SU1441175A1 - Преобразователь перемещений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  перемещений . С целью повышени  точности путем снижени  чувствительности к изменени м амплитуды и частоты питающего напр жени  в преобразователь. содержащий магнитопроводный  корь i, рабочие обмотки 2,3, резисторы 4,5, источник 10 переменного напр жени , блок I1 выборки-хранени , одновиб- ратор 13, шину 16 нулевого потенциала , введены компенсационные обмотки 6,7, резисторы 8,9, блок 12 выборки-хранени , компаратор 14 и блок делени . Величина сигнала на выходе блока 15 делени , пропорциональна  координате  кор  на оси перемещений, не зависит от колебаний амплитуды и изменений частоты питающего напр жени , которые в равной степени вли ют на уровни сигналов, снимаемых с первого и второго выводов диагонали измерительного моста, образованного обмотками 2,3,6,7 и резисторами 4,5,8,9. 2 ил. W

Description

к СП

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  линейных перемещений .

Цель изобретени  - повьппение точности за счет снижени  чувствительности к изменени м частоты и амплитуды питающего напр жени .

На фиг, I приведена блок-схема преобразовател ; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов, характеризующие его работы.

Преобразователь перемещений содержит магнитопроводный  корь 1, рабо- чие обмотки 2 и 3, резисторы 4 и 5, компенсационные обмотки 6 и 7, резисторы 8 и 9, источник 10 переменного напр жени , блоки 11 и 12 выборки- хранени , одновибратор 13, компара- тор 14, блок 15 делени  и шину 16 нулевого потенциала.

Рабочие обмотки 2 и 3, компенсационные обмотки 6 и 7 и резисторы 4, 5,8 и 9 образуют мостовую схему, в диагональ которой включен источник 1 переменного напр жени , рабоча  обмотка 2 и компенсационна  обмотка 6 подключены к информационным входам соответственно блоков II и 12 выбор- ки-хранени , выходы которых подключены к входам блока 5 делени .

Преобразователь работает следующим образом.

На диагональ питани  а - Ъ посту- пает выходное напр жение источника 10, питающее мост переменного тока: w 08 mSinuit, где амплитуда; :d) - кругова  частота; t - врем  В диапазоне преобразовани  зависимости индуктивностей L, и Lj соответственно рабочих обмоток от перемещений  кор  1 вдоль оси X контролируемых перемещений имеют линейный характер:

Lj- ix- LC 1(Хо-«- vt) +

L, -ly+ L -l(Xo+ Vt) + L,,,

где Хд - начальное положение  ко- р  1, относительно которого отсчитываетс  его перемещение со скоростью V; 170- коэффициент пропорциональности , определ емый пара- метрами дифференциального индуктивного датчика; LO - индуктивность любой из рабочих обмоток 2 и 3, соот

0

5 о

ветствующа  нейтральному положению  кор  1, при котором X 0.

Входные сопротивлени  информационных входов блоков П и 12 выборки- хранени  намного превышают вьпсодные сопротивлени  моста переменного тока на участках ветвей с - b и d - Ь, к которым подключены указанные информационные входы, а выходное сопротивление обоих входов компаратора 11 значительно больше величины активного сопротивлени  R каждого из резисторов 4,5,8 и 9. Поэтому, подключение входных цепей блоков П и 12 выборки-хранени  к вьшодам измерительной диагонали, а также подключение входов компаратора 14 к выводам резистора 4 практически не оказывают вли ни  на распределение токов и напр жений в схеме моста переменного тока.

Разность фаз напр жени  и тока дл  сопротивлени , имеющего индуктивно-активный характер, положительна и не превьшает значени  tr/2. Поэтому ток, протекающий по ветви а - с - Ь, может быть представлен в виде функции i (a)t - if), где „,- амплитуда тока i(t); О : - разность фаз напр жени  и тока i(t). В диапазоне преобразовани  суммарна  индуктивность рабочих обмоток 2 и 3 посто нна и равна L, 2Lp. Следовательно, неизменными  вл ютс  также

m

2(mLj4 (г + R)

(/ arctgQ,

.e

где ---Г - добротность, г к

Величина тока i(t) I sinCwt -i/) принимает нулевое значение в моменты времени

Ilk

ot ш

0,5kT,

где t,ft arctg Q/u; Т () - период;

k - целое число или

нуль.

Соответственно, в моменты t обращаютс  в нуль значени  составл ющей Uv (Iv -i-R), а также падени  напр жени  на резисторе 4 U iR (фиг. 2).

Однрвибратор 13, запускаемый по воздействию на его вход положитель- ных фронтов выходных импульсов и компаратора 14 (фиг. 2), вырабатывает короткие импульсы 11 ,j , поступающие на управл ющий вход Злока 11 выборки-хранени , выходной сигнал U которого представл ет собой напр жение Upg , дискретизуемое в моменты t 1 t + kT + 0,5kT, т.е. и„

Uce(tk).

Поскольку составл юща  U в моменты 11. , а следовательно, и при t jj , 0,5kT, становитс  равной нулю, то и само напр жение U , Uce (tfc) U(tt) wljl + LC) не зависит от скорости движени   кор  1 и пропорционально лишь координате X  кор  1, отсчитываемой по оси контролируемых перемещений.

Индуктивность .каждой из компенсационных обмоток 6 и 7 и активное сопротивление каждого из резисторов 8 и 9 подобраны равными соответственно величинам Lj, и R так, что с учетом указанного равенства величин активных сопротивлений обмоток 2,3,6 и 7 можно сделать вьшод о том, что в ветв х a-d-Ьиа-с-Ь протекают равные между собой токи.

Полностью аналогично описанному дл  электрических процессов в ветви а - с - b в моменты времени 2 t д( + О, 5kT составл юща  U „ напр жени  и06 обращаетс  в нуль, посколь ку ток i ветви а - с - b в моменты С, принимает нулевое значение и, кро ме того, токи в ветв х а - с - b и а - d - b одинаковы.

Выходной сигнал блока 15 делени  пропорционален отношению уровней нап р жений 11, и .

и

1У

+ 1),

где Кц E/LO;

Ку- масштабный коэффициент.

Величины амплитуды тока 1, пропорциональной амплитуде питающего напр жени  V, и частоты f W/2ff питающего напр жени  наход тс  как в числителе, так и в знаменателе отношени  Uii/Ufi и поэтому сокращаютс . Следовательно, и колебани  величины Vfn, f не оказывают вли ни  на уровень и 1J, пропорциональный коорди

10

15

20

25

30

3

ло

45

50

55

нате X  кор  1 и не завис щий от скорости движени  контролируемого объекта , координаты К(, К определ ютс  внутренними параметрами дифференциального датчика и блока 15 делени  и от колебаний амплитуды и частоты питающего напр жени  практически не завис т.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Преобразователь перемещений, содержащий источник переменного напр жени , две рабочие обмотки, первый и второй резисторы, одновибратор, первый блок выборки-хранени , шину нулевого потенциала и магнитопровод- ный  корь, размещенный в магнитном поле рабочих обмоток, первый вывод источника переменного напр жени  подключен к началу первой рабочей обмотки, второй вьюод источника переменного напр жени  подключен к шине нулевого потенциала и первому выводу первого резистора, начало второй рабочей обмотки подключено к информационному входу первого блока выборки-хранени , к управл ющему входу которого подключен выход одно- вибратора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, в него введены две компенсационные обмотки, третий и четвертый резисторы , второй блок выборки-хранени , компаратор и делитель, первый выход источника переменного напр жени  через последовательно включенные первую компенсационную обмотку, тре тий резистор, вторую компенсационную обмотку и второй резистор подключен к шине нулевого потенциала и первому входу компаратора, выход которого подключен к входу одновибратора, выход которого подключен к управл ющему входу второго блока выборки-хранени , выход которого подключен к первому входу делител , начало второй компенсационной обмотки подключено к информационному входу второго блока выборки-хранени , конец первой рабочей обмотки через последовательно включенные четвертый резистор и вторую рабочую обмотку подключен к второму выводу первого резистора, выход первого блока выборки-хранени  подключен к второму входу блока де- f лени .

   . 2