Устройство для измерения перемещений

ОПИСАН Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 06.01.78 (21) 2568635/25-28 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет С 01 В 7/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения М.И. Васюхин,(71) Заявитель Ордена Ленина институт кибернетики АН Украинской ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ Изобретение относится к контрольно-измерительнойтехнике и может бытьиспользовано, в частности, для измерения линейных или угловых перемеще-. ний,Известны устройства для измеренияперемещений и контроля положенийобъектов, перемещающихся по прямбйили по дуге окружности, основанныена преобразованииконтролируемогоперемещения в импульсные сигналы ивыполненные на полупроводниковыхприборах и магнитных элементах 1.и 2Недостатки их состоят в сложностии громоздкости схемного исполнения.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения перемещений, содержащее трансформаторный преобразователь перемещения, выполненныйна транзисторе высокочастотный блокинг-генератор, в колебательныйконтУР которого включены обмоткитрансформаторного преобразователя иконденсатор, делитель напряжения,средняя точка которого пбдключенак выводу одной иэ обмоток трансформаторного преобразователя, вто" рой вывод которой подключен к базе транзистора, и усилитель-формирователь прямоугольных импульсов низкой частоты 3 .Недостатками данного устройства являются.сложность схемы, дЛя работы которой необходимо два источникапитающих напряжений постоянного тока и в которой содержится значительное количество комплектирующих элементов, таких как транзисторы, стабилитроны, импульсный трансформатор и т.п., а также невысокая надежность вследствие недостаточной устойчивости режима генерации высокочастотных колебаний блохин г-генератора.Цель изобретения - повышение на" дежности и упрощение схемы.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве делитель напряжения выполнен нелинейным, конденсатор колебательного контура блокинг-генератора подключен к средней точке делителя, блокинг- генератор снабжен вторым конденсатором, включенным между коллекторным и базовым электродами транзистора, а усилитель- Формирователь подключен к выводу второй обмотки трансформаторного ттреЗО Устройство работает следующимобразом.Если в прорези сердечника трансформаторного преобразователя отсутствует зубец подвижного элемента, в блокинг-.генераторе возбуждаютсявысокочастотные колебания, которые вйделяются на резисторе кЗ и пода- "45 ются на базу низкочастотного транзистора ПП 2, Этот транзистор воспринимает высокочастотные колебания положйтельной полярности как непрерывный сигнал неизменного положительного потенциала (при воздействии высокочастотйых колебаний отрицательной полярности этот транзистор запирается), вследствие, этого в течение всего интервала времени, когда зубец подвижного зубчатого элемента ЗЭ -Отутствует в прорези сердечникатрансформаторного преобразователя,.транзистор ПП 2 открыт и в нагрузкейпротекает ток.При прохождении зуба подвижного 0элемента через прорезь сердечника резко уменьшается магнитный поток в сердечнике, вследствие чего проис. ходйт срыв высокочастотных колеба-.ний блокинг-генератора. В результате 65 обраэователя. Нелинейный целитель выпблнег "виде последовательно соеди- =йейййГ ЯГзистора й дйбда "а"усиюГи-"тель-Формирователь выполнен на транзйсторе с п=р=п структурой.На чертеже представлена"прийцйпиальная схема устройства для изме 5рени я-перемеще ний.Устройство содержит нелинейныйделйтель В 1-Д 1, трансформаторныйпреобразователь Тр перемещений,блокинг-генератор, выполненный на транзисторе ПП 1 с Резистором В 2 в цепиэмиттера. В колебательный контурблокинг-генератора включены обмоткиИ, и Иг трансформаторного преобразователя перемещений и конденсатор С 1,15Сердечник преобраз.ователя выполнентороидальным и имеетрадиальную прорезь, в которой перемещается подвижный зубчатый элемент ЗЭ, выполненный, например, в виде диска с радиальными прорезями или рейки с прямоугольйыми зубьями (из диамагнитного материала) и связываемый скойтролируемым объектом. Между коллекторным и базовым электродамитранзистора ПП 1 включен конденсаторС 2, К выводу обмотки Ю трансформаторного преобразователя, включенной"в колпекторную:цепль транзистора ПП 1,подключены резистор ВЗ и базовыйэлектрод транзистора ПП 2, имеющегоп=р=п структуру и образуюЩего каскад усилителя-формирователя йизкочастотных прямоугольных импульсов.В эмиттерную цепь этого транзисторавключены резисторы В 4 и сопротивление В нагрузки. ток в транзисторе ПП 2 оказывается равным нулю. Таким образом, возникновение и срый высокочастотных колебаний достигается при выведении и введении зуба задающего элемента в прорезь тороидального сердечника трансформаторного гФеобразователя перемещений Выведение (или введение) зуба подвижного элемента, иными словамиперемещение подвижного элемента, приводит к увеличению (или уменьшению) магнитного потока в тороидальном ферритовом сердечнике, величина которого обеспечивает генерацию (или срыв) высокочастотных колебаний блокинг-генератора, что, в свою очередь, обеспечивает наличие (или отсутствие) тока в нагрузке В,Последовательное чередование в прорези тороидального ферритового сердечника зубьев и прорезей подвижного элемента обуславливает возникновение последовательности низкочастотных прямоугольных импульсов тока в нагрузке Н, причем длительность импульсов равна времени отсутствия зуба в прорези тороидального сердечйика, а длительность пауз-времени наличия зуба в прорези сердечника трансформаторного преобразователяПредлагаемое техническое решение позволяет повысить надежность работы устройства при возникновении и срыве высокочастотных колебаний и значительно упростить его конструкцию.Формула изобретени я1. Устройство для измерения перемещений, содержащее трансформаторный -:- преобразователь перемещения, выполненный на транзисторе, высокочастотный блокинг-генератор, в колебательный контур которого в ключ ены обмот ки транс форматорно го прео бразователя и конденсаторделитель напряжения, средняя точка которого подключена к выводу одной из обмоток трансформаторного преобразователя, второй вывод которой подключен к базе тран-. зистора, и усилитель-формирователь прямоугольных импульсов низкой частоты, о т ли ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и упрощения схемы, делитель напряжения выполнен нелинейным, конденсатор колебательного контура блокинг-генератора подключен к средней точке делителя, блокинг-генератор снабжен вторым конденсатором, включенным между коллекторным и базовым электре- дами транзистора, а усилитель-формирователь подключен к выводу второй обмотки трансформаторного преобразователя.2. Устройство по п.), о т л ич а ю щ е е с я тем, что нелинейный726416Составитель С. Скрыдинк Техред О.Андрейко Коррек Б. Бут яга актор И. Михеев Тираж ИИПИ Госуд по делам 5, Москва;01рственного кзобретений иЖ, Раушск Поииноноеоьщтета СССоткрытийая наб д. Заказ 866 2 4 4 ал ППППатент , г. Ужгород, Ул ект делитель выполнен в виде последовательно соединенных резистора и диода,3. Устройство по п.1, о т л ич а ю ц е е с я тем, что усилительформирователь выполнен на транзисторе с п=р=п структурой,Источники информации,прочятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССРМ 312142, кл. С 01 О 5/20, 1968,2. Патент США Р 3315253,кл. 340-347, 1973,3. Датчик перемещения,Автоматика и приборостроение, 1965,М 1, с. 58-60 (прототип,