Устройство для измерения перемещений

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 6 У Союз СоветсинкСоциалистическихРеспублик(51) Ьа. Кд.6 01 В 7/00 6 01 О 5/22 Геаударстееккьй квинтет СССР пф лавам язаеретенкй и еткрмтнй(54 2 то лок-схема устрой На чертежева.Устройствои 3 юмерения ржит сколько каналовканал 1 имеет на 2 Изобретение относится к измерительном технике и может найти применение при точном непрерывном измерении в широком ди. апаэоне линейных перемещений.Известно устройство, использующее дифференциальный индуктивный частотный преоб разователь перемещения и содержащее магнито провод, возбуждающую и измерительную обмотки (1) .Недостатками ювестного устройства являются невысокая точность измерения и малый диапазон юмеряемых перемещений.Наиболее близким к изобретению но тех. .нической сущности является устройство для измерения перемещений, содержащее несколько каналов измерения, каждыйиз которых . содержит дифференциальный частотный преоб.разователь перемещения,. состоящий иэ дифференциального индуктивного датчика, двух управляемых генера ров, управляющие входы которых подключены к выходам датчика, и блока вычитания частот, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу первого и второго генераторов 21. ЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ Недостатками этого устроиства являютсямалая точность юмерения из-за нелинейностихарактеристики преобразователя и невозможность расширения диапазона измерения за счетувеличения тела каналов измерения,Цель изобретения - повышение тоФностии расширение диапазона измерения.Указанная цель достигается тем, что каж.дый канал устройства, за исключением кана.ла с наименьшим пределом измерения, слаб.жен дополнительным блоком вычитания частот, первый вход которого подключен к выходу дифференциального частотного преобразователя данного канала, и делителем частоты,вход которого подключен к выходу дифферен.цнального. частотного преобразователя каналас предшествующим пределом юмерения, авыход - к второму входу дополнительногоблока вычитания частот.3 100281 именьший, а канал 3 наибольший пределы измерения, каждый из которых содержит дифференциальный частотный преобразователь 4, 5 и 6 перемещения, расположенные на подвиж. ном 7 и неподвижном 8 основаниях, соединенных упругим элементом 9. Каждый преобразователь содержит дифференциальный индуктивный датчик, состоящий из катушек 10 - 15, индуктивности и замыкающих сердечников 16 - 21 магнитной системы катушек. 10Каналы измерения содержат также управляе. мые генераторы 22 - 27,:блоки 28, 29 и 30 вычитания частот, делители 31 н 32 частоты, дополнительные блоки 33 и 34 вычитания ча. стот. 15Катушки 10 - 15 выполнены, например, на основе броневых ферритовых сердечников и жестко укреплены на неподвижном основании 8, их замыкающие сердечники 16 - 21 жестко связаны с подвижным основанием 7 так, что 2 р в исходном состоянии начальные зазоры магнитных систем катушек индуктивности, стоящих в разных каналах, оказываются различными, причем поддиапазону с большим пре. делом соответствует и больший начальный зазор.Устройство работает следующим образом.В каждом канале под действием измеряемого перемещения на такую же величину перемещаются замыкающие магнитопроводы сер. дечники катушек, например замыкающие сердечники 16 и 17 катушек 10 и 11 в канале 1, что приводит к изменению зазоров магнитопроводов, причем в одной катушке (10) зазор увеличивается, а в другой (11) - уменьшает. ся, это, в свою очередь, приводит к изме 35 нению частот управляемых генераторов 22 и 23. Выходные напряжения управляемых гене 1 йторов, например 22 и 23, поступают на входы блока 28 вычитания частот, на выходах40 этих блоков вьщеляется сигнал разностной частоты М;, являющейся выходным сигналом дифференциального частотного датчика -го канала.Разностная частота И; с выхода дифферен 45 циального индуктивного частотного нреобразова теля 4 перемещения канала 1 с наименьшим пределом измерения перемещения используется как выходной информативный параметр младшего поддиапазона и по линиям связи передается к цифровому частотомеру. Кроме 5 ф того, раэностная частота И канала 1 после деления на коэффициент и, дискретным дели. телем 31 частоты поступает на вход дополнительной цели блока 33 вычитания частот в канале 2 и используется для повышения линей 55 ности характеристики канала 2 путем смешивания частот Ь 1 Ии И и вьщеления на выходе блока 33 разности частот И 4, прини 2 4маемой аа выходной информативный параметрЖканала 2. За счет выбора соответствующегокоэффициента деления и, дискретного делите.ля 31 частоты а и варьирования, например,начальной частоты Фе, не будет содержаться чле.нов разложения в степенной ряд характеристикипреобразования канала 2, пропорциональныхотносительному перемещению Х вплоть до пя.той степени (квадратичного, кубичного и члена четвертой степени), т.е, частота Иокаэы.вается пропорциональной измеряемому перемещению с высокой степенью точности, азначит использование ее в качестве выходногоинформативного параметра канала 2 позволяет при заданной погрешности линейностизначительно расширить рабочий поддиапазонданного канала,Аналогично, разностная частота Из дифференциального индуктивного частотного преобраэователя 5 перемещения канала 2 последеления на коэффициент п дискретным делителем 32 частоты подается на вход дополнительной цепи вычитания частот в канале 3и используется для повышения линейностихарактеристики и расширения рабочего поддиапазона канала 3,Таким образом, в описанном устройстве для измерения перемещений в каждом канале, за исключением канала с меньшим пределом измерения, путем смешивания выходной час. тоты дифференциального частотного преобразователя данного канала и поделенной частоты дифференциального частотного преобразователя предшествующего канала с меньшим пределом измерения осуществляется значительное расширение рабочего диапазона измерения перемеще.ний, а также повышается точность измерения за счет расширения линейного участка характеристики преобразования.Формула изобретенияУстройство для измерения перемещений, содержащее несколько каналов измерения, каждый из которых содержит дифференциальный частотный преобразователь перемещения, состоя щий из дифференциального индуктивного датчика, двух управляемых генераторов, управ.ляющие входы которых подключены к выходам датчика, и блока вычитания частот, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу первого и второго генераторов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерения, каждый его канал, за исключением канала с наименьшим пределом измерения, снабжен дополнительным бло.Ф 7 ВНИ з 1528/18 Тираж Подписи Патент", г,ужг ул,Проектная 5 1002812 . 6ком вычитания частот, первый вход которого Источники информацииподключен к выходу дифференциального час- принятые во внимание при экспертизетотного преобразователя данного канала,. и 1, Авторское свидетельство СССР У 585400,делителем частоты, вход которого подключен кл. 8 01 В 7(00, 1975.к выходу дифференциального частотного пре. 5 2, Новицкий П, В Кнорринг В. Г.,образователя канала с предшествуюшим преде- Гутников В. С Цифровые приборы с частотном измерения, а выход - к второму входу ными датчиками. Л, "Энергия", 197дополнительного блока вычитания частот, с. 78 - 79 (прототип),