SU926523A1 - Устройство дл измерени линейных перемещений - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измери-тельной технике, в частности к измерени м перемещений, деформаций и т.п. и может использоватьс  в техни ке автоматического контрол  и регулировани .

Известно устройство дл  измерени  линейных перемещений, содержащее измерительный и опорный автогенераторы , первый и второй смесители , усилитель низкой частоты, полосовой фильтр, перестраиваемый автогенератор и индикатор 1.

Недостатком устройства  вл етс  недостаточно высока  точность измерений , обусловленна  зависимостью частоты измерительного автогенератора от выходного параметра датчика.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  линейных перемещений, содержащее измерительный датчик, измерительный и опорный автогенераторы, четыре управл емых ключа, четыре счетчика импульсов, два дешифратора, элемент совпадени  кодов, блок вычитани , индикатор , блок управлени , выходы первого , второго и третьего управл емых ключей соединены с входами соответственно первого, второго и третьего счетчиков импульсов, выход четвертого управл емого ключа св зан 5 через последовательно соединенные блок вычитани , четвертый счетчик импульсов и второй дешифратор с индикатором , выход первого счетчика шлпульсов соединен с входом первого IQ дешифратора, выходы второго и третьего счетчиков импульсов подключены к первому и второму входам элемента совпадени  кодов, выход которого соединен с первым входом блока управлени , св занного первым выходом

15 с управл ющими входами второго и четвертого управл емых ключей, вторым выходом с управл ющими входами первого и третьего управл емых ключей 2 .

20

Недостатком устройства  вл етс  также недостаточна  точность измерений , обусловленна  паразитными уходами частот автогенераторов.

Цель изобретени  - повышение

25 точности измерений.

Claims (2)

1. Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство снабжено калибровочным датчиком, идентичным измерительному датчику с установлен30 ным неподвижно плунжером, переключателем , управл емым коммутатором, п т№и, шестым и седьмым управл емым ключами, п тым счетчиком, вторым элементом совпадени  крдов, триггером , выходы измерительного и калибровочного датчиков соединены с первым и вторым входами переключате л , выход которого подключен к вход измерительного автогенератора, выхо ды измерительного и опорного авто генераторов соединены с первым и вт рым входами управл емого коммутатор первый выход которого св зан с вход ми первого и второго управл емых кл чей, второй выход с входами третьего и четвертого управл емых ключей, выход четвертого управл емого ключа через п тый управл емый ключ и п ты счетчик импульсов соединен с первым входомвторого элемента совпадени  кодов, второй вход которого подключ к выходу первого счетчика, выход со динен с входом шестого управл емого ключа, выход первого дешифратора соединен с входом седьмого .управл е мого ключа, управл ющий вход которо го подключен к первому выходу триггера , соединенного входом с выходом первого элемента совпадени  кодов, вторым выходом св занного с управл ющими входами п того, шестого управл емых ключей, переключател  и управл емого коммутатора, а выходы шестого и седьмого управл емых ключей соединены с вторым входом блока управлени . На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит идентичные измерительный и калибровочный датчики 1 и 2, переключатель 3, измерительный и опорный автогенераторы 4 и 5, управл емый коммутатор б, блок 7 управлени , управл емые ключи 8-14 . счетчики 15 - 19 импульсов, элементы 20 и 21 совпадени  кодов, дешифраторы 22 и 23, блок 24 вычитани , индикатор 25 и триггер 26, Выходы измерительного .и калибровочного датчиков соединены с первым и вторым входами переключател  3, выход которого подключен к входу измерительного автогенератора 4. Выходы измерительного 4 и опорного 5 автогенераторов соединены с первым и вторым входами управл емого коммутатора 6, первый выход которого подключен к входам управл емых ключей 9, а второй - к входам управл емых ключей 10 и 11. Выход управл емого ключа 8 соединен со входом счет чика 15 импульсов, выход управл емого ключа 10 - с входом счетчика 17 импульсов, выход управл емого ключа 9 - с входом счетчика 16 импульсов, а , вых.рд управл емого ключа 11 подключен к входу управл емого ключа 12 и к входу блока 24 вычитани . Выход управл емого ключа 12 через счетчик 19 импульсов соединен с первым входом элемента 21 совпадени  кодов, выход которого подключен к входу управл емого ключа 13. Выход счетчика 15 импульсов соединен с вторым входом элемента 21 совпадени  кодов и с входом дешифратора 22, выход которого подключен к входу управл емого ключа 14. Выходы управл емых ключей 13 и 14 соединены со вторым входом блока 7 управлени , первый выход которого св зан с управл ющими входами управл емых ключей 9 и 11, а второй выход - с управл ющими входами управл емых ключей 8 и 10. Выходы счетчиков 16 и 17 импульсов соединены с первым и вторым входами элемента 20 совпадени  кодов, выход которого подключен к входу триггера 26 и к первому входу блока 7 управени . Первый выход триггера 26 соеинен с управл ющим входом управл еого ключа 14, а второй выход триггера 26 с управл ющими входами пееключател  3, управл емого коммутаора 6 и управл емых ключей 12 и 13. Выход блока 24 вычитани  соединен через счетчик 18 импульсов и дешифратор 23 с входом индикатора 25. Каибровочный датчик 2 установлен с неподвижно закрепленным плунжером. Устройство работает следующим образом. Выбирают частоту опорного автогенератора 5 больше частоты измерительного автогенератора 4. В дешифраторе 22 устанавливают исло - ы ItLi-uilci ЬгСг где L параметры контура измерительного автогенератора 4 ; L Cj- параметры контура опорного автогенератора 5; AL - приращение индуктивности контура измерительного автогенератора 4, обуславливающее разность частот автогенераторов 4 и 5; L/b,L - индуктивность калибровочного датчика 2; N., - целое число периодов частоты измерительного автогенератора 4, которое  вл етс  коэффициентом преобразовани  измеркемой величины в число импульсов и выбираетс  из соотношени  :. I где S - погрешность дискретности измерени ; IT - чувствительность измерительного датчика 1; номинальное значение измер емого перемещени . При включении устройства калибровочный датчик 2 через переключатель 3 подключают к измерительному автогенератору 4. Импульсы с измерительного автогенератора 4 через у равл емый коммутатор б и управл емы ключ 10 поступают на вход счетчика 17 импульсов, а импульсы с опорного генератора 5 через управл емый коммутатор б и управл емый ключ 8 на вход счетчика 15 импульсов. При дос .тижении счетчиком 15 импульсов числа с выхода дешифратора 22 через открытый управл емый ключ 14 поступает сигнал на второй вход блока 7 управлени , который выдает в свою очередь команду на остановку счетчи ков 15 и 17 и на открывание управл емых ключей 9 и 11. При этом заканчиваетс  формирование первого вр мё много интервала TI N Tj - период частоты опорного автогенератора 5. За врем  ti число импульсов, сосчитанное счетчиком 17 импульсов, периодов частоты измерительного авт генератора 4 равно - период частоты измерительного автогенератора при подключенном калибровочном датчике 2. При открытых управл емых ключах 9 и 11 импульсы от опорного автогенератора 5 через управл емый ключ поступают в счетчик 16 импульсов, а импульсы от измерительного автогене ратора 4 через управл емые ключи 11 и 12 поступают в счетчик 19 импульсов . При достижении счетчиком 16 импульсов числа, записанного в чике 17 импульсов (Ng ), срабатыва элемент 20 совпадени  кодов, при эт заканчиваетс  формирование второго временного интервала TjN NI За врем  Т число импульсов, сосч тайное счетчиком 19 импульсов, пв риодов частоты измерительного автог нератора 4 равно . -V-r NI - скорректированное число N(. с учетом взаимного па разитного ухода частот измерительного и опорного автогенератора 4 и 5, вызываемого нестабильностью элементов их схем. (4 Или с учетом (3), (4), (5) N,. NK Выходной сигнал элемента 20 совадений кодов поступает на вход триггера 26 и первый вход блока 7 управлени . По команде блока 7 управлени  закрываютс  управл емые ключи 9 и 11 и открываютс  управл емые ключи 8 и 10. Выходные сигналы триггера 26 открывают управл емый ключ 13, закрывают управл емые ключи 12 и 14, а также отключают.с помощью переключател  3 калибровочный датчик 2 от измерительного автогенератора 4 и подключают к нему измерительный датчик 1 и производ т перекоммутацию каналов измерительного и опорного автогенераторов 4 и 5 по- средством управл емого коммутатора 6, при этом счетчики 15 - 17 импульсов сбрасываютс  в нуль. При подключении к измерительному автогенератору 4 через переключатель 3 измерительного датчика 1 импульсы с автогенератора 4 поступают через управл емый коммутатор 6 и управл емый ключ 8 на вход счетчика 15 импульсов , а импульсы с опорного генератора 5 через управл емый коммута тор 6 и управл емый ключ 9 поступают на вход счетчика 17 импульсов. При достижении счетчиком 15 импульсов числа сосчитанного счетчиком 19, элементом 21 совпадени  кодов выдаетс  сигнал через управл емый ключ 13 на второй вход блока 7 управлени , который в свою очередь выдает команду на остановку счетчиков 15 и 17 и на открывание управл емых ключей 9 и 11. При этом заканчиваетс  формирование третьего временного интервала г,, Ni. .т-,„ ,(8) где TIJ, - период частоты измерительного автогенератора 4 при подключенном измерительнб ь ,датчике 1. За врем  t-i -число импульсов, сосчитанное счетчиком 17 импульсов, периодов частоты опорного автогенератора 5 Через управл емый ключ 9 импуль сы от измерительного автогенератора 4 поступают на вход счетчика 16импульсов до совпадени  с числом импульсов, записываемым в счетчике 17импульсов, а именно N , а через управл емый ключ 11 импульсы от опорного автогенератора 4 поступают на вход блока 24 вычитани . При совпадении числа импульсов в счетчиках 16 и 17 срабатывает элемент 20 совпадени  кодов. При этом заканчиваетс  формирование четвертого временного интервала t, NiH Ты (1 При заполнении этого временного интервала импульсами от опорного а тогенератора 5 получаетс  число им пульсов N.. -| г или с учетом (8), (9), (10) NIM NLK которое подаетс  на вход блока 24 вычитани , где происходит вычитание из него ранее вв.еденного числа N, соответствующего числу периодов ча тоты опорного автогенератора 5 до начала измерени  при подключенном измерительном датчике 1, Полученное при этом число NX N.,n - Ne (1 пропорционально измер емому перемещению , подсчитываетс  с учетом знак счетчиком 18 импульсов, преобразует в дес тичный код дешифратором 23 и фиксируетс  индикатором 25. Таким образом, перед кажднлм измерением вместо измерительного датч ка 1 на вход устройства подключают калибровочный датчик 2 с пеподвижным плунжером и привод т измерение коэффициента преобразовани -, учитывающего взаимный паразитный уход ча тот опорного и измерительного автогенераторов . После подключени  -измерительного датчика 1 преобразова ние измер емой величины в число импульсов производ т с новым полученным значением коэффициента преобразовани  (N;.,, ) , ПРИ этом осуществл ет с  коррекци  результата измерени  в виде автогенераторов 4 и 5. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  линейны перемещений, содержащее измерительный датчик, измерительный и опорный автогенераторы, четыре управл емых ключа, четыре счетчика импульсов, два дешифратора, элемент совпадени  кодов, блок вычитани , индикатор, блок управлени , выходы первого, второго и третьего управл емых ключ соединены с входами соответственно первого, второго и третьего счетчик&в импульсов, выход четвертого управл емого ключа св зан через после довательно соединенные блок вычитаНИН , четвертый счетчик импульсов и второй дешифратор с индикатором,выход первого счетчика импульсов соединен с входом первого дешифратора, выходы второго и третьего счетчиков импульсов подключены к первому и второму входам элемента совпадени  кодов , выход которого соединен с первым входом блока управлени , св занного первым выходом с управл ющими входами второго и четвертого управл емых ключей, вторым выходом с управл ющими входами первого и третьего управл емых ключей, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , оно снабжено калибровочным датчиком, идентичным измерительному датчику с установленным неподвижно плунжером, переключателем, управл емым коммутатором , п тым, шестым и седьмым управл емыми ключами, п тым счетчиком, вторым элементом совпадени  кодов, триггером, выходы измерительного и калибровочного датчиков соединены с первым и вторым входами переключател , выход которого подключен к. входу измерительного автогенератора, выходы измерительного и опорного автогенераторов соединены с первым и вторым входами управл емого коммутатора , первый выход которого св зан с входами первого и второго управл емых ключей, второй выход - с входами третьего и четвертого управл емых ключей, выход четвертого управл емого ключа через п тый управл емый ключ и п тый счетчик импуль сов соединены с первым входом второго элемента совпадени  кодов, второй вход которого подключен к выходу первого счетчика, выход соединен с входом шестого управл емого ключа, выход первого дешифратора соединен с входом седьмого управл емого ключа, управл ющий вход которого подключен к первому выходу триггера , соединенного входом с выходом первого элемента совпадени  . , вторым выходом св занного с управл ющими входами п того, шестого управл емых ключей, переключател  и управл емого коммутатора, а выходы шестого и седьмого управл емых ключей соединены с вторым входом блока управлени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Яшин А.А. Измерение текущих и средних толшин тонких провод щих пленок бесконтактным емкостным методом .-Измерительна  техника , 1972 №4.
2. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2620847/18-28, кл. G 01 В 7/00, 1978 (прототип).