SU905843A1 - Преобразователь угла поворота вала во временной интервал - Google Patents

Description

Изобретение относится к системам' контроля и преобразования перемещений в электрический сигнал, а именно к преобразователям угла поворота вала во временной интервал.

Известен преобразователь угла поворота вала в частоту импульсов, содержащий звукопровод в виде полукольца из магнитострикционного материала, датчик циклов, входной электроакустический преобразователь, подключенный к выходу усилителя записи, выходной электроакустический преобразователь, установленный на входном валу и подключенный к усилителю считывания. Для устранения отражений концы звукопровода зажаты в глушителях. С целью осуществления преобразования угла в частоту в него введены триггер, элементы И-ИЛИ и элемент задержки, причем выход усилителя считывания соединен с одним входом элемента ИЛИ, к другому входу которого через элемент задержки подключен выход датчика циклов, соединенный со входом триггера, выход которого подключен к одному входу элемента И, другой вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход - со входом усилителя записи [1]. . ;

Недостаток этого устройства заключается в сложности устройства и сравнительно малой величине максимального угла поворота вала который данный преобразователь может преобразовать.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому устройству является преобразователь угла повопота вала во временной интервал, содержащий два звукопровода, выполненные в виде лент из магнитострикционного материала, изогнутых в виде двух полуколец и уста— • новленных друг над другом таким образом, что они образуют кэльпо, .два узла записи, выполненных в виде магнитных головок и подключенных к генератору импульсов, и считывающего элемента, установленного на входном валу и испол з 6058-43 ценного в виде двухканальной магнитной головки [23 ·

Недостаток этого устройства состоит в неоднозначности преобразования угла поворота вала во временной интервал, поскольку временной интервал, полученный на выходе устройства, прямо пропорционален величине изменения угла поворота вала только в интервале от О до 180°. В дальнейшем полученный временной интервал изменяется обратно пропорционально при изменении угла поворота вала в интервале от 180 до 360 . Таким образом, два разные угла поворота вала, симметричные относительно угла 4.=1 86 ^е (например, углы 40° и 3 20° и т.п.) преобразуются в один и тот же интервал времени.

Цель изобретения - повышение разрешающей способности и точности преобразователя, достижение однозначной и прямо пропорциональной зависимости получаемого временного интервала от величины угла при упрощении конструкции преобразователя и обеспечение полного охвата диапазона преобразования углов поворота вала от О до 360^е.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе угла поворота вала ею временной интервал, содержащем звукопровод из магнитострикционного материала, записывающий элемент, подключенный через усилитель к генератору импульсов, и считывающий элемент, связанный с входным налом и подключенный к блоку считывания и глушителя, звуко— провод выполнен в виде кольцевой петли, концы которой зажаты глушителями, расположенными вне кольца.

На чертеже приведено схематичное изображение преобразователя угла поворота вала во временной интервал.

Преобразователь содержит звукопровод 1, в виде кольцевой петли, выполненный из магнитострикционной проволоки с круглым поперечным сечением, концы которого вне кольца для устранения отражений зажаты глушителями 3 и 2. В центре кольцевой петли звукопровода 1 установлен входной вал 4, на котором жестко закреплен считывающий элемент 5, подключенный к блоку 6 считывания. В точке звукопровода 1, соответствующей нулевому значению угла поворота вала 4, установлен записывающий элемент 7, соединенный через усилитель 8 с генератором 9 импульсов. Считывающий и записывающий элементы 5 и 7 выполнены в виде съемных широкополос ных магнитострикционных преобразователей.

Вал 4 вращается вместе с считывающим элементом 5 против часовой стрел5 ки, при этом записывающий элемент 7 подключ ей к концу звукопровода 1 с глушителем 2. Если вал 4 вращается по часовой .стрелке, то записывающий элемент 7 подключают к концу звукопровоЮ да 1 с глушителем 3. Генератор 9 представляет собой генератор импульсов с частотой следования, определяющей цикличность работы преобразователя.

Преобразование угла поворота вала во временной интервал происходит следующим образом.

При подаче старт - импульса с генератора 9 на усилитель 8 через обмотку записывающего элемента 7 протекает им— 20 пульс тока и в зоне его прямого преобразования вследствие прямого эффекта магнитострикции возникает импульс продольного механического напряжения. Этот импульс распространяется по звукопрово— 25 ду 1 со скоростью звука Vnp от записывающего элемента 7 ( т.е. от нулевой точки отсчитывания угла поворота вала 4) до зоны обратного преобразования считывающего элемента 5, жестко связанного 30 с валом 4, и положение которого определяет угловое положение вала 4. Под действием этого импульса механического напряжения вследствие обратного эффекта магнитострикции в обмотке считываю— ,₅ шего элемента 5 возникает электрический сигнал, который усиливается и формируется блоком 6 считывания. Этот полученный импульс (стоп - импульс) с выхода блока 6 считывания задержан по отношению к старт-импульсу на время задерижи, равное . Ы где Z ii ~ длина звукопровода между записывающим и считывающим элементами;

Vnp - скорость звука.

Таким образом, осуществляется преобразование угла поворота вала во временной интервал между старт-импульсом и стоп—импульсом, равный времени распространения механического импульса по звукопроводу 1 от записывающего до считывающего элементов.

Применение сменных широкополосных ⁵⁵ магнитострикционных преобразователей в качестве элементов считывания вместо магнитных головок позволяет использовать звукопровод любой толщины не только в виде ленты, но и круглого сечения.

Экономический эффект от использования предложенного технического решения обусловлен его техническими преимуществами.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к системам контрол  и преобразовани  иеремещений в электрический сигнал, а именно к преобразовател м угла поворота вала во вре менной интервал. Известен преобразователь угла поворо та вала в частоту импульсов, содержащий звукопровод в виде полукольца из магнитострикционного материала, датчик цикло входной электроакустический преобразоват ель, подключенный к выходу усилител  записи, выходной электроакустический преобразователь, установленный на входном валу и подключенный к усилителю считывани . Дл  устранени  отражений концы звукопровода зажаты в глушител х С целью осуществлени  преобразовани  угла в частоту в него введены триггер, элементы И-ИЛИ и элемент задержки, причем выход усилител  считывани  соединен с одним входом элемента ИЛИ, к другому входу которого через элемент задержки подключен выход датчика циклов , соединенный со входом триггера. выход которого подключен к одному входу элемента И, другой вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход - со входом усилител  записи Щ. . Недостаток этого устройства заключаетс  в сложности устройства и сравнительно малой величине максимального угла поворота вала оСуиощ, который данный преобразователь может преобразовать . Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому устройству  вл етс  преобразователь угла повопота вала во временной интервал, содержащий два звукопровода, выполненные в виде лент из магнитострикционного материала, изогнутых в виде двух полуколец и уста новпенных друг над другом таким образом , что они образуют клльпо,-два узла записи, выполненных в виде марнитных головок и подключенных к генератору импульсов, и считыва1ощего элемента, установленного на входном валу и исполненного Б виде двухканальной магнитно головки f.2 . Недостаток этого устройства состоит в неоднозначности преобразовани  угла поворота вала во временной интервал, поскольку временной интервал, полученный на выходе устройства, пр мо пропорционален величине изменени  угла поворота вала только в интервале от О до 180. В дальнейшем полученный вре менной интервал измен етс  обратно пропорционально при изменении угла поворота вала в интервале от 180 до 360 . Таким образом, лва разные угла поворота вала, симметричные относи- тельно угла ( (например, углы 40 и 320 и т.д.) преобразуютс  в один и тот же интервал времени. Цель изобретени  повышение разрешающей способности и точности пре- образовател , достижение однозначной и пр мо пропорциональной зависимости получаемого време)( интервала от величины угла при упрощении конструкции 71реобразовател  и обеспечение полного охвата диапазона преобразовани  углов повороа-а вала от О до ЗбО. Поставленна  цель достигаетс  тем, . что Б преобразователе поворота ва ла ЕЮ временной интервал, содержащем звукопровод из MarHHTOcTpHKUMO jiHoro материала, записывающий элемент, подключенный через усилитель к г енератор импульсов, и считывающий элемент, св  затгый с вхоштым валом и подключенны к блоку считывани  и глуиштел , звуке- провод выполнен в виде кольцевой петли концы которой зажаты глушител ми, рас папоженными вне кольпа. На чертеже приведено схематичное изображение преобразовател  угла пово рота вала во временной интервал. Преобразователь содержит звукопровод 1, в виде кольцевой петли, выполненный из магнитострикционной проволоки с круглым поперечным сечением, кон цы которого вне кольца дл  устранени  отра  ений зажаты глушител ми 3 и 2. В центре кольцевой петли звукопровода 1 установлен входной вал 4, на котором жестко закреплен считываюишй элемент 5, подключенный к блоку б считывани , В точке звукопровода 1, соответствующей нулево}у1у значен1по угла поворота вала 4, установлен запи(5ь ваю1иий элемент 7, соединенный через усилитель 8 с генератором 9 импульсов. Считывающий и записывающий элементы 5 и 7 выполнены в виде съемных широкополое ных магнитострикционных преобразователей . Вал 4 вращаетс  вместе с считывающим элементом 5 против часовой стрелки , при этом записывающий элемент 7 подключен к концу звукопровода 1 с глушителем 2. Если вал 4 вращаетс  по часовой .стрелке, то записывающий элемент 7 подключают к концу звукопрово- да 1 с глушителем 3. Генератор 9 представл ет собой генератор импульсов с частотой следовани , определ ющей цикличность работь преобразовател . Преобразование угла поворота вала во временной интервал происходит следующим образом. При подаче старт - импульса с генератора 9 на усилитель 8 через обмотку записывающего элемента 7 протекает импульс тока и в зоне его пр мого преобразовани  вследствие пр мого эффекта магнитострикции возникает импульс продольного механического напр жени . Этот импульс распростран етс  по звукопрово- ду 1 со скоростью звука V«p от записывающего элемента 7 ( т.е. от нулевой точки отсчитывани  угла поворота вала 4) до зоны обратного преобразовани  считывающего элемента 5, жестко св занного с валом 4, и положение которого определ ет угловое положение вала 4. Под действием этого импульса механического напр жени  вследствие обратного эффекта магнитострикции в обмотке считывающего элемента 5 возникает электрический сигнал, который усиливаетс  и форNfflpyeTCH блоком 6 считывани . Этот по- лу енный импульс (стоп - импульс) с выхода блока 6 считывани  задержан по отношению к старт-импульсу на врем  задержки, равное , Ы i5 - длина звукопровода между записывающим и считывающим элементами; Vnp - скорость звука. Таким образом, осуществл етс  преобразование угла поворота вала во временной интервал между старт-импульсом и стоп-импульсом, равный времени распространени  механ11ческого импульса по звукопроводу 1 от записывающего до считывающего элементов. Применение сменных широкополосных магнитострикционных преобразователей в качество элементов считывани  вместо магнитных головок позвол ет использовать звукопровод любой толщины не только в виде ленты, но и круглого сечени . Экономический эффект от использовани  предложенного технического решени  обусловлен его техническими преимущест вами. Формула изобретени  Преобразователь угла поворота вала во временной интервал, содержащий звукопровод из магнитострикционного материала, записывающий элемент, подключенный через усилитель к генератору импульсов, считывающий элемент, св зан ный с входным валом и подключенный к блоку считывани , и глушители, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и разрешающей способности преобразовател , в нем звукопровод выполнен в виде кольцевой петли, концы которой зажаты глушител ми, расположенным вне кольца. Источники информации, прин5ггые во ышмание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР Ms 418873, кл. & О8 С 9/О4, 1972.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 3853О5, кл. &О8 С 9/О4, 1971 (прототип).