Магнитострикционный преобразователь линейных скоростей в код

ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) МАГНИТОСТРИКЦИОННЦЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ СКОРОСТЕЙ В КОД,содержащий звукопровод, выполненныйиз магнитострикционного материала,на концах которого расположены демпферы, постоянные магниты, расположенные над катушкой записи, первый и второй катушками считывания, перваякатушка считывания расположена наконтролируемом объекте и соединеначерез первый усилитель-формировательс Я-входом первого ВЯ-триггера и первым входом второго ВЯ-триггера, вто- .рая катушка считывания соединена через второй усилитель-формирователь с Я-входом третьего ВЯ-триггера и вторым входом второго ВЯ-триггерв, тактовый генератор, выход которого соединен с В-входами первого и третьего ВЯ-триггеров и через формирователь импульсов записи - с катушк записи, генератор образцовой часто1 выход которого соединен с первым в дом элемента И, выход которого соединен с первым входом счетчика, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьыения быстродействия и точности преобразователя, в него введен эле" мент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а катушка записи и вторая катушка считывания рас" положены на контролируемом объекте вдоль звукопровода, причем первая и вторая катушки считывания расположены симметрично относительно катушки записи, выход тактового генератора соединен с вторым входом счетчика, выходы первого и третьего ВЯ триггеров соединены с входами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом элемента И.Изобретение относится к системамавтоматического преобразования неэлектрических величин в дискретныйэлектрический сигнал, а именно кпреобразователям линейных скоростейв цифровой код, 5Известен магнитострикционный дифференциальный преобразователь перемещений, содержащий звукопровод,,один конец которого помещен в демпфер, тактовый генератор, Формирова- Отель импульсов записи, входом соединенный с выходом тактового генератора,неподвижную катушку записи, соединенную с выходом Формирователя имрульсов записи и размещенную около 15демпфированного конца звукопровода,катушку считывания, соединенную с подвижным объектом, постоянные магниты,усилитель-формирователь импульсовсчитывания, входом соединенный с катушкой считывания, ВЯ-триггер,В-входкоторого соединен с выходом формирователя импульсов записи, а Я-входсоединен с выходом усилителя-формирователя импульсов считывания, счетный триггер, входом подключенный квыходу усилителя-формирователя импульсов считывания, две схемы совпадения, первые входы которых соединены с выходами счетного и ВЯ-триггеров соответственно, генератор обоазцовой частоты, выход которого соединен с вторыми входами схем совпадения, реверсивный счетчик, суммирующий и вычитающий входя которого соединены с выходами схем совладения 13.35Недостатками преобразователя являются низкое быстродействие и недостаточная точность,Недостаточно высокая точностьобусловлена тем, что для получения 4 ОинФормации о скорости подвижногообъекта необходимо сравнение двухкодов, полученных при измерении временных интервалов, пропорциональныхперемещениям. Каждый временный интер вал измеряется с погрешностью +Тгде Т - период импульсов генератора.образцовой частоты. Максимальная погрешность преобразования будет 12 ТО,Низкое быстродействие связано с тем,что для получения результатов преобразования ультразвуковой волне необходимо пройти по всей длине звуко" провода.Наиболее близким к изобретению является преобрзователь линейных скоростей в код, содержащий звукопровод,выполненный из магнитострикцнонногоматериала, оба конца которого помещены в демпферы, тактовый генератор,формирователь импульсов записи, вхо Одом соединенный с выходом тактовогогенератора, катушку записи, неподвижно расположенную у одного из концов звукопроводаи подключенную к выходу Формирователя импульсов записи,подвижную катушку считывания и расположенную у другого конца звукопровода неподвижную катушку считывания, подключенные соответственно к входам первого и второго усилителя-формирователя импульсов считывания, три ВЯ-триггера, причеМ В-входы первого и второго триггеров соединены с выходом тактового генератора, В-вход третьего триггера соединен с выходом первого усилителя-Формирователя импульсов считывания, Я-входы второго и третьего триггеров .соединены с выходом второго усилителя-Формирователя импульсов считывания, а Я-вход первого ВЯ-триггера соединен с выходом первого усилителя-Формирователя импульсов считывания, три элемента И, первые входы которых подключены к выходам ВЯ-триггеров, генератор образцовой частоты, выход которого соединен с вторымн входами элементовИ, реверсивный счетчик, входами соеди"ненный с выходами первого и второго элементов И, счетчик, входом соединенный с выходом третьего элемента И, измеритель отношения, входы которого соединены с выходами счетчи" ков 2 3.Недостатками известного преобразователя являются невысокие точность и быстродействие.Цель изобретения - повышение точности и быстродействия магнитострикционного преобразователя линейных скоростей в код.Поставленная цель достигается тем, что в магнитострикционный преобразователь линейных скоростей в код, содержащий звукопровод, выполненный из магнитострикционного материала,. на концах. которого расположены демпферы, постоянные магниты, расположенные над катушкой записи, первой и .,второй катушками считывания, первая катушка считывания расположена на контролируемом объекте и соединена через первые усилитель-формирователь с Я-входом первого ВЯ"триггера и первым входом второго ВЯ"триггера, вторая катушка считывания соединена через второй усилитель-формирователь с Я-входом третьего ВЯ-триггера и вторым входом второго ВЯ-триггера, тактовый генератор, выход которого соединен с В-входаьа первого и третьего ВЯ-триггеров и через формирователь импульсов записи - с катушкой. записи, генератор образцовой частоты, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с первым входом счетчика, введен элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а катушка записи и вторая катушка счи-, тывания расположены на контролируемом объекте вдоль эвукопровода, причем первая и вторая катушки считывания расположены симметрично относительно катушки записи, выход тактового генератора соединен с вторым входом счетчика, выходы первого и третьегб ВБ-триггеров соединены с входавя элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходкоторого соединен с вторым входомэлемента И,На чертеже представлена блок.-схема преобразователя.Магнитострикционный преобразовательлинейных скоростей в код содержит 10эвукопровод 1,. демпферы 2, катушку3 записи, катушки 4 и 5 считывания,постоянные магниты 6-8, тактовый генератор 9, формирователь 10 импульсов записи, усилители-формирователи 1511 и 12, ВЯ-триггеры 13 и 14, элемент ИСКЗФОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15, элемент И16, генератор 17 образцовой частоты,счетчик 18, ВБ-триггер 19.Прробразоват "ь работает "едующим образом.Тактовый генератор 9 запускает формирователь 10 импульсов записи и одновременно устанавливает в нулевоесостояние счетчик 18 и ВЯ-триггеры-13 и 14. формирователь 10 импульсовзаписи подает в катушку 3 записи импульс тока, в результате чего на.Участке эвукопровода 1, находящемсяпод катушкой 3, возникает ультразвуковая волна, распространяющаяся в обестороны по звукопроводу 1 со скоростью Ч. Если подвижный объект движется вправо со скоростью С, то через время 1 = ультразвуковая З 5аЧ+Сволна доходит до катушки 4 считыва"ния и наводит в ней импульс ЭДС, который после усиления и формирования .в усилителе-формирователе 11 устанавливает ВБ-триггер 13 в единичное 40состояние. На выходе элемента 15 усФ 11танавливается уровень логической 1,разрешающий прохождение через элемент И 16 импульсов частотой й с генератора 17 образцовой частоты ва счетчик 18, Через время 1 = вультразвуковая волна доходит до катушки 5 считывания. Сформированный импульс считывания устанавливает ВЯ-триггер 14 в единичное состояние, на выходе элемента 15 устанавливается уровень логического 0 и прохождение импульсов в счетчик 18 прекращается, В счетчике 18 оказывается записанным число, равноеи=аК =( - ) Е =( -- ) Еа ао 2 1 о Ч-С Ч+С о2 аС= тСе то определяющее значение скорости подвижного объекта,ВЯ-триггер 19 определения направления скорости вырабатывает знак в зависимости от взаимного распопожения импульсов считывания во времени. Знак на выходе ВБ-триггера 19 опреде" ления направления скорости и числлр М в цифровом коде на выходе счетчика 18 являются выходными величинами преобразователя, Далее цикл преобразования повторяется.Точность увеличивается за счеФ того, что для получения результата необходимо измерение лишь одного временного интервала В 1 ав С 2 При этом погрешность составляет +Т . Увеличение быстродействия обусловлено тем, что в преобразователе время цикла преобразования не зависит от длины звукопровода 1 и определяется лишь расстоянием а и максимальной скоростью подвижного объекта Сиасоставляет Т Ъч - сЭкономический эффект от примеиенипредлагаемого изобретения определяет ся его техническими преимуществами.иал ПППфПатентф, гУжгород,оектн каэ .6088/36 . Тираж 569 ВНИИПИ Государственного комнт по делам изобретений и откр 113035, Москва, Ж, Раушска