Способ бесконтактного измерения перемещений

СОЮЗ СМЕТСНИХРЕСПУБЛИК 69 (1 ИПВУДМфСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДРАМ ИЗООфЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯн втоювву свщпвъству ь г.;,;сМфд(71) Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе(56) 1. АЬторское свидетельство СССР У 592023кл. Н 04 К 15/00, 1976 (йрототип).(54)(57) СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕ-РЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, .заключающийся в том, что устанавливают на контролируемом объекте магнит, возбуждают во взаимодействующем с ним неподвижном зсю С 01 В,17/02 С 01 В 7 10 магнитострикционном звукопроводеакустическую волну и измеряют времяраспространения ее от точки возбуждения до заданного участка и по полу-ченному результату определяют положение контролируемого объекта, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповьппения точности, магнитострикционный эвукопровод перед возбуждениемв нем акустической волны размагничивают, затем намагничивают магнитомвзаимодействующий с ним участок донасыцения, а время распространенияизмеряют до магнитонасыщенного участка и обратно до точки возбужденияакустической волны,1129 Изобретение относится к акустоизмеригельной технике и может бытьиспользовано для бесконтактного измерения перемещений.Наиболее близким по техническойсущности к-предлагаемому являетсяспособ бесконтактного измерения перемещений; заключающийся в том, чтоустанавливают магнчт на контролируемом объекте, возбуждают вс взаимодействующем с ним неподвижном магнитострикционном эвукопроводе акустическую волну и измеряют время распространения ее от точки возбуждениядо заданного участка, а по полученному результату определяют положениеконтролируемого объекта 1.Недостатком указанного способаявляется невысокая точность измерения вследствие использования дискрет Оного способа определения положенияконтролируемого объекта, абсолютнаяпогрешность которого ограничена линейными размерами дискретного считывающего элемента. 25Цель изобретения - повышение точности,Указанная цель достигается тем,что по способу бесконтактного измерения перемещений, заключающемуся в Зртом, что устанавливают на контролируемом объекте магнит, возбуждаютво взаимодействующем с ним неподвижном магнитострикционном звукопроводе акустическую волну и измеряютвремя распространения ее до заданного участка от точки возбуждения и пополученному результату определяютположение. контролируемого объекта,магнитострикционный звукопровод перед возбуждением в нем акустическойволны размагничивают, затем намагничивают магнитом взаимодействующийс нйм участок до насыщения, а времяраспространения измеряют до магнито 45насыщенного участка и обратно до точки возбуждения акустической волны.На фиг, 1 изображена структурнаясхема устройства, реализукнцего способ; на фиг, 2 - диаграмма, поясняющая распределение модуля упругостиматериала магнитострикционного звукопровода по длине,.: Устройство, реализующее способ, содержит излучатель-приемник 1 акустической волны магнитострикционный звукопровод 2, магнит 3, магнитона 490 1сыщенный участок 4 звукопровода 2, демпфер 5.Способ осуществляется следующим образом.Излучатель"приемник 1 возбуждает в магнитострикционном звукопроводе 2 продольную акустическую волну, которая распространяется вдоль звукопровода с модулем упругости Е , соответствующим полностью размагнйченному состоянию звукопровода 2. Магнитное поле магнита 3 создает изменение модуля упругости звукопровода 2 локальчой области участка 4, где величина его возрастает до значения Еэ, соответствующего магнитному насыщеению материала звукопровода 2 (фиг. 2).Величина модуляупругости оц нивается иэ известного выражения для дельта Е-эффекта (Е э - Е ) /Е и составляет 207. для отожженного никеля и магнитострикционных ферритов.Коэффициент отражения акустической 21 Е Вьволны равен К = 1 - в;:, дляЕ,+УЕ Е исключения отражения акустической волны от конца звукопровода 2, противоположного излучателю-приемнику 1,устанавливают демпфер 5.Положение подвижного магнита 3 исвязанного с ним контролируемогообъекта определяют из соотношения1 дх = - где д 1 - время распрост 2 франения акустической волны от излучателя-приемника 1 до локальной области участка 4,намагниченного домагнитного насыщения, и обратно;7 - скорость звука в магнитострикционном эвукопроводе 2,Магнит 3 создает остаточную намагниченность участков материала магнитострикционного эвукопровода 2, что изменяет его модуль упругости. Для увеличения амплитуды отраженного сигнала материал магнитострикционного звукопровода 2 перед каждым циклом измерений размагничивают, уменьшая влияние остаточной индукции, Эта операция может быть осуществлена, например, генератором размагничивающих импульсов, В противном случае коэффициент К отражения без размагничивания уменьшается.Опытный магнитострикционный преобразователь, содержащий звукопроволаказ 9438/33 ВНИИПИ по 113035, 586 Подписинного комитета СССРвний и открытий, Раушская наб., д. 4/5 Тираж осударств ам изобре сква, Ж-З ал ППП "Патент"г, Ужгород, ул. Проектная, 4 3 1 в виде ленты толщиной 0,5-1 мм имеетмксчувствительность 0,4 и позволяетммизмерять перемещения в диапазоне 800 мм с разрешающей способностью 0,1-0,2 мм. Затухание ультразвуковой волны составляет 2-3 дб/м. 129490 4Использование предлагаемого спо-.соба позволяет повысить точность определения положения подвижного объекта при кратковременном исчезнрве нии питающего напряжения и уменьшитьмощность потребления в импульсном режи ме работы излучателя акустической волны.