SU1619400A1 - Magnetostriction displacement converter - Google Patents

Magnetostriction displacement converter Download PDF

Info

Publication number
SU1619400A1
SU1619400A1 SU894669032A SU4669032A SU1619400A1 SU 1619400 A1 SU1619400 A1 SU 1619400A1 SU 894669032 A SU894669032 A SU 894669032A SU 4669032 A SU4669032 A SU 4669032A SU 1619400 A1 SU1619400 A1 SU 1619400A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
converter
comparator
waveguide
Prior art date
Application number
SU894669032A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Абрамович Белоцерковский
Николай Иванович Ревенко
Лев Олегович Спасокукоцкий
Александр Павлович Шпинь
Юрий Григорьевич Яблоновский
Original Assignee
Предприятие П/Я М-5904
Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я М-5904, Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции filed Critical Предприятие П/Я М-5904
Priority to SU894669032A priority Critical patent/SU1619400A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1619400A1 publication Critical patent/SU1619400A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл  преобразовани  информации о линейных и угловых перемещени х в аналоговую и цифровую формы . Целью изобретени   вл етс  повыше ние точности, упрощение преобраз вател  и расширение области его применени . Дл  этого Е магнитострикционный преобразователь перемещений, содержащий волновод 1 из магнитострикцион- ного материала, отражающие поверхности 2, электроакустический преобразователь 3, сЬормирователь 4 импульсов, усилитель 5 записи, усилитель 6 считывани  и компаратор 8, введены одно- вибраторы 7 и 9 и преобразователь временных интервалов. Поставленна  цель достигаетс  за счет того, что примен етс  одич электроакустический преобразователь 3, а также за счет снижени  погрешности, вызванной воздействием многократно отраженных акустических импульсов в волноводе 1 и формировани  на выходе информации как в цифровом, так и в аналоговом виде. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л & & 4The invention relates to automation and computing and can be used to convert information about linear and angular movements into analog and digital forms. The aim of the invention is to increase the accuracy, simplify the transducer and expand its field of application. To do this, the E magnetostrictive displacement transducer, containing a waveguide 1 made of magnetostrictive material, reflective surfaces 2, an electroacoustic transducer 3, a fattening device 4 pulses, a recording amplifier 5, a reading amplifier 6 and a comparator 8, introduced a single vibrator 7 and 9 and a time interval converter . This goal is achieved due to the fact that a wild electroacoustic transducer 3 is used, as well as by reducing the error caused by the effect of multiply reflected acoustic pulses in waveguide 1 and forming information at the output both in digital and analog form. 2 hp f-ly, 2 ill. (L & amp & amp & 4

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл  преобразовани  информации о линейных и угловых перемещени х в аналоговую и цифровую форму.The invention relates to automation and computing and can be used to convert information about linear and angular movements into analog and digital forms.

Цель изобретени  - повышение точности , упрощение преобразовател  и расширение области, его применени .The purpose of the invention is to improve accuracy, simplify the converter and expand the scope of its application.

На фиг.1 приведена структурна  схема магнитострикционного преобразовател  перемещений; на фиг. 2 - временные диаграммы токов и напр жений, по сн ющие работу преобразовател .Figure 1 shows the structural scheme of the magnetostrictive displacement transducer; in fig. 2 - time diagrams of currents and voltages, which describe the operation of the converter.

Магнитострикционный преобразователь перемещений содержит волновод 1 из магнитострикционного материала, отражающие поверхности 2, электроакустический преобразователь 3, формирователь 4 импульсов, усилитель 5 записи, усилитель 6 считывани , одно вибратор 7 компараторов, одновибра- тор 9, преобразователь 10 временных интервалов, который выполнен в виде формировател  И импульсов, интегратора 12, компаратора 13, и фильтр 14 нижних частот.The magnetostrictive displacement transducer contains a waveguide 1 made of a magnetostrictive material, reflective surfaces 2, an electroacoustic transducer 3, a shaper 4 pulses, a recording amplifier 5, a read amplifier 6, one comparators vibrator 7, a single vibrator 9, a 10 time converter, which is made in the form of a shaper And pulses, integrator 12, comparator 13, and lowpass filter 14.

Магнитострикционный преобразователь перемещений работает следующим образом.Magnetostrictive displacement transducer works as follows.

При включении устройства акустические импульсы в волноводе 1 отсутствуют , вследствие чего импульсы считывани  также отсутствуют и на нулевой установочный R-вход одновибра- тора 9 импульсы с выхода компаратора 8 не поступают. В этом случае одно вибратор 9 вырабатывает импульсыWhen the device is turned on, there are no acoustic pulses in waveguide 1, as a result of which read pulses are also absent and no zero M R input of one-oscillator 9 pulses from the output of comparator 8 are received. In this case, one vibrator 9 produces pulses

U0 (фиг,2), имеющие наибольшую длительность C06cr, указанную на диаграмме Uq пунктирной линией. Значение длительности Т9 С05(ГГЬ определ етс  исключительно параметрами RC-цепи одновибратора 9 и выбираетс  большим, чем максимальное значение времени распространени  акустического импульса по волноводу 1. Из этих импульсов формирователь 11 входного интегрирующего сигнала Формирует входной ток дл  интегратора 12, на выходе которого напр жение U°a (фиг.2) линейно нарастает за врем  ТдСОБОТВсуществовани  импульса Ug и линейно спадает до нулевого уровн  за врем  к Tg ,где коэффициент К показывает отношение величины тока зар да l|4 к току разр - да , и задаетс  параметрами преобразовател  10 временных интерваловU0 (FIG. 2), having the longest duration C06cr indicated on the Uq diagram with a dashed line. The duration T9 C05 (HGb is determined solely by the parameters of the RC circuit of the one-oscillator 9 and is chosen to be longer than the maximum value of the propagation time of the acoustic pulse through the waveguide 1. Of these pulses, the driver 11 of the input integrating signal generates an input current for the integrator 12, the output of which is U ° a (Fig. 2) linearly increases over the time TcSBOTB of the pulse Ug existence and decreases linearly to zero level over time to Tg, where the coefficient K shows the ratio of the charge current l | 4 to the discharge current yes, and is set by the parameters of the converter 10 time intervals

00

5five

00

5five

00

5five

00

5 Q 5 5 Q 5

(фиг.1). Компаратор 13 фиксирует моменты достижени  напр жением U (фиг.2) нулевого уровн , а импульсы U,с выхода компаратора 13 производ т повторный запуск одновибратора 9 (фиг,1) и через формирователь 4 и усилитель 5 записи повторное возбуждение акустического импульса в волноводе 1. Наличие на выходах устройства значений и 2тждхи Т(Эта1((совств)(фиг.2) свидетельствует об отсутствии считанного акустического импульса U6, что происходит в случае неисправности либо при расположении электроакустического преобразовател  3 (фиг.1) в нерабочей зоне волновода 1, т.е. за пределами допустимой зоны преобразовани  входных угловых перемещений В нормальном режиме в допустимой зоне входных пере- мещений уСфд магнитострикционный преобразователь перемещений работает следующим образом. Под воздействием импульса Uq. (Фиг.2) возбуждаетс  электрический импульс записи Uj, преобразуемый посредством электроакустического преобразовател  3 Гфиг.1) в акустический импульс, распростран ющийс  в волноводе 1 с посто нной скоростью от точки возбуждени  в противоположных направлени х к торцовым поверхност м 2 волновода 1, от которых происходит отражение. Отраженные акустические импульсы возвращаютс  обратно в точку возбуждени  через врем (figure 1). The comparator 13 captures the moments when the voltage U (Fig. 2) reaches zero, and the pulses U, from the output of the comparator 13, restart the one-oscillator 9 (Fig, 1) and re-excite the acoustic pulse in waveguide 1 through the driver 4 and the recording amplifier 5. The presence at the outputs of the device of the values and 2tzhdi T (Eta1 ((sovstv)) (Fig.2) indicates the absence of a readable acoustic pulse U6, which occurs in the event of a malfunction or at the location of the electroacoustic transducer 3 (Fig.1) in the inactive zone of the waveguide 1, t i.e. outside the permissible conversion zone of the input angular displacements In normal mode, the permissible zone of the input displacements of the UFDD magnetostrictive displacement transducer works as follows: Under the influence of a pulse Uq. (Figure 2) an electrical recording pulse Uj is excited, converted by means of an electro-acoustic transducer 3 Fig. 1) into an acoustic pulse propagating in waveguide 1 at a constant speed from an excitation point in opposite directions to the end surfaces of 2 waves 1 water from which the reflection occurs. The reflected acoustic pulses return back to the excitation point after a time

v§-24 «t-{fv§-24 "t- {f

С - скорость распространени  акустического импульса по волноводу 1; R - радиус волновода 1; tp - входное угловое перемещение (отсчитываемое между торцом волновода 1 и электроакустическим преобразователем 3). В этой же точке посредством обратного электроакустического преобразовани  тем же преобразователем 3 производитс  считывание задержанного электрического импульса U6 (Фиг.2), причем момент фиксации импульса Ug производитс  по значению Unfl0 компаратором 8C is the speed of propagation of the acoustic pulse through waveguide 1; R is the waveguide radius 1; tp - input angular displacement (measured between the end of the waveguide 1 and the electro-acoustic transducer 3). At the same point, by means of the inverse electro-acoustic conversion, the same transducer 3 reads the delayed electric pulse U6 (Fig. 2), and the moment of fixation of the pulse Ug is produced according to the value Unfl0 by the comparator 8

2(), где2 () where

(фиг.l).(fig.l)

В напр женииIn tension

U,U,

jg на выходе усилител  6 считывани  нар ду, со считываемым , задержанным в волноводе 1jg at the output of the readout amplifier 6, along with the readable delayed in waveguide 1

м m

иand

«"

волноводе 1 на вреa V -зЛоЛ чЛ kwaveguide 1 at the time of the V-zolol hL k

М J t i Jt 2 M J t i Jt 2

импульсом в начале каждого цикла также присутствует и импульс-помеха большой амплитуды, представл ющий собой импульс записи и затухающий .процессa pulse at the beginning of each cycle is also present and a large amplitude disturbance impulse, which is a recording pulse and a decaying process.

516516

от воздействи  последнего в обмотке электроакустического преобразовател  3 длительностью 2,5-4 мкс. Во избежание срабатывани  компаратора 8 от помехи на врем  ее действи  производитс  запирание компаратора 8 путем подачи на его стробируюший вход сигнала запрета с инверсного выхода одновибратора 7, который запускаетс  импульсами И с выхода преобразовател  10; при этом длительность вырабатываемых одновибратором 7 импульсов U устанавливаетс  несколько большей, чем длительность помехи от импульса записи (т.е. 4,5-5 мкс).from the effect of the latter in the winding of an electroacoustic converter 3 with a duration of 2.5-4 μs. In order to avoid the comparator 8 triggering from interference for the duration of its operation, the comparator 8 is locked by sending a prohibition signal to its gate input from the inverse output of the one-vibrator 7, which is triggered by pulses AND from the output of the converter 10; at the same time, the duration of the U pulses produced by the single vibrator 7 is set slightly longer than the duration of the interference from the write pulse (i.e. 4.5-5 μs).

Первый из серии зафиксированных считанных импульсов UQ (Лиг.2), задержанный на врем  ч,, - 2 СР, постуоThe first of the series of recorded read pulses UQ (Lig.2), delayed by the time h, - 2 CP, postuo

пает на установочный вход одновибратора 9 (фиг,1) и производит срыв его собственных импульсов, показанных пунктиром на диаграмме UQ (фиг.2). Моменты срыва, показанного стрелками Ч между диаграммами Ug и Un, определ ют длительность Та импульсов U, линейно завис щую от входного углового перемещени  (0, Эту же длительность имеют импульсы 1„ зар дного тока,  вл ющиес  входным сигналом дл  интегратора 12 (фиг.1), и в это врем  Ј (Ц()3 на выходе интегратора 12 происходит линейное нарастание напр жени  (фиг.2), После окончани  импульса U а происходит разр д в К раз меньшим током UK и линейно спадающее напр жение U на выхо де интегратора 12 (фиг.1) достигает нулевого уровн , фиксируемого компаратором 13, через врем  (К+1) Т9() после момента запуска. С выхода компаратора 13 импульсы (фиг.2) поступают на пов- ,торное возбуждение акустического импульса в волноводе 1 (фиг.1) через формирователь 4 и усилитель 5 записи, а также на повторный запуск одновибра торов 7 и 9 (по сн емый стрелками между диаграммами U и UQ на фиг. 2). Различна  величина длительности Т( в левой и правой част х диаграмм (фиг.2) иллюстрирует работу магнито- стрикционного преобразовател  перемещений на примере двух различных значений входного перемещени  Cfx Период повторени  импульсов U поступающих на выход преобразовател ,  вл етс  информационным параметром, линейно зависит от входного перемещени  It goes to the installation input of the one-shot 9 (Fig, 1) and produces a breakdown of its own pulses, shown by a dotted line on the UQ diagram (Figure 2). The moments of failure, shown by the arrows Ч between the Ug and Un diagrams, determine the duration Ta of pulses U, which depends linearly on the input angular displacement (0, the same duration is given by 1 ″ charging current pulses, which are the input signal for integrator 12 (FIG. 1), and at this time Ј (C () 3 at the output of the integrator 12, a linear increase in voltage occurs (Fig. 2). After the termination of the pulse U and a discharge occurs in K times lower than the current UK and the linearly decreasing voltage U at the output de integrator 12 (FIG. 1) reaches zero level fixed by the comparato rum 13, through time (K + 1) T9 () after the start moment.From the output of the comparator 13, pulses (figure 2) are sent to a recurrent excitation of an acoustic pulse in waveguide 1 (figure 1) through shaper 4 and amplifier 5 records and also for restarting of monovibrators 7 and 9 (explained by the arrows between the U and UQ diagrams in Fig. 2). The length T is different (in the left and right parts of the diagrams (Fig. 2) it illustrates the operation of the magnetostriction displacement transducer using the example of two different values of input displacement Cfx sov U outputted from the transducer is an information parameter which is linearly dependent on the input movement

0606

и легко представл етс  в цифровом виде , а посто нна  составл юща  напр жени  Uvi,снимаемого с выхода интегратора 12 /Аиг.1), выдел ема  посредством Аильтра 14 нижних частот на выходе по напр жению, также линейно зависит от входного перемещени  Ср и удобна дл  аналогового представлени  результата преобразовани .and is easily represented in digital form, and the constant component of the voltage Uvi, taken from the output of the integrator 12 (AIG.1), allocated by the Ailtra 14 low frequencies at the output by voltage, also linearly depends on the input displacement Cf and is convenient for analog representation of the conversion result.

Claims (3)

1.Магнитострикционный преобразова- тель перемещений, содержащий волновод,1. A magnetostrictive displacement transducer containing a waveguide, выполненный из магнитострикционного материала, электроакустический преоб- разователь, установленный против волновода , который соединен с входомmade of a magnetostrictive material, an electroacoustic transducer mounted against a waveguide that is connected to the input усилител  считывани , выход которого соединен с первым аналоговым входом компаратора, усилитель записи, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и упрощени  преобразовател , в него введены два одно- вибратора, Форч1ирователь импульсов, преобразователь временных интервалов и отражающие поверхности, которые расположены на торцах волновода, выходa read amplifier, the output of which is connected to the first analog input of a comparator, a write amplifier, characterized in that, in order to improve the accuracy and simplify the converter, two single vibrators are introduced into it, Force pulse, time converter and reflecting surfaces that are located on the ends waveguide output формировател  импульсов соединен сpulse generator is connected to входом усилител  записи, выход которого подключен к электроакустическому преобразователю, второй аналоговый вход компаратора соединен с шинойthe input of the recording amplifier, the output of which is connected to the electroacoustic converter, the second analogue input of the comparator is connected to the bus опорного напр жени , а выход - с установочным входом первого одновибра- тора, выход которого соединен с входом преобразовател  временных интервалов , выход которого  вл етс  импульсным выходом преобразовател  и соединен с входом формировател  импульсов , входом запуска первого одновибратора и входом запуска второго одно- виЬратора, выход которого соединенthe reference voltage, and the output — to the installation input of the first one-oscillator, the output of which is connected to the input of the time converter, the output of which is the pulse output of the converter and connected to the input of the pulse shaper, the start input of the first one-oscillator and the start input of the second one. the output of which is connected со етробирующим входом компаратора.with an aetrating comparator input. 2.Преобразователь по п. отличающий с  тем, что преобразователь временных интервалов выполнен в виде формировател  импульсов, интегратора и компаратора, вход формировател  импульсов  вл етс  входом преобразовател , а выход соединен с входом интегратора, выход которого2. The converter according to claim. Characterized in that the time converter is made in the form of a pulse shaper, an integrator and a comparator, the input of the pulse shaper is the input of the converter, and the output is connected to the integrator's input, the output of which соединен с первым входом компаратора , второй вход которого соединен с общей шиной, а выход  вл етс  выходом преобразовател  временных интервалов connected to the first input of the comparator, the second input of which is connected to the common bus, and the output is the output of the time converter 3. Преобразователь по пп. 1 и 2, отличающийс  тем, что, с целью расширени  области применени  преобразовател , в него введен фильтр нижних частот, вход которого соединен с выходом интегратора преобТатах (coScmB)3. Converter on PP. 1 and 2, characterized in that, in order to expand the scope of application of the converter, a low-pass filter is inserted into it, the input of which is connected to the integrator output of converters (coScmB) 61940086194008 разовател  временных интервалов, а выход фильтра нижних частот  вл етс  аналоговым выходом магнитострикционного преобразовател  перемеще- Stime range generator, and the output of the low-pass filter is the analog output of the magnetostrictive displacement converter S J НИИ,J Research Institute Циклы начального пуска или работы без сигнала считывани UgBootstrap or run cycles without a read signal Ug
SU894669032A 1989-02-24 1989-02-24 Magnetostriction displacement converter SU1619400A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894669032A SU1619400A1 (en) 1989-02-24 1989-02-24 Magnetostriction displacement converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894669032A SU1619400A1 (en) 1989-02-24 1989-02-24 Magnetostriction displacement converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1619400A1 true SU1619400A1 (en) 1991-01-07

Family

ID=21437234

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894669032A SU1619400A1 (en) 1989-02-24 1989-02-24 Magnetostriction displacement converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1619400A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2452918C2 (en) * 2010-07-06 2012-06-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная технологическая академия" Magnetostrictive displacement sensor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 418873, кл. Н 03 М 1/60, 1972. Измерительна техника. 1986, № 8, с. 16-17, рис.2, *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2452918C2 (en) * 2010-07-06 2012-06-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная технологическая академия" Magnetostrictive displacement sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5070485A (en) Low power magnetostrictive sensor
SU1619400A1 (en) Magnetostriction displacement converter
SU1379644A1 (en) Sound level meter
SU1307588A1 (en) Analog-to-digital converter
JPS61288185A (en) Ultrasonic sensor
SU1764162A1 (en) Transposition-to-time interval converter
SU1200420A1 (en) Analog-to-digital converter
SU1065678A1 (en) Magnetic striction converter of displacements
SU1281882A1 (en) Device for measuring thickess of coatings
SU1444948A1 (en) Method and apparatus for displacement digitizing
SU1269129A1 (en) Generator of pulses with random duration
SU601819A1 (en) Time-to-pulse converter
SU1529223A1 (en) Device for registering faults
SU1427286A1 (en) Device for measuring time of propagation of ultrasound in materials
SU1552205A2 (en) Device for reading graphical information
SU1427391A1 (en) Device for determining the sign of derivative
SU1176179A1 (en) Digital periodmeter for vibrating wire transducer
SU1530993A1 (en) Device for measuring rotation speed
SU626409A1 (en) Method of measuring electromechanical coupling factor of ultrasonic piezoelectric transducers
SU1543514A1 (en) Device for pulsed control of thyristor converter
SU1216675A1 (en) Device for measuring temperature
SU1589053A1 (en) Ultrasonic non-stnadard thickness gauge
SU1509946A1 (en) Device for nonlinear correction of discrete signals
SU1476403A2 (en) Phase-difference-to-voltage converter
SU1527572A1 (en) Ultrasonic flaw detector