Устройство для измерения перемещений

ОП ИСАНИЕИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеслубликОпубликовано 07.07.81. Бюллетень 25Дата опубликования описания 17.07.81 ло делам изобретений и открытий(71) Заявитель Ижевский механический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ Изобретение относится к устройствам для измерения неэлектрических величин и может быть использовано в цифровых и аналоговых измерительных приборах,Известен трансформаторный преобразователь перемещений, содержащий первичную и вторичную обмотки, а также подвижный плунжер.Перемещение плунжера приводит к изменению коэффициента трансформации, и, следовательно, к изменению напряжений на вторичной обмотке 11.Недостатком этого устройства является сравнительно низкая чувствительность. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения перемещений, содержащее источник питания, основную и дополнительную первичные обмотки, подключенные к источнику питания, основную и дополнительную вторичные обмотки, включенные последовательно встречно, блок формирования выходного сигнала, вход которого подключен к дополнительной вторичной обмотке, и подвижный экран, расположенный между первичными и вторичными обмотками и жестко связываемый с контролируемым объектом 2 .Основной недостаток данного устройствазаключается в значительной нелинейности характеристики, которая приводит к снижению точности измерений и ограничивает диапазон измеряемых перемещений.Целью изобретения является повышениеточности измерений.Поставленная цель достигается тем, чтоустройство снабжено формирователем, 1 О вход которого подключен к основной вторичной обмотке, и модулятором, включенным последовательно с дополнительной первичной обмоткой, а управляющий вход модулятора соединен с выходом формирователя. 15 Кроме того, модулятор может быть выполнен в виде дифференциального усилителя, формирователь - в виде активного фильтра, а инвертирующий вход усилителя является управляющим входом модулятора.На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство содержит источник 1 питания, модулятор 2, дополнительную первичную обмотку 3, основную первичную об844989 Формула изобретения ВНИИПИ Заказ 4309/9 Тираж 642 Подписноефилиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 мотку 4, подвижный экран 5, дополнительную вторичную обмотку 6, основную вторичную обмотку 7, блок 8 формированиявыходного сигнала и формирователь 9.Первичные обмотки 3 и 4 подключенык источнику питания, а вторичные обмотки 6 и 7 - к блоку 8 формирования выходного сигнала. Последовательно с дополнительной первичной обмоткой 3 включен модулятор 2, управляющий вход которого соединен с выходом формирователя. 9. Входпоследнего подключен к основной вторичнойобмотке 7,Устройство работает следующим образом,Источник питания создает переменныенапряжения, сдвинутые по фазе друг относительно друга на некоторый постоянныйугол. Эти сигналы поступают на первичныеобмотки 3 и 4. Суммарное напряжение совторичных обмоток 6 и 7 поступает на входблока 8 формирователя выходного сигнала.,Перемещение экрана 5 приводит к изменению амплитуд напряжений на вторичныхобмотках и, как следствие, к изменениюфазового сдвига суммарного напряжения.Блок 8 преобразует фазовый сдвиг в уровень напряжения или цифровой код.Поскольку формирователь подключен кобмотке 7, то сигнал на его выходе будетпропорционален перемещению экрана. Далее этот сигнал поступает на управляющийвход модулятора 2, который изменяет напряжение на вторичной и первичной дополнительных обмотках 3 и 6, компенсируянелинейность характеристики. Хорошиерезультаты достигаются при изменениинапряжения на обмотке 6 в зависимостиот перемещения экрана по квадратичномузакону. Для этого достаточно изменятьнапряжение питания на обмотке 3 прямопропорционально перемещению экрана. Наиболее просто эта задача решается, есливыполнить модулятор в виде дифференциального усилителя, а формирователь ввиде активного фильтра, Инвертирующийвход дифференциального усилителя являет 4ся управляющим входом модулятора, При этом выходное напряжение фильтра вычитается из входного напряжения усилителя. Выполнение формирователя в виде активного фильтра необходимо, чтобы скомпенсировать фазовый сдвиг, вносимый источником 1 и экраном 5. Коэффициент усиления активного фильтра выбирают из условия минимальной нелинейности выходной характеристики устройства. 1. Устройство для измерения перемещений, содержашее источник питания, основную и дополнительную первичные обмотки,подключенные к источнику питания, основную и дополнительную вторичные обмотки,включенные последовательно встречно, блокформирования выходного сигнала, вход которого подключен к дополнительной вто 20 ричной обмотке, и подвижный экран, расположенный между первичными и вторичными обмотками и жестко связываемымис контролируемым объектом, отличающеесятем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено формирователем,вход которого подключен к основной вторичной обмотке, и модулятором, включеннымпоследовательно с дополнительной первичной обмоткой, а управляющий вход модулятора соединен с выходом формирователя.зо 2, Устройство по п. 1, отличающеесятем, что модулятор выполнен в виде дифференциального усилителя, формирователь - ввиде активного фильтра, а инвертирующийвход усилителя является управляющим входом модулятора.35Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Нуберт Г. П. Измерительные преобразователи неэлектрических величин. Л.,Энергия, 1970, с. 222 - 226.4 о 2. Авторское свидетельство СССР601561, кл. б 01 В 7/04, 1978, (прототип).