Дистанционный датчик линейных перемещений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСФЗВФРюиачнРЕСПУБЛИК 1)5 С 01 В 7/О ЕТЕНИЯ ПИСА ЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСКОМ о ССС 1975. то повышает т ю цепь,надежно ние раз ряжений словия г рения, зависим ность и пользов теля на ность у тах изм ерации во всех такыи чувстнный в онированс выходаика 11,ой с У полненногоими вхо АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМГННТ СССР(71) Куйбышевский филиал Всесоюзноинститута по проектированию организации энергетического строительств(56) Авторское свидетельств РФ 475498, кл. С 01 В 7/14,(54) ДИСТАНЦИОН 1 ПэЙ ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХПЕРЕМЕШЕНИЙ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений при отсутствии доступа к датчику, например, для измерения величины раскрытия строительных швов иупругих деформаций монолитных бетонных сооружений, Цель изобретенияповышение точности, надежности ибыстродействия. Датчик содержит индуктивный чувствительный элемент в Изобретение относится к измери"тельной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений при отсутствии доступа кдатчику, например дпя измерения ве,личины раскрытия строительных швов иупругих деформаций монолитных бетонных сооружений,Цель изобретения - повышение надежности, быстродействия и точностипри дистанционном измерении перемещений,.801627819 А 1 диФференциальной секциониронанкатушки индуктивности, секции которой через коммутатор соединены с входом измерительного частотного преобразователя, блок управления коммутатором и формирователь разнопелярных напряжений, Коммутатор выполнен в виде управляемого мультиплексора, блок управления коммутатором выполнен в виде задающего генератора и двухразрядного счетчика импульсов, Выходы формирователя разно- полярных напряжений соединены с шинами литания мультиплексора, управляющие входы которого соединены с выходами счетчика блока управления, Испочьзование мультиплексора практически исключает влияние переходных сопротивлений, вносимых в частотноть измерении, Исополярного формироваобеспечивает идентичНа чертеже представлена принцииальная электрическая схема предлагаемого датчика,Датчик содержит индуктивнвительный элемент 1, выполневиде дифференциальной сапкциной катушки 2 индуктивностими 3-10 и подвижного сердечнвязанного с измеряемой величправляемь 1 й коммутатор 12,ный в виде электрбнного двомультиплексора, подключен сдами 13-20 к выходам 3-10 катушки 2,Управляющие входы 21 и 22 коммутатора подключены к выходам 23 и 24двоичного счетчика 25, вход которогоподключен к выходу задающего генератора 26, соединенному с синхронизирующим входом управляемого коммутатора 12Двоичный счетчик 25 совместно с задающим генератором 26 образует блок 27 управления, Выходы 28 и29 управляемого коммутатора 12 подключены к входам измерительного частотного преобразователя 30, выходыкоторого подключены к входам формирователя 31 двух разнополярных напряжений, выполненного в виде двуплечевого последовательного КС-фильтра,Выходы формирователя 31 подключены клинии 32 связи. 20Датчик работает следующим образом,В исходном состоянии сердечник 11занимает относИтельно секций катушки2 положение, определяемое текущимзначением измеряемой величины Х, За 25начальное положение Х условно приниомается положение сердечника 2, симметричное относительно секций 3"4и 5-6 катушки 2. За положительное направление движения сердечника принимается направление по стрелке на чертеже.Функция преобразования(х) датчика с достаточной точностью аппрожимируется .полиномом: = ах + Ьс + с,где а, Ь, с - случайные коэффициенты,зависящие от внешних мешающих факторов, Отличие текущих значений этихкоэффициентоВ от номинальных определяет погрешности нелинейности (а),чувствительности (Ь), начального 40уровня (с)Для исключения влияниятрех нестабильных коэффициентов нарезультат измерения (х) в предлагаемом датчике проводятся 4 такта измерения, в каждом из которых информация снимается с одной из четырех идентичных одна другой секций катушки2: 3-4, 5-6, 7-8, 9-10. Соседние сек ции 3-4 и 7-8, а также 5-6 и 9-Осмещены одна относительно другой наизвестное расстояние ЬПри подаче по двухпроводной линии32 связи на датчик напряжения постоянного тока от удаленного вторичногоизмерительно-регистрирующего прибо 55ра (не показано) на выходах формирователя 31 двухполярного напряженияформируются напряжения +1, и -1,поступающие на соответствующие шины питания элементов датчика, При этом двоичный счетчик 26 блока 27 управления устанавливается в исходное состояние, при котором на его выходах 23-2 и 24-2 устанавливаютося сигналы нулевого уровня. При этом входы 13-Аи 14-Вуправляемого коммутатора 12 подключаются соответственно к выходам 3 и 4 катушки 2 индуктивности индуктивного чувствительного элемента 1, в результате чего к входам измерительного частотного преобразователя 30 подключается секция 3-4 катушки 2, а с его выхода в линию 32 связи поступает сигнал (электрический), частота Х которого определяется величиной Х -ХС приходом первого тактового им" пульса с задающего генератора 26 на Т-вход двоичного счетчика 25 последний устанавливается в состояние, приокотором с его выхода 23-2 снимается сигнал высокого уровня, а с выхода 24-2" - сигнал нулевого уровня, При этом происходит переключ ние входов управляемого коммутатора 12: входы 13"Аи 4-В отключаются от выходов 3 и 4 катушки 2, а входы 17-А и 8-В 2 под л чаются к выходам 7 и 8 катушки 2 соответственно, В линию 32 связи поступает электрический сигнал с частотой "( пропорцнональной величине Х - Х +Ь.С приходом второго тактового импульса с задающего генератора 26 на Т-вход двоичного счетчика 25 на его выходах 23"2 Р и 24-2 устанавливают 1ся соответственно сигналы нулевого и высокого уровня, по которым входы 17 и 8 управляемого коммутатора 2 отличаются от выходов 7 и 8 катушки 2, а входы 19-В з и 20-Ау подключаются соответственно к выходам 9 и 10катушки 2, В линию 32 связи поступает электрический сигнал с частотой 11 пропорциональной величине Хо+Х - Ь .С приходом третьего тактового импульса с задающего генератора 26 на Т-вход двоичного счетчика 25 на еговыходах 23-2 и 24-2 устанавливаются сиг налы высокого уровня, по которым входы 9 и 20 управляемого коммутатора 12 отключаются от выходов 9 и 1 О катушки 2, а входы 15-В и 16-А 4 подключаются соответственно к выходам 5 и 6 катушки 2В линию 32Выходные электрические сигналыдатчика обрабатываются вторичнымприбором, в котором реализуетсяалгоритмХ Х 4 Ь Р Х 4) й Х 1) Составитель И,Юрьнаереда Техред Л.ОлийныкКорректор М,Поко Редакт 29 Тираж 381 Подписноеосударствеиного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Иесква, Ж Рауаская наб., д. 4/5 акаэНИИПИ Производственно-издательский комбинат фПатент", г.уагород, ул. Гагарина, 1016278связи поступает сигнал с частотойХ 4, пропорциональной величине Х +Х. Подключение секций катушки 2 в частотно-зависимую цепь измерительного частотного преобразователя осуществляется с помощью бесконтактного электронного коммутатора, в связи с чем практически исключается влияние переходных активных сопротивлений, вносимых в частотно"зависимую О цепь, значениями и вариациями которых можно пренебречь, не происходит изменения добротности частотно-зависимой цепи в различных тактах, значительно увеличивается и н,здежн сть, 25 датчика,196Формула изобретенияДистанционный датчик линейных перемещений, содержащий индуктивный чувствительный элемент в виде диф-. ференциальной секционированиой катушки нндуктивностн, секции которой через коммутатор соединены с входом измерительного частотного преобразователя, и блок управления коммутатором, отличающийся тем, что, с целью повьппения надежности, быстродействия и точности измерения, он снабжен формирователем раэнополярных напряжений, коммутатор выполнен в виде управляемого мультиплексора, а блок управления выполнен в виде задающего генератора н двухраэрядного счетчика импульсов, выходы которого соединены с управляющими входами мультиплексора, синхрониэирующий вход которого соединен с выходом задающего генератора, а выходы формирователя разнополярных напряжений соединены с соответствующими шинами питания мультиплексора.