Устройство для измерения линейного перемещения

статора.11136Изобретение относится к автоматике, а именно к преобразователям не- электрических величин в электрические, и может быть использовано в промьппленности для определения текущих ко ординат перемещения механизмов, например дроссельного клапана-скалки, задающего величину давления в гидравлических прессах.Известно устройство для измерения 10 перемещений, содержащее два автогенератора, первичный преобразователь, состоящий из двух катушек индуктив" ности со стержневым сердечником, под ключенньюс к соответствующему автоге нератору, и блок обработки информации, входами соединенный с соответствующими выходами автогенераторов Г 11.Недостатками этого устройства являются низкая разрешающая способность 20 при измерении малых перемещений объекта и невозможность существенно увеличить величину диапазона перемещений.Наиболее близким по технической 25 сущности к изобретению является устройство для измерения линейного перемещения, содержащее винтовой трансформаторный датчик, стержень статора которого и подвижная катушка ротора 30 намотаны бифилярными обмотками, а для обработки выходного сигнала использу-,1 ется выпрямитель выходного напряжения, компаратор фазы или амплитуда и счетчик экстремальных значений 123,З 5Однако данное устройство также име ет низкую разрешающую способность, которая определяется диаметром провода бифилярной намотки и измерение осуществляется подсчетом количества экстре" 40 мельных точек выходного напряжения (амплитуды или Фазы) на измеряемой длине перемещения, причем в случае случайного сбоя информация не восстанавливается и значение ошибки накал" 45 ливается, В подобном устройстве не решена задача предварительного определения знака (направления) очередно- го возвратно-поступательного микроперемещения.50Цель изобретения - увеличение раз решающей способности и информационной надежности устройства при том же значении диаметра провода, исполь. зуемого при бифилярной намотке. 55Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения линейно- ного перемещения, содержащее винто 62 й.ой трансформаторный датчик с бифилярной обмоткой стержня статора, об мотку ротора, соединяемую с перемещающимся объектом, выпрямитель, подключенный к выходу обмотки, ротора и соединенный с входом компаратора, к выходу которого подключен счетчик экстремальных значений, снабжено возвратно-поступательным механизмом, механически соединенным со стержнем статора, имеющим воэможность перемещения вдоль своей оси, датчиками пра" вого и левого крайних положений стержня статора, статическим триггером, единичный и нулевой входы которого подключены к выходам датчиков правого и левого крайних положений стержня статора соответственно, счетчиком младших разрядов, эталонным генератором, двумя схемами запрета, управляющие входы которых подключены к выходу статического триггера, информационный вход одной из схем запрета подключен к выходу обмотки ротора, а ее выход соединен через выпрямитель и компаратор со счетчиком экстремальных значений, информационный. вход второй схемы запрета соединен с вьпсодом эталонного генератора, а выход - с входом счетчика младших разрядов, схемой ИЛИ, через которую обнуляющий вход счетчика младших разрядов соединен с выходами компаратора и датчика правого крайнего положения, соединенного с обнуляющим входом счетчика экстремальных значений, блоком индикации, к которому подключены выходы обоих счетчиков. Обмотка ротора выполнена в виде многовитковой небифилярной обмотки микропроводом с сумматорным диаметром провода обмотки ротора, равным диаметру провода бифилярной обмотки На фиг. 1 показана структурная схема устройства в исходном крайнемправом положении датчика; на фиг, 2- диаграмма, поясняющая работу устройства.Устройство содержит датчик 1, стержень статора 2, имеющий возможность совершать возвратно-поступательные движения и в крайнем левом положении выходящий на расстояние а- Ь за пределы одной из двух (левой) опор 3, обмотку катушки ротора 4, выполненную в виде одного витка такого же, как обмотка статора, привода, либоделенному алгоритму. 3 1113 в виде многожильной обмотки микропроводом, суммарный диаметр которой равен дйаметру обмотки ставора, а длина пропорциональна количеству витков (жил), перемещающийся объект 5, меха нически связанный с катушкой ротора 4, который может зажимать пространственное положение в любой точке ь-с, датчики левого 6 и правого 7 крайних положений, возвратно-поступательный механизм 8, первую схему 9 запрета, выпрямитель 10, компаратор 11 нуля, счетчик 12 экстремальных значений, схему 13 ИЛИ, счетчик 14 младших разрядов, вторую схему 15 запрета, эталонный генератор 16, блок 17 индикации.Устройство работает следующим образом.Пусть (см. фиг. 1) перемещающийся объект 5 и соответственно катушка 4 находятся в любой точке линейного измерительного промежутка В -с, а равномерно перемещающийся с помощью ,возвратно-поступательного механизма 8 стержень 2 находится в крайнем правом положении, при этом его катушка находится в линейном промежутке си не ймеет индуктивной связи с катушкой 4, причем начало катушки совпадает с точкой "с". Напряжение с выключившегося датчика 7 правого крайнего положения, в качестве которого может быть использован конечный выключатель, поступит непосредственно 35 и через схему 13 ИЛИ на обнуляющие входы счетчиков 12 и 14, а также на единичный вход статического триггера 18, выходной сигнал с которого включит схемы 9 и 15. При осуществлении 40 рабочего измерительного хода стержень статора вместе со своей катушкой начинает движение влево при этом выключается датчик 7, и через некоторое время катушки статора и ротора всту .пают в индуктивное взаимодействие, а выпрямленное высокочастотное напряжение с выпрямителя 10 поступает на компаратор 11. При дальнейшем движении катушки 4 влево (см. фиг. 2) в 59 точках 14, , 1, , 1, компаратор вырабатывает одиночные импульсы, которые поступают на счетный вход счетчика 12 старших разрядов и через схему. 13 ИЛИ на обнуляющий вход но ниусного счетчика 14 младших разрядов. Затем на счетный вход нониусного счетчика через схему запрета пос" 662 4 тупают импульсы с генератора 16.Предположим, что в точке 1закон" чилось измерение целого числа поду- периодов и стержень 2 занял крайнее левое положение, соответствующее точке 1.на фиг, 2 (начало катушки переместилось в точку ь , фиг, 1), Таким образом, счетчик 12 сосчитал це-, лое число полупериодов 01, эквивалентное, например, расстоянию в миллиметрах, если использовался для ка-. тушек обмоточный провод диаметром и с шагом намоткимм, а счетчик 14 за время прохождения катушкой 4 расстояния от 1,.1 до 1сосчитал количество импульсов, эквивалентное определенной доле шага намотки сотым или тысячным долям миллиметра в зависимости от тактовой частоты генератора 16. С выхода счетчиков значение текущего перемещения катушки 4 поступает на блок 17 индикации.При достижении стержнем 2 крайнего левого положения включается датчик 6, который переключает триггер 18, выключающий, в свою очередь, схемы 9 и 15 запрета, поэтому при последующем холостом движении стержня с катушкой слева направо импульсы через схемы запрета не проходят и показания устройства не изменяются. В дальнейшем при возврате стержня " в крайнее правое положение сновасработает датчик 7 и работа устройства повторится. Частота возвратнопоступательных движений определяетсявременем, через которое необходимоснимать с блока 17 индикации показания о пространственном измененииположения объекта 5, поэтому двнжение стержня 2 может быть не тольконепрерывным, но и задаваться по опре" Для увеличения амплитуды выходногосигнала виток обмотки ротора не одножильный, а выполнен в виде обычноймноговитковой (небифилярной) намоткимикропроводом или проводом меньшего диаметра, причем суммарный диаметр провода многовитковой обмотки ратора равен диаметру одножнльного витка провода обмотки ротора и соответственно диаметру провода обмотки статора,Введение в устройство возвратнопоступательного механизма, равномерно фперемещающего стержень статора,1113662 ВНИИПИ Тираж 5 Заказ 6608/3Подписное ивчиус эталонного генератора, счетчика точного отсчета, синхронизация которыхзадается использованием вновь введенных датчиков крайних положений, статического триггера, схем запретаи схемы ИЛИ, отличает описываемоерешение от известных и позволяетувеличить его разрешающую способностьпри решении технической задачи измерения текущего перемещения объекта,поскольку в предлагаемом устройствене требуется определять направление(знак) и величину приращения перемещения. Одновременно повышается информационная надежность устройства за счет исключения накапливания ошибкисчета при случайных сбоях, так какв устройстве происходит измерение"от нуля" н до фактического значения 5 при каждом очередном цикле,Применение данного устройства поз. воляет значительно расширить областьиспользования винтовых трансформаторных преобразователей перемещения сбифилярными обмотками в промышленности при решении задачи определения текущих координат возвратно-поступательного перемещения исполнительного органа станков, прессов и регулирующихустройств. Фющал ППП "Патент", , Ужгород, ул. Проектная, 4