Устройство для измерения линейных перемещений

(19) 15 6 01 В 7/00 ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ мерения перемещения объектов. Цель изобретения - уменьшение энергопотребления за счет импульсного питания и повышение точности за счет уменьшения относительной погрешности изменения напряжения, Это достигается тем, что в устройство, содержащее индуктивный дифференциальный преобразователь, выходы которого соединены с диодами, емкостной и резистивный делители, соединенные параллельно, введены генератор импульсов, источник стабильного постоянного напряжения, два ключа и дифференциальный усилитель, При атом входы ключей соединены с выходами датчика. их управляющие входы - с выходом генератора, а их выходы - с выходами делителей и дифференциального усилителя. Один вывод источника соединен с средней точкой преобразователя, а другой - делителей, 1 ил,учно-исследовател институт средствоенииейн, В,В.Афанас ск зм ев и о СССР971,роектироустройст30-132, ри етельств В 7/02, 1 Расчет и и рительных 1979, с. 1 ние(54) УСТРОЙСТВ НЕЙНЫХ ПЕРЕМ (57) Изобретени ной технике и м измерительных с О ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИЕЩЕНИЙ относится к измерительжет быть использовано в стемах и приборах для из за счет уменьшения относительной погрешности изменения напряжения.На чертеже изображена схема устройстУстроиство солизированного наторого подключен2 и 3 и точке встре4 и 5. а второй - кделителя, состоя7, и к управляющезистора 8, выводпервыми выводамводы катушек 2 исоответственно о(71) Всесоюзный наи конструкторскийрения в машиностр(56) Авторское свидМ 366341, кл. 6 01Федотов А.В.индуктивных измеМашиностроение,Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в измерительных системах, в многомерных приборах для контроля взаимного расположения поверхностей, в приборах активного контроля, а также в других технических средствах для преобразования механического перемещения измерительного стержня индуктивных преобразователей в пропорциональное аналоговое напряжение постоянного тока,Целью изобретения является снижение энергоемкости устройства за счет питания преобразователя короткими импульсами большой скважности и повышение точности держит источник 1 стабипряжения, один выход кок средней точке катушек чного соединения диодов средней точке емкостного щего.из конденсаторов 6 и му входу переменного реы которого соединены с и резисторов 9 и 10. Вы и входы диодов 4 и 5 бъединены и соединены с5 10 15 20 25 30 50 входами ключей 11 и 12, выходы которых соединены соответственно с выходами емкостного делителя, вторыми выводами резисторов 9 и 10 и входами дифференциального усилителя 13, выход которого соединен с входом блока 14 индикации, Управляющие входы ключей 11 и 12 объединены и соединены с выходом генератора 15 импульсов. Относительно катушек 2 и 3 перемещается сердечник 16,Встречное подключение диодов 4 и 5 уменьшает значение скачка напряжения на входах ключей 11 и 12 в момент формирования заднего фронта импульса генератора 15.Параметры схемы (резисторы 9 и 10, конденсаторы 6 и 7) подбираются таким образом, чтобц при равенстве зарядных токов напряжения на конденсаторах 6 и 7 были бы близкими к "0". В связи с тем, что резисторы 9 и 10 и конденсаторы 6 и 7 реально могут отличаться между собой, в схему введен переменный резистор 8, выравнивающий напряжения на входах дифференциального усилителя 13. При нарушении баланса преобразователя генератор 15 импульсов формирует последовательность импульсов длительностью ти определенной заданной скважностью, Минимальная длительность импульса соответствует 1/2 1, где 1 - частота генератора 15. При необходимости то может быть увеличина.в 2, 4, 8 и т,д, раз подключением соответствующего счетчика на выход генератора 15, Тот или иной режим работц генератора 15 выбирается в зависимости от индуктивности катушек 2 и 3 преобразователя, требуемой его чувствительности, допускаемого значения синфазного напряжения дифференциального усилителя 13 и величины потребляемого тока катушками 2 и 3,Устройство работает следующим образом.В момент появления импульса на выходе генератора 15 входная цепь устройства переходит в активный режим, открываются аналоговые ключи 11 и 12 и начинается заряд конденсаторов 6 и 7, а следовательно, и изменение напряжения, приложенного к входам дифференциального усилителя 13.Ток заряда конденсаторов 6 и 7 зависит от индуктивности катушек 2 и 3, которая зависит от положения сердечника 16, соответствующего перемещению. В период между импульсами происходит разряд конденсаторов 6 и 7 в основном через резисторы 9 и 10. Постоянная времени разряда выбираетСя примерно на порядок больше, чем продолжительность паузы. При балансе преобразователя, т.е, когда индуктивности обеих его катушек 2 и 3 равны между собой, конденсаторы 6 и 7 заряжаются одинаковыми токами и, следовательно, напряжения, поступающие на входы дифференциального усилителя 13 равнц между собой; выходное напряжение дифференциального усилителя 13 при этом равно нулю, При нарушении баланса преобразователя, т,е, при смещении сердечниа 16 от среднего положения, происхоцит изменение зарядных токов; в одной цепи например, 2, 11, 6) ток увеличивается, а в другой 3, 12, 7) уменьшается. Это вызывает изменение напряжения на конденсаторах 6 и 7, и на выходе дифференциального усилителя 13 появляется напряжение, пропорциональное линейному перемещению сердечника 16, регистрируемое блоком 14 индикации. Полярность выходного напряжения зависит от направления этого перемещения,Выполнение устройства обеспечивает малое (около 1 мА) потребление тока, создание измерительного средства с энергозависимым питанием, что позволяет использовать его в различных производственных условиях, в том числе во взрывоопасных зонах,Формула изобретения Устройство для измерения линейныхперемещений, содержащее дифференциальный индуктивный датчик, выходы которого соединены с входами соответственно.первого и второго диодов, первый и второй конденсаторы, первые обкладки которых соединены с первыми выводами первого и второго резисторов, вторые выводы кото. рых соединены с вцводами переменного резистора, вход управления которого соединен с вторыми обкладками конденсаторов, и устройство индикации, о т л и ч э ющ е е с я тем, что, с целью уменьшения энергопотребления и повышения точности, в него введены первый и второй ключи, генератор импульсов, источник стабильного постоянного напряжения, дифференциальный усилитель, выходы диодов объединены и соединены со средней точкой дифференциального индуктивного датчика и первым выводом источника стабильного постоянного напряжения, второй вывод которого соединен с входом управления переменного резистора, входы первого и второго диодов соответственно соединены с входами первого и второго ключей, управляющие входы которых объединены и соединены с выходом генератора импульсов, а выходы соединены соответственно с первыми1 б 52806 обкладками первого и второго конденсаторов и первым и вторым входами дифференСоставитель К, Молчановдактор М, Циткина Техред Ы.Моргентал Кооректор Б,Гирняк Тираж 394 Подписное сударственного комитета по изобретениям и открытиям пр:, КН 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5