Измеритель перемещений

1714329 А 1 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР В 7/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 1(71) Специальная региональная геофизическая экспедиция(56) Датчики контроля и регулирования,/Под ред. Д,И.Агейкина. - М.: Машиностроение, 1965, с. 547,(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ . (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель - повывение точности и расщирение линейного диапазона измерений. Измеритель перемещений выполнен в виде автогенератора по мостовой схеме симметричного мультивибратора на .двух транзисторах 9 и 10 с включенными в их коллекторные цепи двумя дифференциаль-.но соединенными обмотками 7 и 8 индуктивного датчика перемещенийОбмотки датчика с подключенными к ним конденсаторами образуют параллельные контуры, определяющие частоту автогенератора. К эмиттерамтранзисторов 9 и 10 подключены йС-фильтры 15 и 16, Базы транзисторов соединены перекрестно через резисторы 11 и 12 положительной обратной связи.и соединенныв с ними параллельно конденсаторы 13 и 14 с коллектором транзистора в другом плече мостовой схемы. Обмотки датчика размещены соосно на торцах С-образного ферритового сердечника 5, в воздушном зазоре которого размещен подвижный элемент датчика, выполненный в виде . электропроводного диамагнитного экрана. Перемещение экрана в направлении одного . ф из торцов сердечника 5 датчика приводит к разбалансу мостовой схемы и появлению .1 сигнала постоянного тока в точках 19 и 20 ее, выходной диагонали, величина и полярность которого зависят от величины и на- Я правления контролируемого перемещения.1 З.п. ф-лы 1 3 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовайо в различных областях промышленности и народного хозяйства при измерениях линейных перемещений.Целью изобретения является повышение точности и расширение линейного диапазона измерения перемещений.На фиг.1 показан измеритель перемещений, общий вид; на фиг.2 - дифференциальный индуктивный датчик, конструкция; на фиг,3 - электрическая схема измерителя. Измеритель перемещений содержит металлический корпус 1 со щелью 2, в которой установлен с возможностью перемещения подвижный элемент 3 индуктивного датчика, связываемый с контролируемым объектом 4 в процессе измерения его перемещений и выполненный в виде электропроводной пластины из немагнитного материала. Внутри корпуса 1 размещены жестко соединенные. между собой неподвижный С-образный сердечник 5 датчика с воздушным зазором б между его обращенными один к другому торцами, расположенными по разные стороны от щели 2 в корпусе, и электрическая схема, в которую включены дифференциально соединенные обмотки 7 и 8 датчика,. Эта схема представляет собой автогенератор, выполненный по мостовой схеме в виде симметричного мультвибратора на двух транзисторах 9 и 10, база каждого из которых соединена перекрестно через.соответствующий резистор 11 и 12 положительной обратной связи с коллектором второго транзистора. Параллельно этим резисторам подключены конденсаторы 13 и 14. К змиттерам транзисторов 9 и 10 подключены нагрузочные резисторы и параллельно включенные с ними конденсаторы, образующие ВС-фильтры 15 и 16, Общая точка соединения этих фильтров подключена к одному из полюсов 17 источника питания постоянного тока мостовой схемы. Второй полюс 18 этого источника присоединен к общей точке соединения обмоток 7 и 8 дифференциального индукционного датчика, которые являются также и катушками индуктивности автогенератора и подключены своими противоположными концами к коллектору соответствующего транзистора. Параллельно обмоткам 7 и 8 датчика перемещений присоединены подстроечные конденсаторы, образующие с ними частотозадающие колебательные контуры. Между точками 19 и 20 соединения фильтров 15 и 16 и эмиттеров транзисторов 9 и 10 присоединен регистрирующий прибор 21 постоянного тока с подключенным к его зажимамсглаживающим конденсатором 22.Измеритель перемещений работаетследующим обраЗом.5 При подключении полюсов 17 и 18 источника питания постоянного тока к схемеизмерителя в ней генерируются автоколебания высокой частоты, имеющие форму,близкую к прямоугольной. При отсутствии10 подвижного элемента 3 в зазоре 6 индуктивного датчика и сбалансированном состоянии плеч мостовой схемы измерителя,падения напряжения на фильтрах 15 и 16,включенных в эмиттерные цепи транзисто15 ров в смежных плечах мостовой схемы, оди.наковы по величине и противоположны пезнаку, вследствие. чего сигнал в выходноЮдиагонали этой схемы в точках 19 и 20 равеннулю.20 При размещении подвижного элемент3 в середине зазора 6 симметрично относительно торцов С-образного сердечника датчика индуктивность его обмоток 7. иизменяется на одну и ту же величину и хотя25 частота автоколебаний также изменяется,баланс мостовой схемы не нарушается,вследствие чего выходной сигнал измерителя по-прежнему остается равным нулю. Приперемещении подвижного элемента в на 30 правлении одного из торцов сердечника 5датчика происходит разбаланс мостовойсхемы, вследствие чего на включенных вэмиттерных цепях транзисторах 9 и 10 нагрузочных фильтров 15 и 16 выделяется про 35 детектированное переходами база -эмиттер этих транзисторов напряжение, величина которого пропорциональна величине перемещения, а знак определяетсянаправлением этого перемещения. Это на 40 пряжение сглаживается конденсатором 22 ирегистрируется прибором 21,Благодаря тому, что дифференциальносоединенные обмотки индуктивного датчика выполняют функции частотозадающих45 элементов колебательного контура автогенераторной мостовой схемы, т,е. фактически вынесены из выходной цепи измерителяи не подвержены поэтому влиянию нагрузкив виде входного сопротивления, например,50 измерительного прибора, повышается точность и стабильность работы измерителяперемещений, а также обеспечивается расширение лийейного диапазона измерений.Этому способствует также и форма выпол 55 нения индуктивного датчика, имеющегомагнитопровод с неизменным зазором, иперемещающийся в нем немагнитный подвижный элемент, Поскольку эмиттер-базовые переходы транзисторов вместе сВС-фильтрами в их эмиттерных цепях выСоставитель В.АнуфриВанюшкина Техред М.Моргентал Редакт рек каз 680 Тираж Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035,Москва, Ж-З 5, Раушская наб., 4/5 одственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 полняют функции детекторов высокочастотных автоколебаний, это упрощает схему измерителя, исключая использованиедиодного детектора.Формула изобретения 5 1. Измеритель перемещений, содержащий автогенератор, выполненный по мостовой схеме на двух транзисторах, база каждого из которых соединена через резистор положительной обратной связи с кол лектором другого транзистора, при этом к эмиттерам транзисторов подключены нагрузочные резисторы, общая точка соединения которых предназначена для подключения к одному из полюсов источни ка питания постоянного тока, а к коллекторам подключены катушки индуктивности, общая точка соединения которых предназначена для подключения к второму полюсу источника питания постоянного тока, и дат чик перемещения, подвижный элемент которого предназначен для связи с контролируемым объектом, отл ича ющи йс я тем, что, с целью повышения точности и расширения линейного диапазона измерений, он снабжен двумя парами конденсаторов, которые в одной паре присоединены параллельно резисторам положительной обратной связи, а в другой - параллельно нагрузочным резисторам в эмиттерных цепях транзисторов с образованием ВС-фильтров, в качестве датчика перемещения использован индуктивный датчик с двумя дифференциально соединенными обмотками, являющимися также и катушками индуктивности автогенератора, а точки соединения эмиттеров транзисторов с ВС- филь 1 рами образуют выходную диагональ мостовой схемы.2, Измеритель перемещений по п.1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что датчик перемещений имеет С-образный ферритовый сердецник, на торцах которого соосно установлены его обмотки, а подвижный элемент выполнен в виде электропроводной пластины из немагнитного материала, установленной с возможностью изменения зазора между нею и торцами сердечника.