Преобразователь линейньк перемещений в код работает следующим образом Генератор 14 импульсов генерирует периодическую последовательность пр моугольных импульсов с периодом повто рени , определ емым соотношением т Х/ивкс вов где максимальное измер емое перемещение; V - скорость ультразвука в жид кости 2 о С выхода генератора 14 периодическа последо вательность пр моугольных импульсов поступает на вход управл емого генератора 7 импульсов, который генерирует радиоимпульсы с периодом повторени , определ емым импульсами с генератора 14,, Радиоимпульсы с выхода управл емого генератора 7 импульсов поступают на вход ультразвукового излучател 6, которьй преобразует радиоимпульсы Р ультразвуковые импульсЫс Ультразвуковое излучатель 6 совмещенного типа, т.ее он может излучать ультразвуковые колебани и. принимать ихо Ультразвуковые импульсы, распростран сь в магнитной жидкости 2, отражаютс от сло ферромагнитных частиц 3, концентрирующихс под кольцевым магнитом 4, и воспринимаютс ультразвуковым излучателем 6. Отражение ультразвуковых импульсов от ферромагнитньк частиц 3 св зано с тем, что в месте их сосредоточени измен етс акустическое сопротивление средыо Коэффициент отражени определ етс соотношением , р, Vi - 172. f7v-rj.;v7 где ft V, - акустическое сопротивле ние магнитной жидкости плотность магнитной жид кости 2; скорость, распространени ультразвука в магнитной жидкости 2; fiV акустическое сопротивле ние магнитной жидкости совместно с ферромагнит ными частицами 3; А - плотность магнитной жид 11 кости 2 с ферромагнитны ми частицами 3; V - скорость распространени ультразвука в магнитной жидкости 2 с ферромагнитными частицами 3„ Поскольку посто нный кольцевой магнит 4 св зан с объектом перемещени , то по мере перемещени магнита 4 по корпусу 1 перемещаютс ферромагнитные частицы 3, тем самым перемещаетс в жидкости 2 слой с более высоким акустическим сопротивлением, от которого происходит отражение ультразвуковых волн. Часть энергии ультразвуковых колебаний, проход через слой концентрации ферромагнитных частиц 3, достигает демпфера 4 и поглощаетс им. В результате отражени от сло ферромагнитных частиц 3 ультразвуковые импульсы достигают ультразвукового излучател 6, преобразуютс им в импульсы тока и поступают на первый вход усилител 8. Коэффициент усилени усилител 8 возрастает по линейному закону измен сь от О до К за интервал времени, равный периоду повторени Тд( . Началу изменени коэффициента усилени соответствует приход импульса с генератора 14 на второй вход усилител 8„ Таким образом,в момент по влени мощного зондирующего импульса на выходе генератора 7 коэффициент усилени усилител 8 равен О и этот импульс не проходит через усилитель 8 о К моменту прихода отраженного импульса коэффициент усилени усилител 8 равен К и отраженный радиоимпульс проходит на вход амплитудного детектора 9. С выхода амплитудного детектора 9 продетектированньш радиоимпульс поступает на первый вход компаратора 10, На второй вход компаратора 10 поступает напр жение с источника 11 опорного напр жени о Уровень этого напр жени выбираетс больше максимального уровн напр жени от структурных шумов, возникающих при прохождении ультразвука через магнитную жидкость 2о В моменты пересечени продетектированного импульса, поступающего на вход компаратора 10 уровн посто нного напр жени , присутствующего на втором входе компаратора 10,на еГо. выходе формируетс пр моугольньй импульс, который поступает на первый . вход триггера 13 и устанавливает его по выходу в состо ние Установка триггера 13 по выходу в состо ние Т осуществл етс по второму входу импульсами с выхода генератора 14 515 импульсов.ТаКИМ образом, пребывание уровн напр жени в состо нии 1 на выходе триггера 13 соответствует Ьременному интервалу медду зондирующим и отраженньм импульсами. Далее эТот временной интервал с помощью блоков 17-21 преобразуетс в цифровой код. Дл получени средней оценки величины перемещени усредн етс N таких временных интервалов за врем измерени . Врем измерени определ етс блоками 12, 15, 16о Это осуществл етс следующим образом. На установочные входы счетчика 15 заводитс уставка в В1зде.двоичного кода, величина которой определ ет вре м измерени . На входы элемента ИЛИ 1 поступают импульсы с выхода генератора 14 и отраженные импульсы с выхода компаратора 10„ Таким образом, за вре менной интервал, равный периоду Т, на вычитакщий вход счетчика 15 поступают два импульса, один с выхода генератора 14 и второй с выхода компаратора 10о Первым импульсом с выхода элемента ИЛИ 12 устанавливаетс вькод триггера 16 в состо ние 1, тем самым фиксируетс начало времени измерени . 1, по вивша с на выходе триггера 16, поступает на второй вход элемента И 19, при наличии 1 на первом входе элемента И 19 импульсы опорной частоты с генератора 20 импульсов проход т через элемент И 19 на счетчик 18 импульсов. Импульсы с генератора 20 проход т на счетчик 18 до тех пор, пока с реверсивного счетчика 15 не будет считан двоичный код N, записанный в счетчик 15 по его установочным входам, после считывани последнего двоичного значени со счетчика 15 на его выходе по вл етс импульс отрицательной пол рности (иэ 1 в О и затем вновь в состо ние 1). Этот импульс поступает на вход триггера 16 и обнул ет его по выходу. Уровень О поступает на второй вход элемента И 19 и запрещает прохождение импульсов с генератора 20 импульса на счетчик 18, На этом измерительный цикл заканчиваетс . Импульс отрицательной пол рности с выхода счетчика 15 поступает также на вход записи регистра 17 и переписывает в него значение , полученное в счетчике 18, Запи санное в регистр 17 значение в двоичном эквиваленте и соответствующее зна чению 9 2 I X . где t. врем , за которое ультразвуковой импульс достигает зоны концентрации ферромагнитных частиц 3; X; - измер емое перемещение; п - число циклов измерени , поступает на информационные входы блока 21 делени . На установочное входы блока 21 поступает уставка в виде двоичного кода, значение которой равно величине уставки, устанавливаемой на установочных входах счетчика 15. Блок I21 осуществл ет деление значени п 2 2. t. , представленного в двоичном |коде, на число (где п - число импульсов считывани , прошедших на вход 1 счетчика 15 за интервал измерени ), также представленное в двоичном коде и устанавливаемое на установочных входах блока 21„ Результат измерени определ етс зависимостью t, f(X) и представл етс в двоичном эквиваленте на выходе блока 21, Формула изобретени Преобразователь линейных перемещений в код, содержапд1й корпус, выполненньй из немагнитного материала, с одной стороны которого размещен демпфер , в корпусе расположена магнитна жидкость, кольцевой посто нный магнит , охватываюн1ий корпус и установленньш с возможностью перемещени вдоль него, первый счетчик импульсов, усилитель, первый и второй генераторы импульсов, отличающийс тем,что, с целью повышени точности преобразовател , в него введены управл емый генератор импульсов, амплитудный детектор, источник опорного напр жени , компаратор, два триггера, элемент И, элемент ИЛИ .второй счетчик импульсов, регистр, блок делени , ультразвуковой излучатель, усилитель выполнен с регулируемым коэффициентом усилени , ультразвуковой излучатель расположен с другой стороны корпуса, выход управл емого генератора импульсов соединен с входом
- 1
ультразвукового излучател и первым входом усилител , .выход которого соединен с входом амплитудного детектора , выход которого соединен с первым входом компаратора, выход которого соединен, с первыми входами элемента ИЛИ и первого триггера, выход которо го соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с входом первого счетчика импульсов, выходы которого соединены с информационными входами.регистра, выходы которого со единены с первой группой входов блока делени , выходы которого вл ютс выходами преобразовател , выход первого генератора импульсов соединен с входом управл емого генератора импульсов , вторыми входами усилител .
964598
первого триггера и элемента ИЛИ ,выход источника опорного напр жени соединен с вторым входом компаратора, выход второго генератора импульсов соединен с вторым входом элемента И, выход элемента ИЛИ соединен со счетным входом второго счетчика импульсов и первым входом второго триггера,
JQ выход которого соединен с третьим входом элемента И, выход второго счетчика импульсов соединен с входом записи регистра и вторым входом второго триггера,информационные входы
f5 второго счетчика импульсов соединены с cooTBeTCTByroinHhei входами второй группы входов блока делени и вл ютс входами установки гфеобразовател .
20