SU1379601A1 - Устройство дл измерени линейных перемещений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  линейных перемещений объектов. С целью повьшени  точности за счет увеличени  разрешающей способности преобразовани  информационного сигнала в регистрируемые данные о величине перемещени  в устройство, содержащее обмотки 1, 2 индуктивного датчика 3 с магнитным сердечником 4, конденсатор 5, резистор 6, обмотки 7, 8 трансформатора 9, генератор 10 переменного напр жени , усилитель 11, фазочувствительный детектор 12, усилитель 19 и шину 18 нулевого потенциала, введены компараторы 13, 16, интегратор 14, RS-триг- гер 15, дифференциатор 17, блок 20 индикации, источник 21 опорного напр жени , регистр 22, блок 23 задержки , реверсивный счетчик 24, блок 25 установки кода, источник 26 опорной частоты. Выходной сигнал фазочувстви- тельного детектора 12 преобразуетс  в длительность импульса на выходе триггера 15, в течение которой реверсивным счетчиком 24 подсчитываютс  импульсы источника 26 опорной частоты . Результат заноситс  в регистр 22 и вьшодитс  на блок 20 индикации. 2 ил. (Л

Description

со

со

05

о

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть испапь- зовано дл  измерени  линейных перемещений объектов.

Цель изобретени  - повышение точности за счет увеличени  разрешающей способности преобразовани  информационного сигнала в регистрируемые данные о величине перемещени .

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг.2 - временна  диаграмма его работы.

Устройство содержит обмотки 1 и 2 индуктивного датчика 3, магнитный сердечник 4, конденсатор 5, резистор 6, обмотки 7 и 8 трансформатора 9, генератор 10 переменного напр жени , усилитель 11, фазочувствительный детектор 1Z, компаратор 13, интегратор 14, RS-триггер 15, компаратор 16,дифференциатор 17, шину 18 нулевого потенциала , усилитель 19, блок 20 индикации , источник 21 опорного напр жени , регистр 22, блок 23 задержки, реверсивный счетчик 24, блок 25 установки кода и источник 26 опорной частоты.

Выход фазочувствительного детектора 12 подключен к инверсному входу компаратора 13, выходом подключенного к S-входу RS-триггера 15, выход которого через дифференциатор 17 подключен к синхровходу регистра 22, выход последнего подключен к входу блока 20 индикации.

Устройство работает следующим образом .

На обмотки 1 и 2 индуктивного датчика 3 подаетс  переменное напр же- ние питани  с обмотки 8 выходного трансформатора 9 от генереатора 10 переменного напр жени . Так как обмотка 8 и обмотки 1 и 2 датчика образуют мост, при перемещении сердечни- ка 4 на входе усилител  11 по вл етс  сигнал, амплитуда которого пр мо пропорциональна величине перемещений. Усиленный в усилителе 11 сигнал подаетс  на вход фазочувствительного де

тектора 12, на другой вход которого через усилитель 19 подаетс  опорный сигнал с фазосдвиганлдей цепочки, состо щей из конденсатора 5 и резистора 6, подключенной параллельно обмотке 8 трансформатора 9. При помощи фазо- сдвигающей цепочки компенсируютс  фазовые сдвиги переменного сигнала,возникающие в обмотках 1 и 2 и в тракте

усилени  усилител . II. При перемещении магнитного сердечника 4 в одну или другую сторону от среднего положени  на выходе детектора 12 по вл етс  сигнал соответственно положительной или отрицательной пол рности который подаетс  на инверсный вход компаратора 13. При по влении, например , в момент времени с на выходе RS-триггера 15 отрицательного сигнала -и р напр жение на выходе интегратора 14 начинает строго линейно возрастать . При достижении в момент времени t сигнала „,подаваемого на инвертирующий вход компаратора 13, он переключаетс  скачкообразно, переключа  тем самым триггер 15 в противоположное состо ние. Положительный сигнал поступает на вход интегратора 14, на выходе которого напр жение начинает уменьшатьс . При достижении в момент времени t значени  отрицательного опорного напр жени  Uj,, подаваемого с источника 21 опорного напр жени  на пр мой вход компаратора 16, его выходное напр жение скачкообразно измен етс , переключа  тем самым триггер 15 в противоположное состо ние. На вход интегратора 14 вновь поступает отрицательное напр жение , и цикл повтор етс . Таким образом в процессе измерени  на выходе триггера 15 формируетс  пр моугольный импульс, длительность Т которого

Т 2(t , - с,)

2RC(U , - Uo)

и

Т

де RC Ux Ur ,посто нна  времени интех- ратора 14;

отрицательное опорное напр жение;

амплитуда измерительного сигнала;

амплитуда выходного напр жени  триггера 15.

Как видно из формулы, длительность периода Т выходного импульсного сигнала RS-триггера 15 линейно зависит от амплитуды измерительного сигнала и,. Импульсный сигнал с выхода триггера 15 дифференцируетс  в блоке 17, короткие импульсы с выхода которого поступают на синхровход регистра 22 и через блок 23 задержки к входу начальной установки реверсивного счетчика 24 (фиг. 2). Врем  задержки блока 23 значительно меньше периода

эталонного сигнала источника 26 опорной частоты. Последний вырабатывает сигнал с периодом, много раз меньшим периода преобразовани  Т, и подает его на вычитающий вход реверсивного счетчика 24. Длительность периода эталонного сигнала подбираетс  в зависимости от заданной точности измерени . При Начальной установке реверсивного счетчика 24 в него записываетс  количество импульсов, соответствующее среднему значению Tjp периода преобразовани  при среднем положении магнитного сердечника 4 датчи- ка 3. В процессе измерени  при каждом переключении триггера 15 как положительные , так и отрицательные импульсы фронтов сигнала записывают в регистр 22 результат измерени  в виде значени  содержани  реверсивного счетчика 24, который получаетс  при вычитании количества импульсов, пос- тупакицих с источника 26, При этом в зависимости от знака измерени  значение- содержани  счетчика вначале уменьшаетс  до нул  (при достижении среднего положени  сердечника 4), после чего начинает увеличиватьс  с противоположным знаком. Результат измере- ни  регистрируетс  в блоке 20 индикации .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  линейных перемещений, содержащее инд уктивный датчик с двум  обмотками, конденсатор , резистор, трансформатор с двум  обмотками, генератор переменного нап р жени , два усилител , фазочувстви- тельный детектор и щину нулевого потенциала , начало первой и конец второй обмоток индуктивного датчика объединены и через первый усилитель подключены к первому входу фазочув- ствительного детектора, начало вто Q

   5

   с

   рой обмотки ИНДУКТ1ШНО1-О датчика через последовательно соединенные резистор и конденсатор подключено к концу первой обмотки индуктивног датчика и началу первой обмотки трансформатора , конец и средний вывод которой подключены соответственно к началу второй обмотки индуктивного датчика и шине нулевого потенциала, соединенные выводы резистора и конденсатора через второй усилитель подключены к второму входу фазочувствитель- ного детектора, выходы генератора переменного напр жени  подключены к выводам второй обмотки трансформатора, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, в него введены два компаратора, интегратор, RS-триггер, ИСТОЧН1Ш опорного напр жени , дифференциатор), блок задержки , источник опорной частоты, реверсивный счетчик, блок установки кода, регистр и блок индикации, ЕЫХОД фазо- чувствительного детектора подкл:очен к инверсному входу первого компаратора , Вокод которого подключен к S- входу RS-триггера, выход которого подключен к входам дифференциатора и интегратора, выход которого подключен к пр мому вхбду первого компаратора и инверсному входу второго компаратора , выход которого подключен к R -входу RS-триггера, выход источника опорного напр жени  подключен к пр мому входу второго компаратора, выход дифференциатора подключен к синхровходу регистра к через блок задержки к входу разрешени  предустановки реверсивного счетчика, выход которого подключен к входу данных регистра , выход которого подключен к входу блока индикации, выходы источника опорной частоты блока установки кода подключены соответственно к вычитающему входу и входу предустановки реверсивного счетчика.