SU1640546A1 - Ультразвуковое устройство дл измерени линейных перемещений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  и контрол  параметров движени  объекта например в робототехнических системах и комплексах Цель изобретени  - повышение надежности устройства за счет уменьшени  вли ни  акустических и электромагнитных помех Цель достигаетс  вычитанием из информационного сигнала с сопутствующими акустическими и электро магнитными помехами специально сформированного сигнала помехи полученного в дополнительном электроакустическом тракте 1 ил

Description

Изобретение относитс  к измеритель ной технике и может быть использовано дл  измерени  и контрол  параметров движени  объекта например в робототехнических системах и комплексах

Цель изобретени  - повышение на дежности устройства за счет уменьшени  вли ни  акустических и электромагнитных помех

На чертеже представлена блок схема ультразвукового устройства дл  измерени  линейных перемещений

Устройство содержит первый 1 и второй 2 звукопроводы из магнитострикционного материала, два акустических демпфера 3 и 4, стабилизатор 5 раст гивающих усилий два ограничител  6 и 7 перемещений, подвижный элемент 8 записи, неподвижные первый 9 и второй 10 элементы считывани  усилитель 11 записи, первый 12 и второй 13 усилители считывани , блок 14 вычитани , формирователь 15 импульсов и блок 16 вычислений результата. Первый 1 и второй 2

звукопроводы св заны своими концами с акустическими демпферами 3 и 4 и механи чески св заны со стабилизатором 5 раст гивающих усилий Вблизи акустического демпфера 3 на звукопроводах 1 и 2 установлены элементы 9 и 10 считывани  их выво ды подключены к входам соответственно первого 12 и второго 13 усилителей счи тывани  На звукопроводе 1 установлен элемент 8 записи выполненный с возможностью перемещени  по звукопроводу между ограничител ми 6 и 7 перемещений установленными вблизи акустических демпферов 3 и 4 Элемент 8 записи предназначен дл  кинематического соединени  с контролируемым объектом перемещени  и подключен к выходу усилител  11 записи Вход последнего соединен с первым выхо дом формировател  15 импульсов второй вход которого соединен с первым входом блока 16 вычислений результата Второй вход блока 16 вычислений подключен через блок 14 вычитани  к выходам усилителей 12

(S

С

о J о

СП Ј О

и 13 считывани . Управл ющие входы формировател  15 импульсов записи и блока 16 вычислений объединены и предназначены дл  подачи управл ющего сигнала Разрешение , входы синхронизации указанных блоков объединены и служат дл  подачи сигнала Запуск.

Устройство работает следующим образом .

На первый вход 17 управлени  подают цифровой сигнал Разрешение, по которому формирователь 15 импульсов и блик 16 вычислений перевод тс  в режим работы. На первом выходе 18 блока 16 вычислений формируетс  сигнал Запрос, подтверждающий готовность устройства к работе, в ответ на который пользователь подает на вход 19 запуска импульсный сигнал Запуск. По этому сигналу производитс  подготовка к приему сигналов блоком 16 вычислений и запуск формировател  15 импульсов.

Формирователь 15 импульсов по второму выходу формирует импульсный сигнал, по которому осуществл етс  запуск блока 16 вычислений. На первом его выходе вырабатываетс  калиброванный по длительности пр моугольный импульс записи, который поступает на вход усилител  11 записи . На выходе последнего вырабатываетс  токовый сигнал, поступающий на вход элемента 8 записи. В звукопроводе 1 возбуждаетс  магнитоупруга  волна, распростран юща с  в обе стороны с фазовой скоростью V,

Распростран  сь вправо, волна достигает одного из акустических демпферов 4, рассеиваетс  на нем, что преп тствует образованию вторичных отраженных волн.

Распростран  сь влево по звукопрово- ду 1, магнитоупруга  волна через интервал времени

Tx-lx/V,

0)

где Ix - искома  величина перемещени  объекта , кинематически св занного с элементом 81, достигает элемента 9 считывани  и затем рассеиваетс  на втором акустическом демпфере 3.

На выходе элемента 9 считывани  формируетс  электрический сигнал, который может быть записан в виде

Ei{t) EKn.l(t)+Ex(t),

(2)

где Екп.чМ - сигнал помехи с акустической и электромагнитной составл ющими; Ex(t) - информационный сигнал.

Далее сигнал (2) поступает на в1 с д первого усилител  12 считывани , где усиливаетс  до величины

Vi(t) Ку 1 Еi(t) VKn i(t) + Vx(t), (3)

где Ky.i - коэффициент усилени .

В те же моменты времени на выводах второго элемента 10 считывани  поинимэ- етс  сигнал комплексной помехи

E2(t) EKn2(t)

(4)

с акустической и электромагнитной состав- л ющими, наведенный в вспомогательном звукопроводе 2.

Этот сигнал проходит на вход второго усилител  13 и усиливаетс  до величины

20

V2(t) - Ку 2 E2(t) Укп 2(t), (5)

где КУ2 - коэффициент усилени .

С выходов усилителей 12 и 13 считывани  сигналы (3) и (5) поступают на входы блока 12 вычитани , на выходе которого выдел етс  разностный сигнал

Д Vx(t) Vi(t) - v2(t) vKn 1(1) + vx(t) -VKn2 (t) AVKn(t)+Vx(t),

(6)

свободный от помех, момент прихода которого определ ет интервал времени Тх, и с помощью блока 16 вычислений получают результат измерени , например, в виде п-разр дного кода

NX Тх fo,

(7)

где f0 - частота дискретизации,

(который с учетом (1) характеризует искомую величину 1Х перемещени .

Код NX перемещени  может быть сн т с выхода 20 дл  дальнейшей обработки, на выходе 18 формируетс  цифровой сигнал

Запрос. Выходной цифровой сигнал Дублирование формируетс  при паритете смежных результатов измерени  перемещений . На этом цикл измерени  завершаетс  и устройство готово к очередному циклу

измерений. Устройство может быть принудительно остановлено при сн тии по входу 17 сигнала Разрешение.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает преимущества, заключающиес  в повышении, по сравнению с известным, устойчивости устройства к воздействию внешней среды, что достигаетс  за счет исключени  акустических и электромагнитных помех в акустическом тракте устройства , Это позвол ет использовать его в жестких услови х эксплуатации при высоком уровне акустических и электромагнитных помех.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Ультразвуковое устройство дл  измерени  линейных перемещений, содержащее звукопровод, установленные на его концах демпферы и стабилизатор раст гивающих усилий, неподвижно закрепленные на зву- копроводе элемент считывани  и ограничители перемещений, элемент записи. выполненный с возможностью перемещени  по звукопроводу между ограничител ми перемещений, предназначенный дл  кинематического подключени  к объекту перемещени , последовательно соединенные формирователь импульсов записи и усилитель записи, выход которого подключен к элементу записи, блок вычислени  результата и усилитель считывани , вход которого

   подключен к выходу элемента считывани , отличающеес  тем, что, с целью повышени  помехоустойчивости, оно снабжено вторыми звукопроводом, элементом

   считывани , усилителем считывани  и блоком вычитани , первый вход которого соединен с вторым выходом формировател  импульсов, второй вход - с выходом блока вычитани , вход синхронизации обьединен

   с входом синхронизации формировател  импульсов и предназначен дл  подачи на него сигнала, второй звукопровод установлен своими концами с акустическими демпферами и расположен параллельно

   первому звукопроводу, второй элемент считывани  установлен неподвижно на втором звукопроводе соосно с первым элементом считывани  и подключен к входу второго усилител  считывани , выход последнего и

   первого усилител  считывани  подключены к соответствующим входам блока вычитани , а выход блока вычислений служит выходом устройства.