Устройство для измерения линейныхперемещений

Свз Советских Сацнапнстнческих РесвубпнкОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ о 11800612(22) Заявлено 180479 (21) 2756821/18-28 с присоединением заявки Мо(51)М3 С 01 В 7/00 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения В,К. Чертыковцев Куйбышевский политехнический институт им. В,В. Куйбйшева(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетьбыть использовано, в частности, для измерения линейных перемещений в инФормационно-измерительных системах различного типа.Известно устройство для измерения линейных перемещений, содержащее индуктивный датчик с двумя измерительными обмотками, две измеритель ные схемы, подключенные к этим обмоткам, блоки сложения, вычитания и деления для соответствующего преобразования сигналов измерительных схем 1), 15Недостатком устройства является сложность функциональнойсхемы, а также неполная компенсация погрешностей измерения в случае неточной идентичности нестабильных козффи циентов преобразования обеих измерительных схем.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения линейных 25 перемещений, содержащее трансформаторный преобразователь перемещений с двумя подвижными и двумя неподвижными обмотками, источник питания переменного тока, измерительную схе му, в которую включены преобразова-,тель, управляемый переключатель,блок регистрации и блок управления,выходы которого подключены к управляющему входу блока регистрации ик управляющему входу управляемогопереключателя. Имеется также втораяизмерительная схема, идентичнаяпервой, В каждую из измерительныхсхем включается одна из подвижныхобмоток преобразователя перемещений,а выходы измерительных схем подключаются попеременно через управляемый переключатель ко входу блокарегистрации 2,Недостатком известного устройстваявляется сложность его фчнкциональной схемы вследствие наличия двухизмерительных схем, а также недостаточная точность, так как при изменении внешних условий коэфФициентыпреобразователя измерительных схеммогут изменяться неидентично,Цель изобретения - повышениеточности измерения и упрощение устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что источник питания подключенк одной из неподвижных обмотокпреобразователя непосредственно, 800 б 12а к другой - через управляемый переключатель, подвижные обмотки преобразователя соединены параллельнои подключены ко входу измерительнойсхемы, выход которой присоединенк измерительному входу блока регистрации, а синхронизирующий выходблока регистрации присоединен ковходу блока управления,На чертеже приведена принципиальная схйма устройства,Устройство содержит трансформа"торный преобразователь 1 перемещенийс двумя неподвижными обмотками 2,3и двумя подвижными обмотками 4 и 5,измерительную схему б, источник 7питания переменного тока с двумявыходными обмотками 8 и 9, управляемый переключатель 10, блок 11 регистрации, состоящий из аналого-цифРового преобразователя (АЦП) 12 ивы ыслительного блока (ВБ) 13, блок14 управления.Одна из неподвижных обмоток 3преобразователя подключена непосредс.внно к обмотке 8 источника 7 питания, а другая его неподвижная обмотка 2 через управляемый переключатель 10 подключается к обмотке 9источника питания, то в одной, то вдругой полярности. Подвижные обмотки4 и 5 преобразователя соединены между собой параллельно и включены вдиагональ измерительной мостовойсхемы б. Выходная диагональ этой схемы 6 подключена ко входу АЦП 12, выход которого подключен ко входувычислительного блока 13 блока 11регистрации. Синхронизирующий выход блока 11 регистрации подключенна вход блока 14 управления, выходыкоторого подключены к управляющемувходу блока 11 регистрации и к управляющему входу управляемого переключателя 10. Устройство работает следующимобразом,Токи 1(и 12, индуктируемые вподвижных обмотках 4 и 5 преобразователя,в зависимости от величиныперемещения х этих обмоток изменяются следующим образом:Х, К1 Х +Х 2 Х - Х (1)о огде К - коэффициент преобразованияпреобразователя, которыйзависит от температуры окружающей среды, изменения напряжения источника питаниястарения элементов схемы ит.д.,х - величина воздушного зазорав нейтральном положении подвижных обмоток,Измерения осуществляются в дватакта. В первом такте измерения переключатель 10 находится в положении 1, подключая обмотку 9 источника7 питания последовательно-встречно с обмоткой 8 этого же источникаВ результате токи 1, 1 в обмотках4 и 5 преобразователя направленывстречно, а их разность равна(2) 5 оИзмерительная схема б, выполненнаяна четырех транзисторах, работающихв режиме ключа, выпрямляет измеряемое значение токов 1 - 1 в результате чего полученное в выходной диагонали схемы б напряжение преобразуется с помощью АЦП 12 в двоично-десятичный код, который записываетсяв блок памяти вычислительного блока13. После окончания первого такта 15 измерения импульс синхронизациис выхода АЦП поступает на блок 14управления, который подготавливаетВБ 13 блока 11 регистрации к операции деления и переключает управляе мый переключатель 10 в положение 11.В этом положении обмотки 8 и 9источника 7 питания включены последовательно-согласно, вследствиечего токи в обмотках 4 и 5 преобра зователя суммируютсяХо(3)Х, - ХВыпрямленное значение измеренноготока 11 + 12 преобразуется в двоично-десятичный код и поступает вВБ 13, где осуществляется операцияделения (2) на (3),При этом обеспечивается автоматическая компенсация коэффициента Кпреобразования, нестабильность которого при прямых измерениях снижаетточность измерительных устройствХ="Х (4)Линейность выходной характеристи ки измерительного устройства такжеповышается, так как при делении2исключается нелинейный член хо в хпередаточной функции устройства.Благодаря тому, что оно содержит 45 лишь одну измерительную схему, имеетместо идентичность значения коэффициента К в обоих тактах измерения.рения.50Формула изобретенияУстройство для измерения линейныхперемещений, содержащее транформаторный преобразователь перемещений сдвумя подвижными и двумя неподвижными обмотками, источник питанияпеременного тока, измерительнуюсхему,в которую включены преобразователь, управляемый переключатель, 60 блок регистрации и блок управления,выходы которого подключены к управляющему входу блока регистрации и куправляющему входу управляемого переключателя, о т л и ч а ю щ е е с я 65 тем, что, с целью повышения точностиТираж 653 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Заказ 10393/46 филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 иемерения и упрощения устройства,источник питания подключен к однойиз неподвижных обмоток преобразователя непосредственно, а к другойчерез управляемый переключатель, подвижные обмотки преобразователя соединены параллельно и подключены ковходу измерительной схемы, выходкоторой присоединен к измерительномувходу блока регистрации, а синхронизирующий выход блока регистрации присоединен ко входу блока управленияИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2607330,кл, С 01 В 7/02,1978,2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2689478,кл, С 01 В 7/00,1978 (прототип),