RU2121658C1 - Магнитострикционный преобразователь перемещения - Google Patents
Магнитострикционный преобразователь перемещения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2121658C1 RU2121658C1 RU95110460A RU95110460A RU2121658C1 RU 2121658 C1 RU2121658 C1 RU 2121658C1 RU 95110460 A RU95110460 A RU 95110460A RU 95110460 A RU95110460 A RU 95110460A RU 2121658 C1 RU2121658 C1 RU 2121658C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- inputs
- input
- winding
- waveguide
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения и контроля перемещений. На волноводе из магнитострикционного материала с демпферами на концах размещены опрашивающая и выходная обмотки. Над обмотками размещены постоянные неподвижные магниты. Еще один постоянный магнит связан с объектом перемещения. С выходной обмоткой соединен вход усилителя-формирователя, а к опрашивающей обмотке подключен формирователь импульса тока записи. Устройство содержит два преобразователя временного интервала в цифровой код, каждый из которых состоит из D-триггера и счетчика. Входы счетчиков соединены с выходом генератора счетных импульсов. Кроме того, устройство содержит тактовый генератор, сумматор, регистр сдвига и буферный регистр. Изобретение позволяет повысить точность измерений за счет измерения временной задержки между моментами времени, соответствующими середине двух импульсов напряжения, наводимых в выходной обмотке за один цикл измерения. 2 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения и контроля перемещений.
Известен преобразователь перемещения в код, содержащий подвижный элемент, волновод из магнитострикционного материала, на концах которого расположены демпферы, обмотку опроса, расположенную на одном конце волновода и соединенную через усилитель опроса с первым входом счетчика импульсов, к второму входу которого подключен выход усилителя считывания, первый вход которого соединен с другим концом волновода, а второй его вход соединен с первым выходом генератора импульсов счета, второй выход которого соединен с третьим входом счетчика импульсов, записи, делитель частоты и блок записи и стирания, подключенный к другому концу волновода и к обмотке записи, которая расположена на подвижном элементе, вход делителя частоты соединен с вторым выходом генератора импульсов счета, а его выход - с входом усилителя опроса [1].
Этот преобразователь имеет большую погрешность измерения вследствие измерения временного интервала по фронту импульса считывания, который из-за ослабления упругой волны в волноводе имеет разные амплитуды (чем дальше от обмотки возбуждения, тем амплитуда наводимого импульса напряжения в выходной обмотке меньше), что при постоянном пороге срабатывания отсечного устройства приводит к ошибке.
Известен преобразователь перемещения в код, содержащий волновод, выполненный из магнитной подложки, на которой установлены дискретные магнитострикционные элементы, распределенные вдоль волновода, подвижный магнит, установленный вдоль образующей волновода с сигнальной обмоткой и распределенной обмоткой опроса, соединенной с выходом генератора импульсов, на концах волновода установлены демпферы, выход генератора импульсов соединен с входом сброса счетчика, выход сигнальной обмотки подключен к усилителю, выход усилителя через блок селекции импульсов соединен с входами счетчика. [2]
Известный преобразователь имеет большую погрешность также из-за срабатывания отсчетного устройства по фронтам импульсов считывания.
Известный преобразователь имеет большую погрешность также из-за срабатывания отсчетного устройства по фронтам импульсов считывания.
Наиболее близким к изобретению является преобразователь перемещения - код, содержащий волновод из магнитострикционного материала, опрашивающую и выходную обмотки, размещенные непосредственно на волноводе, постоянный магнит, связанный с объектом перемещения, и преобразователь временного интервала в цифровой код. [3]
Этот преобразователь имеет большую погрешность вследствие того, что измерение производится по фронту импульса напряжения, наводимого в выходной обмотке продольной упругой волной.
Этот преобразователь имеет большую погрешность вследствие того, что измерение производится по фронту импульса напряжения, наводимого в выходной обмотке продольной упругой волной.
Задача изобретения - повышение точности измерений преобразователя перемещения в код за счет измерения временной задержки между моментами времени, соответствующих середине двух импульсов напряжения, наводимых в выходной обмотке за один цикл измерения.
Поставленная задача решается тем, что предлагаемый преобразователь содержит волновод из магнитострикционного материала с демпферами на концах, опрашивающую и выходную обмотки, размещенные на волноводе, постоянный магнит, связанный с объектом перемещения, тактовый генератор, усилитель-формирователь, вход которого соединен с выходной обмоткой, а также генератор счетных импульсов, в отличие от прототипа в него введены первый и второй неподвижные постоянные магниты, размещенные соответственно над опрашивающей и выходной обмотками, формирователь импульса тока записи, подключенный к опрашивающей обмотке, первый и второй преобразователи временного интервала в цифровой код, каждый из которых состоит из D-триггера, включенного как делитель частоты и счетчика, вход разрешения которого соединен с выходом D-триггера, счетные входы первого и второго счетчиков соединены с выходом генератора счетных импульсов, а входы начальной установки первого и второго D-триггеров и первого и второго счетчиков подключены к выходу тактового генератора, входы первого и второго преобразователей временного интервала в цифровой код соединены с выходом усилителя-формирователя, сумматор, разрядные входы которого соединены с соответствующими разрядными выходами первого и второго преобразователей временного интервала в цифровой код, регистр сдвига, разрядные входы которого подключены к соответствующим выходам сумматора, управляющий вход регистра сдвига соединен с выходом тактового генератора, а вход записи подключен через первую линию задержки ко второму выходу второго D-триггера, буферный регистр, входы которого соединены с выходами регистра сдвига, а управляющий вход соединен через вторую линию задержки с выходом тактового генератора, выход тактового генератора соединен с формирователем импульса тока записи.
Сущность устройства поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена блок-схема заявляемого преобразователя, на фиг. 2 - эпюры напряжений.
Предлагаемый преобразователь содержит волновод 1 из магнитострикционного материала с демпферами 2 на концах, подвижный постоянный магнит 3, связанный с объектом перемещения, первый 4 и второй 5 постоянные магниты, опрашивающую обмотку 6, соединенную с формирователем импульса тока записи 7, вход которого связан с выходом тактового генератора 8, выходную обмотку 9, соединенную через усилитель - формирователь 10 с входами первого 11 и второго 12 преобразователей временного интервала в цифровой код 11 состоит из D-триггера 13 и счетчика 14. Второй преобразователь временного интервала в код 12 аналогичен первому преобразователю 11 и состоит из D-триггера 15, выход которого соединен с входом разрешения счетчика 16, на счетный вход которого поступают импульсы с генератора счетных импульсов 17. Входы начальной установки D-триггера 15 и счетчика 16 соединены с выходом тактового генератора 8. Разрядные выходы первого 11 и второго 12 преобразователей временного интервала в цифровой код соединены с соответствующими разрядными входами сумматора 18, выходы которого подключены к соответствующим входам регистра сдвига 19, вход записи которого соединен через первую линию задержки 20 с вторым выходом триггера 15 второго преобразователя интервала в код 12, а управляющий вход - с выходом тактового генератора 8. Разрядные выходы регистра сдвига 19 соединены с соответствующими входами буферного регистра 21, управляющий вход которого подключен через вторую линию задержки 22 к выходу тактового генератора 8.
Устройство работает следующим образом. Тактовый генератор 8 вырабатывает импульс синхронизации, который устанавливает в исходное состояние первый 11 и второй 12 преобразователи временного интервала в цифровой код. Формирователь импульса тока записи 7 по этому же импульсу вырабатывает импульс тока, который подается на опрашивающую обмотку 6 и возбуждает продольную упругую волну вследствие прямого магнитострикционного эффекта. Продольная волна распространяется в обе стороны от второго неподвижного магнита 5. Одна волна достигает демпфера 2 и затухает, а другая, распространяясь вдоль волновода 1 со скоростью V, достигает выходной обмотки 9. Волна деформации, достигшая выходной обмотки 9, наводит в ней ЭДС за счет изменения магнитного поля под первым неподвижным магнитом 4 (обратный магнитострикционный эффект) и далее, распространяясь вдоль волновода, снова наводит ЭДС, но уже за счет изменения магнитного поля под магнитом 3 и затухает в демпфере 2.
ЭДС с выходной обмотки 9 усиливается и преобразуется в импульс напряжения прямоугольной формы усилителем-формирователем 10 и поступает на вход первого 11 и второго 12 преобразователей временного интервала в цифровой код.
Интервал времени t между серединой первого импульса с выходной обмотки 9 и серединой второго импульса с этой же обмотки пропорционален перемещению X подвижного магнита 3 (из экспериментальных исследований получено, что середина импульса более стабильна при ослаблении импульса записи в волноводе, чем фронты)
t = X/V.
t = X/V.
Удвоенное значение этого интервала определится как сумма интервалов между фронтами импульсов, которые формируются с помощью первого 13 и второго 15 триггеров. Триггеры срабатывают по переднему и заднему фронту информационных импульсов соответственно. Эти интервалы времени заполняются импульсами от генератора счетных импульсов 17 и фиксируется первым 14 и вторым 16 счетчиками. Показания счетчиков однозначно определяют величину перемещения как
X = (N1 + N2) V/2f,
где
N1 - содержимое счетчика 14;
N2 - содержимое счетчика 16;
f - частота генератора счетных импульсов 17.
X = (N1 + N2) V/2f,
где
N1 - содержимое счетчика 14;
N2 - содержимое счетчика 16;
f - частота генератора счетных импульсов 17.
Показания счетчиков складываются в сумматоре 18 и по окончании импульса разрешения счета с второго триггера 15 через время t1, которое обеспечивается первой линией задержки 20, результат записывается в регистре сдвига 19 и по следующему импульсу синхронизации сдвигается вправо. Данные с регистра сдвига поступают на вход буферного регистра 21 и через время t2 после начала нового цикла измерения, которое обеспечивается второй линией задержки 22, передаются на его выход.
Опрос производится циклически с периодом времени большим, чем
tmax = (Xmax + Xуст + j0)/V + t1,
где
Xmax - максимальное перемещение магнита 3;
Xуст - минимальное расстояние между магнитами 3 и 4.
tmax = (Xmax + Xуст + j0)/V + t1,
где
Xmax - максимальное перемещение магнита 3;
Xуст - минимальное расстояние между магнитами 3 и 4.
Время t2 не должно превышать значения (Xmax + Xуст + j0)/V, а минимальное расстояние между магнитами Xуст должно быть таким, чтобы не было гальванической связи между ними.
Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерений известных преобразователей и производить их бесконтактно, так как подвижный магнит 3 не имеет электрических соединений с вторичной аппаратурой и механически не связан с волноводом 1.
Источники информации.
1. Авторское свидетельство СССР N 690520, кл. G 08 C 9/04, 1977.
2. Авторское свидетельство СССР N 690521, кл. G 08 C 9/04, 1977.
3. Авторское свидетельство СССР N 262518, кл. G 08 C 9/04, 1968.
Claims (1)
- Магнитострикционный преобразователь перемещения, содержащий волновод из магнитострикционного материала с демпферами на концах, опрашивающую и выходную обмотки, размещенные на волноводе, постоянный магнит, связанный с объектом перемещения, тактовый генератор, усилитель-формирователь, вход которого соединен с выходной обмоткой, а также генератор счетных импульсов, отличающийся тем, что в него введены первый и второй неподвижные постоянные магниты, размещенные соответственно над опрашивающей и выходной обмотками, формирователь импульса тока записи, подключенный к опрашивающей обмотке, первый и второй преобразователи временного интервала в цифровой код, каждый из которых состоит из D-триггера, включенного как делитель частоты и счетчика, вход разрешения которого соединен с выходом D-триггера, счетные входы первого и второго счетчиков соединены с выходом генератора счетных импульсов, а входы начальной установки первого и второго D-триггеров и первого и второго счетчиков подключены к выходу тактового генератора, входы первого и второго преобразователей временного интервала в цифровой код соединены с выходом усилителя-формирователя, сумматор, разрядные входы которого соединены с соответствующими разрядными выходами первого и второго преобразователей временного интервала в цифровой код, регистр сдвига, разрядные входы которого подключены к соответствующим выходам сумматора, управляющий вход регистра сдвига соединен с выходом тактового генератора, а вход записи подключен через первую линию задержки ко второму выходу второго D-триггера, буферный регистр, входы которого соединены с выходами регистра сдвига, а управляющий вход соединен через вторую линию задержки с выходом тактового генератора, выход тактового генератора соединен с формирователем импульса тока записи.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95110460A RU2121658C1 (ru) | 1995-06-22 | 1995-06-22 | Магнитострикционный преобразователь перемещения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95110460A RU2121658C1 (ru) | 1995-06-22 | 1995-06-22 | Магнитострикционный преобразователь перемещения |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95110460A RU95110460A (ru) | 1997-05-10 |
RU2121658C1 true RU2121658C1 (ru) | 1998-11-10 |
Family
ID=20169171
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95110460A RU2121658C1 (ru) | 1995-06-22 | 1995-06-22 | Магнитострикционный преобразователь перемещения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2121658C1 (ru) |
-
1995
- 1995-06-22 RU RU95110460A patent/RU2121658C1/ru active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU95110460A (ru) | 1997-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2121658C1 (ru) | Магнитострикционный преобразователь перемещения | |
SU1109778A1 (ru) | Магнитострикционный преобразователь линейных скоростей в код | |
SU1631604A1 (ru) | Устройство дл измерени скорости движени ленточного носител | |
SU690520A1 (ru) | Преобразовател перемещени в код | |
RU2064666C1 (ru) | Ультразвуковой уровнемер | |
JP3137843B2 (ja) | クローズドループ加速度計用データインターフェース | |
SU1105922A1 (ru) | Преобразователь перемещени в код | |
RU2080559C1 (ru) | Магнитострикционный преобразователь перемещения в код | |
SU1150541A1 (ru) | Устройство дл измерени скорости перемещени | |
RU2104482C1 (ru) | Магнитострикционный преобразователь перемещений | |
SU1262545A1 (ru) | Устройство дл считывани графической информации | |
SU855710A1 (ru) | Способ преобразовани перемещений во временной интервал | |
RU2138118C1 (ru) | Магнитострикционный преобразователь скорости перемещений в код | |
SU670810A1 (ru) | Дискретный уровнемер | |
SU1018067A1 (ru) | Аэромагнитометр | |
SU777850A1 (ru) | Магнитострикционный датчик перемещений | |
SU1478126A1 (ru) | Устройство дл измерени скорости движени | |
RU2090839C1 (ru) | Магнитострикционный преобразователь перемещений | |
RU2189009C2 (ru) | Ультразвуковой преобразователь линейных перемещений | |
SU1691887A1 (ru) | Устройство дл измерени деформации ленточного носител | |
SU898468A1 (ru) | Устройство дл считывани графической информации | |
SU419818A1 (ru) | Измеритель магнитной индукции | |
SU1283845A1 (ru) | Устройство дл измерени динамической деформации движущейс магнитной ленты | |
SU1269203A1 (ru) | Устройство дл измерени перекоса магнитной ленты | |
SU502232A1 (ru) | Устройство дл измерени веса движущихс объектов |