00

Д| D |

S NS n

55

где Al - измер емое перемещение, м;where Al is the measured displacement, m;

S - шаг резьбы вала шагового двигател , мм;S is the thread pitch of the shaft of the stepper motor, mm;

5 N - число импульсов, записанное в суммирующий счетчик;5 N is the number of pulses recorded in the totalizing counter;

п - число импульсов шагового двигател на один оборот,p is the number of pulses of the stepper motor per revolution,

Формула, изобрет-е ни Formula invented neither

0 Цифровой преобразователь линейных перемещений, содержащий генератор, три делител частоты, коммутатор на два направлени , индуктивный датчик и последовательно включенные блок сравнени ,0 A digital linear displacement transducer comprising a generator, three frequency dividers, a two-way switch, an inductive sensor, and a comparison unit in series,

5 реверсивный счетчик и цифровой индикатор , отличающийс тем, что, с целью повышени стабильности и точности измерени , он снабжен задатчиком направлени перемещени , инвертором, ключом, блоком5 a reversible counter and a digital indicator, characterized in that, in order to increase the stability and accuracy of measurement, it is equipped with a directional adjuster, an inverter, a key, a unit

0 управлени шаговым двигателем и шаговым двигателем, первый вход задатчика направлени перемещени подключен к выходу третьего делител частоты, а второй вход,- к выходу блока сравнени , выполненного в0 control the stepper motor and the stepper motor, the first input of the master of the direction of movement is connected to the output of the third frequency divider, and the second input to the output of the comparison unit, made in

5 ВИде амплитудного дискриминатора, выход генератора соединен с входами первого делител и инвертора, выход первого делител соединен с входом второго делител и индуктивным датчиком, выход инвертора сое0 динен с входом третьего делител , выход которого подключен к первому входу задатчика направлени движени , второй вход которого соединен с выходом амплитудного дискриминатора, первый выход зэдатчика5 As an amplitude discriminator, the output of the generator is connected to the inputs of the first divider and inverter, the output of the first divider is connected to the input of the second divider and an inductive sensor, the output of the inverter is connected to the input of the third divider, the output of which is connected to the first input of the motion direction adjuster, the second input of which is connected with the output of the amplitude discriminator, the first output of the pickup

направлени движени соединен с первыми входами блоками управлени двигателем и коммутатора, второй выход задатчика направлени движени соединен с вторыми входами коммутатора и блока управлени двигателем, выход второго делител соединен с первым входом ключа, второй вход ющего счетчика и третьим входом блока уп- которогр соединен с выходом коммутатора, равлени двигателем, а выход ключа соединен с входом суммируthe direction of movement is connected to the first inputs of the engine control units and the switch, the second output of the drive directional switch is connected to the second inputs of the switch and the engine control unit, the output of the second divider is connected to the first input of the key, the second input counter and the third input of the unit connected to the output switch, engine control, and the output of the key is connected to the input