SU1309312A1 - Магнитострикционный преобразователь перемещени в код - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к системам контрол  и преобразовани  перемещений в электрический сигнал, а именно к устройствам дл  циклического преобразовани  углового и линейного перемещени  в код. Целью изобретени   вл етс  повышение точности магнитострикдионного преобразовател  f перемещени  в код. Дл  этого в маг- нитострикционный преобразователь перемещени  в код, содержащий звуко- провод 1 из магнитострикционного материала , входной 6 и выходной 3 электроакустические преобразователи, усилители записи 7 и считывани  5, счетчик циклов, счетчик импульсов, триггер 14, элемент ИЛИ 11, три элемента И 8, 9, 15, инвертор 13, дешифратор 12, генератор 16 импульсов,- введены второй элемент ИЛИ 19, генератор 20 одиночного импульса, элемент 18 задержки. Поставленна  цель достигаетс  за счет того, что в преобразователе интервал времени между импульсами в звуководе зависит от величины перемещени  объекта, за счет чего сокращаетс  мертвое врем  между интервалами, в течение которых формируютс  стробирующие импульсы. 1 ил. i СЛ С оо о х оо 1с

Description

11

Изобретение относитс  к системам контрол  и преобразрвани  перемещений в электрический сигнал, а именно к устройствам дл  циклического преобразовани  углового и линейного пе ремещени  в код.

Цель изобретени  - повышение точности преобразовател .

На чертеже приведена функциональна  схема преобразовател .

Магнитострикционный преобразователь перемещени  в код содержит зву- копровод 1, глушитель 2, выходной электроакустический преобразователь 3, св занный с валом 4, усилитель 5 считЬтани , входной электроакустический преобразователь 6, усилитель 7 записи, элементы И 8 и 9, счетчик 10 циклов, элемент ИЛИ 11, дешифратор 12, инвертор 13, триггер 14, элемент И 15, генератор 16 импульсов счетчик 17 импульсов, элемент 18 задержки , элемент ИЛИ 19, генератор 20 одиночного импульса.

Преобразователь работает следующи образом.

При поступлении одиночного импульса с генератора 20 одиночного импульса через элемент ИЛИ 19 счетчик 10 циклов и счетчик 17 импульсов уста- навливаютс  в нулевое состо ние. Старт-импульс, отмечаюш;ий начало временного интервала, поступает на вход триггера 14 и устанавливает его в такое состо ние, чтобы сигнал с его выхода был разрешающим дл  элемента И 15. После этого через элемент И 15 на счетчик 17 начинают поступать импульсы от генератора 16, имеющего высокую стабильность часто- ты. Кроме этого, старт-импульс с выхода элемента ИЛИ 19 поступает через элемент ИЛИ 11 на вход усилител  7 записи, а затем на обмотку входного электроакустического иреобразовате- л  6. Под действием этого усиленного импульса в звукопроводе 1 в зоне его пр мого преобразовани  вследствие пр мого эффекта магнитострик- цни возникает импульс механического напр жени . Этот импульс распростран етс  по звукопроводу 1, поступает в зону обратного преобразовани  выходного преобразовател  3, где он вследствие обратного эффекта магни- тострикции преобразуетс  в электрический сигнал, который затем усиливаетс  и формируетс  в импульс уси-- лителем 5 считывани . Этот импульс

122

задерживаетс  по отношению к старт- импульсу при нулевой скорости перемещени  измер емого объекта и при г-шнимальной рабочей температуре на врем 

1 Ь

Зад

V

16

где длина звукопровода между электроакустическими преобразовател ми 3 и 6; Vj - скорость распространени  ультразвуковых импульсов

в звукопроводе 1. I

Если скорость перемещени  объекта больше нул , за врем  tj, рабоча  длина звукопровода между электроакустическими преобразовател ми 3 и 6 изменитс  на величину

гь д-Vnpp ,

что вызывает приращение времени задержки на величину

At t Р .пер -ЗaA у,. оЬ

где У„рр - средн   скорость перемещени  измер емого объект Изменение окружающей температуры на йТ° относительно минимальной рабочей температуры вызывает дополнительное изменение времени задержки на величину

4o.ftT ±ТЧ«А Т%

где -IP - температурный коэффициент

задержки.

Таким образом, на выходе усилител  5 считывани  по вл етс  первый импульс, который задерживаетс  по отношению к старт-импульсу с учетом вли ни  скорости перемещени  объекта и изменени  окружающей температуры на врем 

и3«А

+ Ч«4.пЕр .Т

Этот импульс поступает на вход счетчика 10 циклов, а также на один из входов элементов И 8 и 9.

Если на второй вход элемента И 9 поступает запрещающий потенциал с выхода инвертора 13, на вход которого поступает потенциал с (п-1)-го выхода дешифратора 12, на выходе элемента И 9 отсутствует импульс. В

то же врем  на второй вход элемента И 8 поступает разрешающий потенциал с (п-1)-го выхода дешифратора 12 и поэтому импульс, снимаемый с усилител  5 считывани , проходит через элемент И 8 и элемент ИЛИ П, поступает на усилитель 7 записи, совершив циркул цию по приведенной цепи, вновь по вл етс  на выходе усилител  5 считывани  через врем  t относитель- но старт-импульса,  вл  сь вторым в частотной последовательности, где

tui 2t,

+ 4t

го(д. пер

Этот второй импульс, вновь совершив циркул цию по приведенной цепи, по вл етс  на выходе усилител  5 считывани  через врем  t относительно старт-импульса

и 3t,, + 2 dt

Зйд .пер

и т.д.

На выходе усилител  5 считывани  формируетс  последовательность импульсов с нарастающим периодом повторени , где каждый последующий период между импульсами превышает пре- дьщущий на величину itg ер Эти импульсы подсчитываютс  счетчиком 10 циклов, причем (п-1)-и импульс этой последовательности проходит через элемент И 8 и далее по цепи циркул ции и, кроме этого, поступа  на вход счетчика 10, вызывает по вление на (п-1)-м выходе дешифратора 12 запрещающий потенциал дл  элемента И 8, а на выходе инвертора 13 по вл етс  разрешающий потенциал дл  элемента И 9, После этого цепь циркул ции импульсов разрываетс , и очередной п-й импульс (стоп-импульс), по вл ющийс  на выходе усилител  5 считывани , проходит только через элемент И 9 на вход триггера 14, устанавлива  его в состо ние, при котором элемент И 15 закрываетс , и прекращаетс поступление импульсов с генератора 16 на вход счетчика 17,

Таким образом, в каждом цикле, задаваемом старт-импульсом с выхода элемента ИЛИ 19, происходит преобразование перемещени  в частоту, котора  преобразуетс  в интервал здцан- ной длительности, равный времени между старт-импульсом и стоп-импульсом

nt,. + (п-1) д t

Зс(А. пер.

Отсюда следует, что полученный

интервал времени t,, , соответствующий измер емому перемещению в момент действи  старт-импульса в каждом цикле , состоит из действительного значени 

Vt ,

п- t

зад

и приращени 

п ч

,A.nep± ДЧ«А.Г)

обусловленного погрешностью из-за вли ни  скорости перемещени  объекта и изменени  окружающей температуры.

Дл  устранени  вли ни  погрешности fjt на число импульсов, подсчитанных в счетчике 17 импульсов, необхо- димо, чтобы

t.

tr

i

где Тр - период повторени  импульсов

генератора 16. Счетчик 17 импульсов преобразует

i

интервал времени t,.

в число импуль

i

сов, в котором зафиксировано число

N Li т„

Помимо этого, стоп-импульс, по в- л юш;ийс  на выходе элемента И 9, проходит через элемент 18 задержки и поступает на вход элемента ИЛИ 19. Врем  задержки элемента 18 задержки должно быть не меньше длительности стоп-импульса. На выходе элемента ИДИ 19 по вл етс  следующий старт- импульс, который устанавливает в нулевое состо ние счетчики 10 и 18 и весь процесс преобразовани  перемещени  в код снова повтор етс  и т.д.

i

Claims (1)

1. Формула изобретен и  

   Магнитострикционный преобразователь перемещени  в код, содержаЕций звукопровод из магнитострикционного материала, концы которого зажаты в глушителе, входной неподвижный и выходной , св занный с перемещающимс  объектом, электроакустические преоб- разоватепи, подключенные соответственно к выходу усилител  записи и к входу усилител  считывани , выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И и со

   513093126

   счетным входом счетчика циклов, вы-установочный вход счетчика импульсов ход первого элемента И соединен ссоединен с установочным входом счет- первым входом первого элемента ИЛИ,чиков циклов и вторым входом первого выход которого подключен к входуэлемента ИЛИ, отличающийс  усилител  записи, выход счетчика дик- тем, что, с целью повьшени  точности лов соединен с входом дешифратора,преобразовател , в него введены вто- выход которого соединен с вторымрой элемент ИЛИ, генератор одиночно- входом первого элемента И и черезго импульса и элемент задержки, выход инвертор - с торым входом второговторого элемента И соединен через элемента И, выход которого подключен 10элемент задержки с первым входом вто- к первому входу триггера, выход ко-рого элемента ИЛИ, второй вход кото- торого соединен с первым входом треть-рого подключен к выходу генератора его элемента И, к второму входу ко-одиночного импульса, выход второго торого подключен генератор импульсов,элемента ИЛИ соединен с установочным выход третьего элемента И соединен со 5входом счетчика импульсов и с вторым счетным входом счетчика импульсов,входом триггера.