Измеритель линейных перемещений

сОюз сОаетснихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 114 С 01 В 7/ т .о / ат ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТап+ Ый КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРМ 834388, кл. С 01 В 7/00, 1979.Авторское свидетельство СССРУ 1116299; кл. С 01 В 7/00, 1983.(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в различных областях машино- иприборостроения для измерения линейных перемещений. Целью изобретенияявляется повышение точности измерений за счет подавления помех навходе измерителя и .расширение функциональных возможностей путем обеспечения измерений перемещений повторой координате. Появляющееся навыходе компаратора напряжение при,включении питания подается на вход:потенциометрического датчика, сигнална выходе которого отфильтровывается с помощью фильтра высоких частот,образованного опорным сопротивлением и емкостной связью датчика. Сигнал датчика усиливается усилителем, В моменты срабатывания компаратора первый формирователь управляющих импульсов вырабатывает короткие импульсы, управляющие работой первого блока выборки-хранения. Напряжение с указанного блока интегрируется вторым интегратором и подается на один из входов суммирующего усилителя, на другой вход которого подается напряжение с усилителя. Сигнал на выходе суммирующего усилителя не зависит от емкости связи. Напряжение с выхода первого блока выборки-храЮ нения подается на вход компаратора, на выходе которого возникают релаксаЛионные колебания, частота которых С пропорциональна перемещению движка потенциометрического датчика. Ин формацию о перемещении движка датчика в поперечном направлении несет напряжение с выхода блока вычисления отношения напряжений, на входы которого поступают напряжения с второго и третьего блоков выборки-хранения, управляемых сигналами соответственно второго и третьего формирователей управляющих импульсов. 1 ил.1262270 15Устройство содержит потенциометрический датчик 1, состоящий из потенциометра с двумя неподвижными электродами и одним подвижным изолированным электродом, усилитель 2, первый блок 3 выборки-хранения, второй блок 4 выборки-хранения, третий блок 5 выборки-хранения, суммирующий усилитель 6, блок 7 вычисления отношения напряжений, первый интегратор 8, второй интегратор 9, компаратор 10, первый-третий формирователи 11-13,управляющих импульсов. Выход компаратора 10 соединен с неподвижным электродом потенциометрического датчика 1 через интегратор 8 со своим вторым входом и,со входами формирователей 11-13 управляющих импульсов, выходы которых соединены с управляющими входами соответственно первого блока 3 выборки-хранения, второго 4 и третьего 5 блоков выборки-хранения. Второй неподвижный электрод потенциометрического датчика 1 соединен со входом усилителя 2 и опорным сопротивлением 14, подключенным между входом усилителя 2 и общей шиной. Выход усилителя 2 соединен со входами второго 4 и третьего 5 блоков выборки-хранения, со входом суммирующего усилителя 6, выход которого через блок 3 выборкихранения и второй интегратор 9 сое-, динен со своим вторым входом, выход1первого блока 3 выборки-хранениясоединен с первым входом компаратора 10, второго блока 4 - с первым,третьего блэка 5 - со вторыми входами блока 7 вычисления отношения напряжений. Второй неподвижный электрод потенциометрического датчика 1соединен с общей шиной.Устройство работает следующим образом.(3) Первый формирователь 11 управляющих импульсов вырабатывает короткиеимпульсы в моменты срабатывания компаратора 10. Эти импульсы управляютработой первого блока 3 выборкихранения, на выходе которого придлительности управляющего импульса1кнапряжение будет описываться выражением45 Вк(4) Это напряжение подается на вход 50 второго интегратора 9, постояннаявремени которого выбирается из усло- вия при этом55"к к х -Ьс 1О . - 4-Р о Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в различных областях машино- и приборостроения для измерения линейных перемещений.Целью изобретения является повышение точности измерений за счет подавления помех на входе измерителя и расширение функциональных возможностей путем обеспечения измерений перемещений по второй координате.4 На чертеже изображена блок-схемаустройства,При включении питания на выходекомпаратора появляется напряжение,например положительное. Это напряжение подается на вход потенциометрического датчика 1, на выходе которого (на подвижном электроде) напряжение описывается выра- жением"к "хЦд. э (2)о где к, - сопротивление датчикасопротивление, пропорциональное перемещению,напряжение помехи.Опорное сопротивление 10 и емкость связи С образуют фильтрверхних частот с частотой среза,равной г оп6 .ИТак, при 00= 10 Ом и С = 10 Ф, =оп х= 10 с. Поэтому низкочастотные помехи на выходе фильтра подавляются, При этом подавление помехи с частотой 50 Гц до 65 Дб, т.е. в дальнейшем при расчетах ее влияния можно не учитывать. Напряжение на выходе усилителя 2 описывается выражением270 4кий импульс в момент положительного перепада напряжений на выходе комларатора 10. Этот чмпульс управляет работой второго блока 4 выборки- хранения, напряжение на выходе которого при длительности управляющего импульса 1, сс, описывается выра- жениемпри= 1С не зависит от емкости связи. Таким образом, наличие 10 второго. интегратора 9 позволяет повысить точность измерения, значительно снижая погрешность от конеч- ной длительности управляющего импульса р 5Напряжение с выхода первого блока 3 выборки-хранения подается на первый вход компаратора 10, на другой вход которого подается напряжение с выхода первого интегратора 8. В момент 20 равенства напряжений на его входах(8) оО0,=х р. .,С (б 01хНкапропорционально изменению емкости С . Измеритель линейных перемещений, содержащий усилитель, компаратор, первый интегратор, вход которого подключен к выходу компаратора, потенциометрнческий датчик, один из двух неподвижных электродов которого подключен к выходу компаратора, изолированный подвижный электрод подключен к входу усилителя, суммирующий усилитель, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью ловышения точности и расширения функцногде ь - постоянная времени первогоинтегратора 8, компаратор 10 срабатывает и его выходное напряжение сменяет полярность, а весь процессповторяется аналогично. Возникаютрелаксационные колебания, частотакоторых равна35Изменение емкости связи С несет информацию о перемещениях в направлении, перпендикулярном перемещению пропорционального изменению сопротивления к. В датчике цилиндрической формы с подвижным изолированным электродом типа токопроводящее кольцо по изменению С можно судить о смешении относительно оси или от-. клонении траектории движения от 45 прямолинейностиТо же самое возможно и при использовании датчиков с плоскими резистивными элементами и подвижными электродами типа тока- проводящих пластин. 56Для определения значения С используются второй и третий формирователи 12 и 13 управляющих импульсов, второй и третий:блоки 4 и.5 выборки- хранения и блок 7 вычисления отно щения напряжений.Второй форгчрователь 12 уйравляющих импульсов вырабатывает. коротТретий формирователь 13 управляющих импульсов вырабатывает короткий импульс, отстоящий от импульса второго формирователя 12 на промежуток времени 1, , который определяется из условия где т- максимальная выходная частота преобразователя.Этот импульс управляет работой третьего блока 5 выборки хранения, напряжение на выходе которого при длительности управляющего импульсасс т описывается выражением Напряжение с выходов второго 4и третьего 5 блоков выборки-храненияподаются на входы блока 7 вычисленияотношения напряжений.Напряжение на выходе этого блока Формула изобретениявходом суммирующего усилителя, выход компаратора соединен с входами первого, второго и третьего формирователей управляющих импульсов, выходы которых соединены соответственно с управляющими входами первого, второго и третьего блоков выборки- хранения, выходы второго и третьего блоков выборки-хранения соединены с первым и вторым входами блока вычисления отношения напряжений, другой неподвижный электрод потенциометрического датчика соединен с общей шиной, а выход первого интегратора соединен с вторым входом компаратора. Петраковскийвич СоставительТехред И.По ктор П.Коссей/35 Тираж 670ИИПИ Государственного компо делам изобретений и035, Москва, Ж, Раушс Зак исно Подптета СССРткрытийая наб., д. 4 5 Производственно-полиграфическое предпри 5 12 б 22нальных возможностей, он снабженопорным сопротивлением, подключенныммежду входом усилителя и общей шиной,тремя блоками выборки-хранения,вторым интегратором, блоком вычисления отношения напряжений, тремяформирователями управляющих импульсов, выход усилителя соединен с входами второго и третьего блоков выборки"хранения и с первым входом 1 Осуммирующего усилителя, выход последнего соединен с входом первого бло-ка выборки-хранения, выход которогосоединен с первым входом компаратораи через второй интегратор с вторым 15 рректор М.Максимишине г Ужгород, ул, Проектная,