SU389391A1 - Устройство для измерения перемещений - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано дл  измерени  перемещений металлических или металлизированных объектов .

Известные устройства дл  измерени  перемещений металлических или металлизированных объектов содержат генератор, индуктивный преобразователь, состо щий из трех катушек возбуждени  магнитного пол , две из которых располагаютс  в процессе измерени  с одной стороны объекта, а треть  - с другой , частотный дискриминатор с колебательными контурами и цепь отрицательной обратной св зи.

Недостатком известных устройств  вл етс  невысока  чувствительность к перемещени м металлических или металлизированных объектов , обусловленна  необходимостью измерени  напр жени  колебательных контуров по балансной схеме.

В предлагаемом устройстве чувствительность к перемещени м металлических или металлизированных объектов повышаетс  благодар  тому, что оно дополнительно содержит четвертую катущку возбуждени , идентичную третьей, генератор выполнен с частотно-задающей и частотно-стабилизирующей цеп ми и снабжен буферным усилителем, одна из двух катушек возбуждени  включена в частотнозадающую цепь, друга  соединена с выходом буферного усилител , а треть  и четверта  катушки служат индуктивност ми соответствующих резонансных контуров частотного дискриминатора, соединенного через цепь отрицательной обратной св зи с частотно-стабилизирующей цепью генератора.

На фиг. 1 приведена блок-схема описываемого устройства; на фиг. 2 - конструкци 

индуктивного преобразовател ; на фиг. 3 - схема частотного дискриминатора с катушками возбуждени  индуктивного преобразовател ; на фиг. 4 - зависимости напр жени  U посто нного тока от частоты,  вл ющиес  характеристиками частотного дискриминатора. Устройство содержит индуктивный нреобразователь /, соединенный с генератором 2 высокой частоты через его частотно-задающую цепь с буферным усилителем 3 и частотным

дискриминатором 4. Выход частотного дискриминатора соединен через цепь 5 отрицательной обратной св зи с частотно-стабилизирующей цепью генератора. Выходной величиной устройства  вл етс  перемещение металлического объекта, а выходными параметрами - посто нное напр жение и частота. В корпусе 6 индуктивного нреобразовател  размещен перемещающийс  в направлении X объект 7 и жестко закреплены четыре катушки 8-// возбуждени , которые создают вы3 сокочастотное магнитное поле в зазорах индуктивного преобразовател . Катушки S и 5 возбуждени  идентичны одна другой, индуктивно св заны с катушкой 10, подключенной к буферному усилителю, и служат индуктивност ми резонансных контуров частотного дискриминатора. Катушка 11 возбуждени  входит в частотно-задаюш,ую цепь генератора . Частотный дискриминатор настраиваетс  емкост ми 12 и 13.Ю Принцип действи  предлагаемого устройства иллюстрирует фиг. 4. При генератор работает на номинальной частоте /г.о и дискриминатор имеет номинальную характеристику (лини  /). При этом выходное напр -1 жение и дискриминатора равно нулю. Отклонение объекта вправо (влево) от начального положени  вызывает увеличение (уменьшение ) частоты fr генератора на А/г, уменьшение (увеличение) частоты настройки каж-2 дого резонансного контура частотного дискриминатора на.А/д-и соответственно смещение влево (вправо) -характеристики (лини  //) частотного дискриминатора. В результате на выходе частотного дискриминатора возникает2 суммарное напр жение AL iALi-f-Af/2, причем напр жение At/i пропорционально А/д, а напр жение Ai/2 пропорционально Afr. Работает устройство следующим образом. При отклонении объекта от начального по-3 ложени  измен ютс  индуктивности катушек возбуждени  индуктивного преобразовател . Изменени  индуктивности катушки возбуждени  преобразовател , расположенной с одной стороны объекта, включенной в частотно-за-3 дающую цепь генератора, привод т к изменени м частоты генератора. Изменени  частоты генератора через буферный усилитель передаютс  на катушки возбуждени  индуктивного преобразовател , расположенные с другой4 стороны объекта, в результате чего измен етс  выходное напр жение частотного дискримипатора . Выходное напр жение частотного дискриминатора воздействует на частоту генератора4 через цепь 5 отрицательной обратной св зи по посто нному току на его частотно-стабилизирующую цепь и стабилизирует выходные параметры устройства. Так как перемещение металлического объекта измен ет индуктивности катушек возбуждени , расположенных с обеих сторон металлического объекта, противоположно , то при увеличении (уменьшении ) на одинаковую величину индуктивностей катушек возбуждени , расположенных с 4 левой стороны металлического объекта, соответственно уменьшаетс  (увеличиваетс ) индуктивность возбуждени  катушки, расположенной с правой стороны металлического объекта. Это приводит к тому, что частота настройки каждого резонансного контура частотного дискриминатора измен етс  идентично и выходна  характеристика частотного дискриминатора смещаетс  влево при увеличении индуктивности катушки 8 и вправо при ее уменьшении. Одновременно частота генератора увеличиваетс  при смещении характеристики частотного дискриминатора влево и уменьшаетс  при ее смещении вправо. В результате на «Выходе 1 устройства возникает напр жение посто нного тока, пропорциональное перемещению объекта и равное сумме напр жений, одно из которых пропорционально изменению частоты генератора, а другое - изменению частоты настройки резонансных контуров частотного дискриминатора, Пол рность выходного напр л ени  зависит от направлени  перемещени  объекта и измен етс  на обратную при переходе объекта через нулевое положение. Изменение частоты генератора пропорционально перемещению объекта и может быть измерено, например, частотомером. Предмет изобретени  Устройство дл  измерени  перемещений металлических или металлизированных объектов , содержащее генератор, индуктивный преобразователь , состо щий из трех катушек возбуждени  магнитного пол , две из которых располагаютс  в процессе измерени  с одной стороны объекта, а треть  - с другой, частотный дискриминатор с колебательными контурами, цепь отрицательной обратной св зи , отличающеес  тем, что, с целью увеличени  чувствительности, оно дополнительно содержит четвертую катушку возбуждени , идентичную третьей, генератор выполнен с частотно-задающей и частотно-стабилизирующей цеп ми и снабжен буферным усилителем, одна из -двух катушек возбуждени  включена в частотно-задающую цепь, друга  соединена с выходом буферного усилител , а треть  и четверта  катушки служат индуктивност ми соответствующих резонансных контуров частотного дискриминатора, соединенного через цепь отрицательной обратной св зи с частотно-стабилизирующей цепью генератора.

Выход /

(по посто нному

току}

Выход 2 по частоте)

Фиг 2

t

/ генератору

Л

-./;

Фи& 3

и