SU1476309A1

SU1476309A1 - Устройство дл измерени перемещени

Info

Publication number: SU1476309A1
Application number: SU874307990A
Authority: SU
Inventors: Виктор Григорьевич Костин; Александр Саидович Ханжиев; Николай Дмитриевич Зиновьев
Original assignee: Предприятие П/Я В-2015
Priority date: 1987-09-22
Filing date: 1987-09-22
Publication date: 1989-04-30

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического управлени , регулировани и контрол . Цель изобретени - повышение точности измерени . С помощью катушки 2 возбуждени , размещенной в начале магнитострикционной линии /МСЛ/ 1, в последней возбуждаетс ультразвуковой сигнал, который, распростран сь вдоль МСЛ 1, наводит первый электрический импульс в катушке 3 считывани , установленной с возможностью перемещени вдоль МСЛ 1. Дойд до конца МСЛ 1, ультразвуковой сигнал отражаетс и распростран етс в обратном направлении, возбуждает в катушке 3 считывани второй электрический импульс обратной пол рности по отношению к первому, а затем, отразившись от начала МСЛ 1, возбуждает в катушке 3 считывани третий электрический импульс. С помощью компараторов 4 и 5, RS триггеров 6, 7 и 8, элементов 9, 10, 11 и 12 И-НЕ и формировател 14 импульсов формируютс временные интервалы между первым и вторым импульсами и первым и третьим импульсами катушки 3 считывани , пропорциональные соответственно двойной длине участка МСЛ 1 от катушки 3 считывани до конца и двойной длине всей МСЛ 1. В блоке 17 вычислений вычисл етс отношение этих временных интервалов. Повышение точности измерени достигнуто за счет измерени в два раза больших временных интервалов и использовани одной и той же МСЛ в качестве опорной и измерительной. 2 ил.

Description

Я 1

ОЭ

со о &

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического управлени , регулировани и контрол .

Цель изобретени - повышение точности измерени за счет отказа от опорной магнитострикционной линии и использовани сигналов, отраженных от концов измерительной магнитострикционной линии.

На фиг. 1 представлена функциональна

Устройство работает следующим образом .

По срезу импульса, снимаемого с выхода делител 16 частоты и поступающего на вход формировател 13 импульсов, на пр мом его выходе образуетс короткий (пор дка 5 мс) импульс (фиг. 2а), который пройдет через обмотку катушки 2, возбудив в МСЛ 1 УЗС. Одновременно проинвертированный импульс , снимаемый с инверсного выхода

схема устройства; на фиг. 2 - времен- 10 формировател 13 импульсов, поступит на

S-вход / 5-триггера 6 и включит его в единичное состо ние (фиг. 2ж), а также поступит на третий вход блока 17 вычислений, подготовке его к циклу измерений. УЗС, отраженный от левого конца МСЛ 1, имеет фазовый сдвиг относительно пр мого сигнала, которые накладывались друг на друга при соответствующем задании положени катушки 2 относительно левого конца МСЛ1, оставл ют первую полуволну пр мого сигные диаграммы, по сн ющие работу устройства

Устройство содержит магнитострикцион- ную линию (МСЛ) 1, на которой размещены две катушки 2 и 3, причем перва катушка 2 служит дл возбуждени ультра- звукового сигнала (УЗС) в МСЛ 1 и закреплена на ее конце, втора катушка 3, снабженна посто нным магнитом, служит дл считывани сигнала и имеет возможность

перемещени вдоль МСЛ 1, компараторы 20 нала без изменений при многократном

4 и 5, / 5-триггеры 6, 7 и 8, элементы И-НЕ, 9-12, формирователи 13 и 14 импульсов, генератор 15, делитель 16 частоты, блок 17 вычислений и регистратор 18, причем выход генератора 15 через делитель 16 часослаблении последующих колебаний. В результате при прохождении упругой полуволны УЗС по МСЛ 1 сквозь катушку 3 считывани в ее обмотке посредством электромагнитного пол возбудитс электричестоты и формирователь 13 импульсов соеди- 25 кий импульс ig (фиг. 26). С выхода катушки

нен с первым выводом катушки 2 возбуждени УЗС в МСЛ 1, первый вывод катушки 3 считывани сигнала соединен с первым входом компаратора 4 и вторым входом

3 считывани этот импульс поступит на первый и второй входы компараторов 4 и 5 соответственно. Так как этот импульс по амплитуде превышает уровень опорного

компаратора 5, к первому входу которого 3Q напр жени ( + ) У™, прикладываемого к втоподключен источник опорного напр жени (-) Uun, а к второму входу компаратора 4 - источник опорного напр жени ()t/on, выход компаратора 4 подключен к первым входам элементов И-НЕ 9, 11 и 12, а выход

рому входу компаратора 4, то на его выходе по витс импульс 20 (фиг. 2в), который поступит на первые входы элементов И-НЕ 9, 11 и 12. Однако этот импульс пройдет на выходы только элементов И-НЕ 9 и 11

компаратора 5 соединен с первым входоми в проинвертированном виде поступит на

элемента И-НЕ 10. Пр мой (неинверсный) выход / 5-триггера 6 соединен с вторыми входами элементов И-НЕ 9, 10 и 11, а инверсный его выход подключен к второму входу элемента И-НЕ 12, выходы элементов И-НЕ 9 и 10 подключены соответственно к S- и -входам S-триггера 8, пр мой выход которого соединен с вторым входом блока 17 вычислений и через формирователь 14 импульсов - с / -входом / 5-триггера 6, 5-вход которого соединен с инверсным выходом формировател 13 импульсов, выходы элементов И-НЕ 11 и 12 соединены соответственно с S- и / -входами У 5-триггера 7, пр мой выход которого соединен с первым входом блока 17 вычислений, к третьему входу которого подключен инверсный выход формировател 13 импульсов, а выход блока 17 вычислений соединен с входом регистратора 18, вторые выводы катушек 2, 3 возбуждени и считывани соединены с общей шиной, МСЛ 1 выполнена из М-трубки, диаметром 5,6 мм, длиной 3 м. Компараторы выполнены на интегральных схемах К554САЗБ, логические элементы из серии К155.

S-входы #5-триггеров 7 и 8, переключив их в единичное состо ние (фиг. 2е и д). При этом на первый и второй входы блока 17 вычислений поступ т уровни «1. Другими словами,откроютс временные ворота tx и t0, 40 служащие дл вычислени перемещени

и компенсации изменени скорости УЗ-волI/ i

ны, т.е. дл вычислени функции ,

to

где Y - перемещение; К - коэффициент ., градуировочный; tx - врем прохождени УЗ-сигналом рассто ни , равного t0 - врем прохождени УЗ-сигналом рассто ни , равного 2 /0. Далее УЗ-импульс, отразившись от правого конца МСЛ 1, вновь проходит катушку 3 считывани и через посред- 5Q ство электромагнитного пол , сопровождающего УЗ-импульс, возбуждает в обмотке катушки электрический импульс 21, но противоположной пол рности (фиг. 26). Этот импульс также, как и первый, поступит на первый и второй входы компараторов 4 и 5 55 соответственно. Однако на этот раз сработает компаратор 5, к первому входу которого приложен уровень опорного напр жени (-) (/on, и на его выходе по витс

Устройство работает следующим образом .

формировател 13 импульсов, поступит на

ослаблении последующих колебаний. В результате при прохождении упругой полуволны УЗС по МСЛ 1 сквозь катушку 3 считывани в ее обмотке посредством электромагнитного пол возбудитс электрический импульс ig (фиг. 26). С выхода катушки

напр жени ( + ) У™, прикладываемого к втонапр жени ( + ) У™, прикладываемого к второму входу компаратора 4, то на его выходе по витс импульс 20 (фиг. 2в), который поступит на первые входы элементов И-НЕ 9, 11 и 12. Однако этот импульс пройдет на выходы только элементов И-НЕ 9 и 11

и в проинвертированном виде поступит на

S-входы #5-триггеров 7 и 8, переключив их в единичное состо ние (фиг. 2е и д). При этом на первый и второй входы блока 17 вычислений поступ т уровни «1. Другими словами,откроютс временные ворота tx и t0, 0 служащие дл вычислени перемещени

и компенсации изменени скорости УЗ-волI/ i

ны, т.е. дл вычислени функции ,

to

где Y - перемещение; К - коэффициент , градуировочный; tx - врем прохождени УЗ-сигналом рассто ни , равного t0 - врем прохождени УЗ-сигналом рассто ни , равного 2 /0. Далее УЗ-импульс, отразившись от правого конца МСЛ 1, вновь проходит катушку 3 считывани и через посред- Q ство электромагнитного пол , сопровождающего УЗ-импульс, возбуждает в обмотке катушки электрический импульс 21, но противоположной пол рности (фиг. 26). Этот импульс также, как и первый, поступит на первый и второй входы компараторов 4 и 5 5 соответственно. Однако на этот раз сработает компаратор 5, к первому входу которого приложен уровень опорного напр жени (-) (/on, и на его выходе по витс

импульс 22 (фиг. 2г), который поступит на первый вход элемента И-НЕ 10, на втором входе которого присутствует «1, подаваема с пр мого выхода #5-триг- гера 6. Этот импульс в проинвертирован- ном виде пройдет на выход элемента И-НЕ 10 .и на Я-вход ЯЗ-триггера 8, переключив его в нулевое состо ние. При этом временные ворота на втором входе блока 17 вычислений закроютс , а формирователь 14 импульсов сработает и на его выходе на короткое врем установитс уровень «О, который поступит на Я-вход 7 5-триггера 6, переключив его в нулевое состо ние. Элементы И-НЕ 9, 10, 11 закроютс и лишь элемент И-НЕ 12 готов к приему импульса 23 (фиг. 26), с приходом которого аналогично изложенному на выходе компаратора 4 по витс импульс 24 (фиг. 2в), который пройдет через элемент И-НЕ 12 в проинвер- тированном виде на / -вход S-триггера 7, переключив его в нулевое состо ние (фиг. 2е) При этом временные ворота t0 на первом входе блока 17 вычислений закроютс , и цикл измерений завершаетс . Состо ние )5-триг- геров будет неизменным до поступлени второго импульса с выхода формировател 13 импульсов, период следовани которых равен 0,01 с. Одновременно с поступлением этого импульса с выхода блока 17 вычислений информаци о перемещении будет выдана на регистратор 18.

образом, предложенное устройство позвол ет выдел ть временные интервалы, соответствующие перемещению, вдвое больше действительного, что позвол ет повысить точность измерени этих интервалов. Кроме того, использование одной МСЛ вместо двух позвол ет исключить погрешность измерени , обусловленную неидентичностью параметров двух МСЛ и различным вли нием на них окружающей среды.

Claims

Формула изобретени

Устройство дл измерени перемещени , содержащее магнитострикционную линию , на которой размещены две катушки, причем перва катушка служит дл возбуждени ультразвукового сигнала и закреплена на конце магнитострикционной линии , втора - дл считывани сигнала и имеет возможность перемещени вдоль магнитострикционной линии, генератор, компаратор, первый вход которого соединен с с первым выводом катушки считывани , второй вывод которой соединен с общей шиной, а второй вход компаратора соединен с источником опорного напр жени положительной пол рности, и регистратор, отличающеес тем, что, с целью повышени точности измерени , в устройство введены три S-триггера, четыре элемента И-НЕ, два формировател импульсов, блок вычислений, делитель частоты и второй компаратор, причем выход генератора

ч через делитель частоты соединен с входом первого формировател импульсов, пр мой выход которого соединен с первым выводом катушки возбуждени , второй вывод которой соединен с общей шиной, выход первого компаратора соединен с первыми входами

0 первого, третьего и червертого элементов И-НЕ, вторые входы первого, второго и третьего элементов И-НЕ соединены с пр мым выходом первого 5-триггера, выходы третьего и четвертого элементов И-НЕ соединены соответственно с S- и -входами второго S-триггера, выход которого соединен с первым входом блока вычислений, с вторым и третьим входами которого соединены соответственно выход второго 5-триггера и инверсный выход первого

Q формировател импульсов, 5- и -входы третьего S-триггера соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И-НЕ, первый вход второго элемента И-НЕ соединен с выходом второго компаратора, первый вход которого соеди5 нен с источником опорного напр жени отрицательной пол рности, а второй вход - с первым выводом катушки считывани , инверсный выход первого формировател импульсов соединен с S-входом первого / 5-триггера, -вход которого через второй

® формирователь импульсов соединен с выходом третьего RS -триггера, инверсный выход первого S-триггера соединен с вторым входом четвертого элемента И-НЕ, а выход блока вычислений соединен с входом регистратора.

5 УОЛ. /L #

К-19k-23Г

Uon

If--I -