SU916964A1

SU916964A1 - Frequency-output apparatus for measuring displacements

Info

Publication number: SU916964A1
Application number: SU792832622A
Authority: SU
Inventors: Виктор Константинович Шакурский
Original assignee: Тольяттинский политехнический институт
Priority date: 1979-10-26
Filing date: 1979-10-26
Publication date: 1982-03-30

Description

(54 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИИ С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДОМ(54 DEVICE FOR MEASURING FREQUENCY OUTPUT MOVEMENT

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени перемещений. Известно устройство дл измерени перемеп ений с частотным выходом, содержащее параметрический дифференциальный датчик, два управл емых автогенератора, блок выделени разностной частоты и регистратор 1. Наболее близким к предлагаемому вл етс устройство дл измерени перемещеНИИ с частотным выходом, содержащее параметрический . дифференциальный датчик, опорный генератор, два смесител , ко входам которых подключен выход опорного генератора , блок выделени разностной частоты и регистратор, выход которого подключен к выходу блока выделени разностной частоты 2. Недостатком этих устройств вл етс невысока точность и узкий диапазон измерени . Цель изобретени - повыщение точности измерени и расширение диапазона измерени . Указанна цель достигаетс тем, что устройство дл измерени перемещений с частотным ВЫХОДОМ снабжено первым и вторым управл емыми фазовращател ми, к управл ющим входам которых подключены выходы датчика, а выходы подключены соответственно ко вторым входам первого и второго смесителей, первым и вторым полосовыми усилител ми, входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго смесителей, а выходы соответственно к сигнальным входам второго и первого управл емых фазовращателей и ко входам блока выделени разностной частоты . Поставленна цель достигаетс также тем, что полосовые усилители выполнены с одинаковой добротностью. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства дл измерени перемещений . Устройство содержит параметрический дифференциальный датчик 1, первый 2 и второй 3 управл емые фазовращатели, входы которых подключены к выходам датчика 1, первый 4 и второй 5 смесители, первый 6 и второй 7 полосовые усилители, выходы которых подключены соответственно к сигнальным входам второго 3 и перво- .The invention relates to a measurement technique and can be used to measure displacements. It is known a device for measuring frequency interlaces with a frequency output, containing a parametric differential sensor, two controlled auto-oscillators, a differential frequency allocation unit and a recorder 1. Closer to the present invention is a device for measuring displacement with a frequency output containing a parametric one. a differential sensor, a reference generator, two mixers, to the inputs of which the output of the reference generator is connected, a differential frequency separation unit and a recorder, the output of which is connected to the output of the differential frequency allocation unit 2. The disadvantage of these devices is low accuracy and a narrow measuring range. The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy and expand the measurement range. This goal is achieved by the fact that a device for measuring movements with frequency OUT is equipped with first and second controlled phase shifters, to the control inputs of which the sensor outputs are connected, and the outputs are connected respectively to the second inputs of the first and second mixers, first and second band amplifiers, the inputs of which are connected respectively to the outputs of the first and second mixers, and the outputs respectively to the signal inputs of the second and first controlled phase shifters and to the inputs of the differential difference selection block frequencies. The goal is achieved by the fact that the bandpass amplifiers are made with the same quality factor. The drawing shows a block diagram of the proposed device for measuring movements. The device contains a parametric differential sensor 1, the first 2 and second 3 controlled phase shifters, the inputs of which are connected to the outputs of sensor 1, the first 4 and second 5 mixers, the first 6 and second 7 band amplifiers, the outputs of which are connected respectively to the signal inputs of the second 3 and -.

го 2 управл емых фазовращателей, опорный генератор 8, выходы которого подключены к первым входам смесителей 4,5, блок 9 выделени разностной частоты, входы которого подключены к выходам первого 6 и второго 7 полосовых усилителей и регистратор 10, подключенный к выходу блока 9.2 controllable phase shifters, a reference oscillator 8, the outputs of which are connected to the first inputs of mixers 4.5, a differential-frequency separation unit 9, the inputs of which are connected to the outputs of the first 6 and second 7 band amplifiers and a recorder 10 connected to the output of block 9.

Устройство дл измерени перемещений с частотным выходом работает следующим образом.A device for measuring movements with a frequency output operates as follows.

Измер емое перемещение посредством параметрического дифференциального датчика 1 измен ет в противоположные стороны величину фазовых сдвигов Ч, (S) и су,( 5), вносимых в управл емыми фазовращател ми 2 и 3. При этом нарушаютс услови устойчивой генерации устройства:The measured movement by the parametric differential sensor 1 changes in opposite directions the magnitude of the phase shifts Ч, (S) and su, (5) introduced into the controlled phase shifters 2 and 3. In this case, the conditions for stable generation of the device are violated:

F, + Р2 РЗ % (F,) -ь ср,(8) Ф2(Рг) + ) где F, и Kj .-частоты колебаний на выходах полосовых усилителей 6 . ,и 7;F, + Р2 РЗ% (F,) –сf, (8) Ф2 (Pr) +) where F, and Kj. Are the oscillation frequencies at the outputs of the bandpass amplifiers 6. , and 7;

fj -частота опорного генератора 8;fj is the frequency of the reference generator 8;

,(f,)нf2( сдвиги в полосовых, (f,) nf2 (shifts in band

усилител х 6 и 7.amplifiers x 6 and 7.

Дл восстановлени состо ни устойчивой генерации сигналов на выходах усилителей 6 и 7, частоты F, и Р этих сигналов измен ютс в противоположные стороны, так как сумма их всегда равна частоте Pg сигнала опорного генератора 8. В блоке 9 выдел етс разность частот PI и Pj, определ юща величину измер емого перемещени , котора поступает на регистратор 10. Диапазоном изменений частот Р, и Pg определ етс полосой пропускани полосовых усилителей 6И 7. Рабочие участки фазочастотных характеристик полосовых усилителей выбираютс таким образом, чтобы получить максимальный линейный участок на выходной характеристике устройства. Если полосовые усилители конструктивно выполнены идентичными и имеют одинаковую добротность, то стабильность частот генерируемых сигнаЛОВ практически равна стабильности частоты сигнала опорного генератора.To restore the state of stable generation of signals at the outputs of amplifiers 6 and 7, the frequency F, and P of these signals are changed in opposite directions, since their sum is always equal to the frequency Pg of the signal of the reference oscillator 8. In block 9, the difference of frequencies PI and Pj , determining the magnitude of the measured displacement, which is fed to the recorder 10. The frequency range of the frequency P, and Pg is determined by the bandwidth of the band amplifiers 6 and 7. The working sections of the phase-frequency characteristics of the band amplifiers are chosen in such a way that We obtain the maximum linear region on the output characteristic of the device. If the band amplifiers are structurally identical and have the same quality factor, then the frequency stability of the generated signals is almost equal to the frequency stability of the reference oscillator signal.

Предлагаемое изобретение позвол ет повысить точность измерени , расширить диапазон измерени , а также получить стабильность выходной частоты, приближающуюс к стабильности частоты кварцевого автогенератора.The present invention makes it possible to increase the measurement accuracy, expand the measurement range, and also obtain the stability of the output frequency approaching that of the frequency of the crystal oscillator.

Claims

1. A device for measuring displacements with a frequency output, comprising a parametric differential sensor, a reference oscillator, two mixers, to the inputs of which a reference oscillator output is connected, a difference frequency extractor and a recorder, the output of which is connected to the upstream of the difference frequency allocator, characterized in that in order to increase accuracy and expand the measuring range, it is equipped with first and second controlled phase shifters, to the control inputs of which the sensor outputs are connected, and the outputs are connected The second inputs of the first and second mixers, the first and second band amplifiers, whose inputs are connected respectively to the inputs of the first and second mixers, and the outputs respectively to the signal inputs of the second and first controlled phase shifters and to the inputs of the difference frequency selection block, respectively.

2. The device according to claim 1, characterized in that the bandpass amplifiers are made with the same quality factor.

Sources of information taken into account in the examination

1. USSR Author's Certificate No. 478125, cl. G 01 B 7/00, 1976.

2. USSR Author's Certificate for Application No. 2702383/18-28, cl. G 01 B 7/00, 1979 (prototype).