SU1388700A1 - Устройство дл бесконтактного измерени перемещений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  линейных перемещений. Цель изобретени - повьппение точности и увеличение диапазона измерений. Устройство содержит под:вижную обмотку 1 возбуждени , неподвижную обмотку 2, источник 3 пеS ременного напр жени . Обмотка 2 соединена с входом усилител -ограничител  4 и одним из входов сумматора 5. Выход усилител -ограничител  4 соеди нен с входом фильтра 6 низких частот и одним из входов элемента И 10. Выход филь.тра 6 низких частот подключен через фазосдвигающий блок 8 и де литель 9 напр жени  с вторым входом сумматора 5. Выход сумматора 5 через усилитель-ограничитель 7 подключен к второму входу элемента И 10. Выход элемента 10 через последовательно соединенные фильтр 11 низкой частоты и усилитель 12 посто нного тока подключен к входу блока 13 регистрации. Работа устройства основана на зависимости от величины измер емого пере мещени  сдвига фаз между сигналами на входах элемента И 10. 4 ил. (Л

Description

оо

00

00 |

10

20

Изобретение относитс  к контроль но иэмерительной технике и может быть использовано дл  измерени  линейных перемещений.

Цель изобретени  повышерше точ- ности измерений и увеличение диапа зона измер емых перемещений за счет повышени  линейности функции преобразовани  устройства.

На фиг.1 изображена блок- схема предлагаемого устройства; на фиг.2 и 3 векторные диаграммы работы уст- ройства; на фиг.4 - временна  диаграмма работы устройства.

Устройство содержит подвижную об мотку 1 возбуждени , неподвижную об- мотку 2, источник 3 переменного напр жени , усилитель-ограничитель 4, - сумматор 5, фильтр 6 низкой частоты, усилитель-ограничитель 7, фазосдви- гающий блок 8, делитель 9 напр жени , элемент И 10, выход которого через последовательно включенные фильтр 1 | низкой частоты и усилитель 12 посто нного тока подключен к выходу блока 13 регистрации, и шину 14 нулевого потенциала.

Устройство работает следующим образом .

В зависимости от рассто ни  между обмотками 1 и 2 измен етс  амплитуда сигнала U, чител  4

Из выходного сигнала U4 усилител -35 Форм ограничител  4 на втором входе сумматора 5 фильтром 6, фазосдвигающим блоком 8 и делителем 9 формируетс 

Сдвиг фазы

Анализ зависимости tf f (5) (где о измер емое перемещение) провод т с помощью векторной диаграммы сумми-

j на входе усилител -ограни- и первом входе сумматора 5.

ровапием сигналов Up и Uon (фиг.З) или временной диаграммы (фиг.4, на которых индексом н указаны векторы (сигналы) в начале диапазона измерени , а с индексом к - в конце диапазона измерени .

При S О и и р суммарный сиг нал Ug. Uj. и соответственно угол сдвига фаз сигнала U относительно U, равен cf . При удалении контролируе- 15 мого объекта S Ха (где X - конечна  точка диапазона измерени ), U-

kк

Up, Uy Uj. и угол сдвига фаз между и и Uj равен q) . Таким образом, угол cf несет информацию об измер емом перемещении. К усилител м-ограничител м 4 и 6 предъ вл ютс  требовани  по стабильности уровней ограничени . Особенно жестко это требование дл  усилител -ограничител  4, так как изменение уровн  на его выходе ведет к изменению амплитудного значени  напр жени  Ug Uon .

На выходе элемента И 10 формируютс  импульсы, площадь которых пропорциональна S , с помощью фильтра 11 и усилител  12 площадь импульсов преобразуетс  в уровень сигнала, регистрируемого блоком 13.

25

30

ула изобретени 

опорный сигнал U Ц

Устройство дл  бесконтактного измерени  перемещений, содержащее источник переменного напр жени , подtf между U4 и UQ определ етс  выраже-40 вижную обмотку возбуждени , неподвиж ни ем

ц arcts yiEi2 iyi §iHi j ii п)

ирсозсрр+и„,со8ср,„-

Выщеуказанное по сн етс  векторной диаграммой, приведенной на фиг.2. д5

Прин в за начало отсчета вектор одного из складываемых сигналов (фиг.З) и провед  математические преобразовани , получим

,,х 0

где Cfo 4 pt4 on угол сдвига фаз меж- . ду сигналами U и U-. На вход элемента И 10 поступают два пр моугольных сигнала U и U со г сдвигом фаз Ср , так как их начальные фазы соответствуют начальным фазам сигналов Un и U соответственно (фиг.4).

Ц arctg

ную обмотку, шину нулевого потенциала , выводы подвижной обмотки возбуждени  подключены к источнику перемен ного напр жени , первый вывод неподвижной обмотки подключен к щине нулевого потенциала, о тличаю- щ е е с   тем, что, с целью повышени  точности измерени  и увеличени  диапазона измер емых перемещений, в. него введены два усилител -ограничител , два фильтра низкой частоты, . фазосдвигающий блок, делитель напр жени , сумматор, элемент И, усилитель посто нного тока, блок регистрации , второй вывод неподвижной обмотки через первый усилитель-ограничитель подключен к первому входу элемента И и входу первого фильтра низкой частоты, выход которого через

Анализ зависимости tf f (5) (где о измер емое перемещение) провод т с помощью векторной диаграммы сумми-

0

0

ровапием сигналов Up и Uon (фиг.З) или временной диаграммы (фиг.4, на которых индексом н указаны векторы (сигналы) в начале диапазона измерени , а с индексом к - в конце диапазона измерени .

При S О и и р суммарный сиг нал Ug. Uj. и соответственно угол сдвига фаз сигнала U относительно U, равен cf . При удалении контролируе- 5 мого объекта S Ха (где X - конечна  точка диапазона измерени ), U-

kк

Up, Uy Uj. и угол сдвига фаз между и и Uj равен q) . Таким образом, угол cf несет информацию об измер емом перемещении. К усилител м-ограничител м 4 и 6 предъ вл ютс  требовани  по стабильности уровней ограничени . Особенно жестко это требование дл  усилител -ограничител  4, так как изменение уровн  на его выходе ведет к изменению амплитудного значени  напр жени  Ug Uon .

На выходе элемента И 10 формируютс  импульсы, площадь которых пропорциональна S , с помощью фильтра 11 и усилител  12 площадь импульсов преобразуетс  в уровень сигнала, регистрируемого блоком 13.

5

0

ула изобретени 

Форм

Устройство дл  бесконтактного измерени  перемещений, содержащее источник переменного напр жени , подвижную обмотку возбуждени , неподвиж

ную обмотку, шину нулевого потенциала , выводы подвижной обмотки возбуждени  подключены к источнику перемен ного напр жени , первый вывод неподвижной обмотки подключен к щине нулевого потенциала, о тличаю- щ е е с   тем, что, с целью повышени  точности измерени  и увеличени  диапазона измер емых перемещений, в. него введены два усилител -ограничител , два фильтра низкой частоты, . фазосдвигающий блок, делитель напр жени , сумматор, элемент И, усилитель посто нного тока, блок регистрации , второй вывод неподвижной обмотки через первый усилитель-ограничитель подключен к первому входу элемента И и входу первого фильтра низкой частоты, выход которого через

последовательно соединенные фа осдви- рез последовательно соединенные вто-

гающш блок и делитель напр жени  подключен к первому входу сумматора, выход которого через второй усили тель -ограничитель подключен к второму входу элемента И, выход которого че

рой фильтр низкой частоты и усилитель посто нного тока тгодключен к входу блока регистрации, второй вывод неподвижной обмотки подключен к вто- рому входу сумматора.

Og-Uon

Фиг.З

Claims (2)

1. Формула изобретения

   Устройство для бесконтактного измерения перемещений, содержащее источник переменного напряжения, подвижную обмотку возбуждения, неподвижную обмотку, шину нулевого потенциала, выводы подвижной обмотки возбуждения подключены к источнику переменного напряжения, первый вывод неподвижной обмотки подключен к шине нулевого потенциала, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и увеличения диапазона измеряемых перемещений, в. него введены два усилителя—ограничителя, два фильтра низкой частоты, фазосдвигающий блок, делитель напряжения, сумматор, элемент И, усилитель постоянного тока, блок регистрации, второй вывод неподвижной обмотки через первый усилитель—ограничитель подключен к первому входу элемента И и входу первого фильтра низкой частоты, выход которого через последовательно соединенные фазосдви— тающий блок и делитель напряжения подключен к первому входу сумматора, выход которого через второй усилитель-ограничитель подключен к второму входу элемента И, выход которого че рез последовательно соединенные второй фильтр низкой частоты и усилитель постоянного тока подключен к входу блока регистрации, второй вывод неподвижной обмотки подключен к второму входу сумматора.

   Фиг.
2. 2.