Магнитострикционный преобразователь перемещения в код

(51)4 Н 03 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ чегдуфор 1 ил ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1016810, кл, Н 03 М 1/50, 1982.Авторское свидетельство СССРИ 98205 О, кл. Н 03 М 1/50, 1981,(54) МАГНИТОСТРИКЦИОННЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД(57) Изобретение относится к системам контроля и преобразования перемещений в электрический сигнал, аименно к устройствам для циклического преобразования углового и линейного перемещения в код. Целью изобретения является повышение точностимагнитострикционного преобразователя перемещения в код. Для этого в магнитострикционный преобразователь перемещения в код., содержащий звуко- провод 1 из магнитострикционного материала, входной 6 и выходной 3 электроакустические преобразователи, усилители записи 7 и считывания 5, счетчик циклов, счетчик иЫтульсов, триггер 14, элемент ИЛИ 11, три элемента И 8, 9, 15, инвертор 13, дешифратор 12, генератор 16 импульсов, введены второй элемент ИЛИ 19, генератор 20 одиночного импульса, элемент 18 задержки. Поставленная цель достигается за счет того, что в преобразователе интервал времени между импульсами в звуководе зависит от величины перемещения объекта, за счето сокращается "мертвое" время межинтервалами, в течение которых мируются стробирующие импульсы.е1 3 дА Ч у где Е - длина звукопровода междуэлектроакустическими преобразователями 3 и 6;Ч - скорость распространенияультразвуковых импульсов 15в звукопроводе 1.Если скорость перемещения объекта больше нуля, эа времяд рабочая длина звукопровода между электроакустическими преобразователями 20 3 и 6 изменится на величину ЧгЭи пер Зсц т3 Ь ЗОР т 7 36 А ф 1 З 09 ЗИзобретение относится к системамконтроля и преобразрвания перемещений в электрический сигнал, а именнок устройствам для циклического преобразования углового и линейного пе 5ремещения в код.Цель изобретения - повышение точности преобразователя.На чертеже приведена функциональная схема преобразователя.Магнитострикционный преобразователь перемещения в код содержит звукопровод 1, глушитель 2, выходнойэлектроакустический преобразователь3, связанный с валом 4, усилитель 5считЬвания, входной электроакустический преобразователь 6, усилитель 7записи, элементы И 8 и 9, счетчик10 циклов, элемент ИЛИ 11, дешифратор 12, инвертор 13, триггер 14,элемент И 15, генератор 16 импульсов,счетчик 17 импульсов, элемент 18 задержки, элемент ИЛИ 19, генератор20 одиночного импульса.Преобразователь работает следующим 25образом.При поступлении одиночного импульса с генератора 20 одиночного импульса через элемент ИЛИ 19 счетчик 10циклов и счетчик 17 импульсов устанавливаются в нулевое состояние.Старт-импульс, отмечающий началовременного интервала, поступает навход триггера 14 и устанавливает его.в такое состояние, чтобы сигнал сего выхода был разрешающим для элемента И 15. После этого через элемент И 15 на счетчик 17 начинают поступать импульсы от генератора 16,имеющего высокую стабильность частоты. 1(роме этого, старт-импульс с выхода элемента ИЛИ 19 поступает черезэлемент ИЛИ 11 на вход усилителя 7записи, а затем на обмотку входногоэлектроакустического нреобразователя 6. Под действием этого усиленного импульса в звукопроводе 1 в зоне его прямого преобразования вследствие прямого эффекта магнитострикции возникает импульс механическогонапряжения. Этот импульс распростра"няется по звукопроводу 1, поступаетв зону обратного преобразования выходного преобразователя 3, где онвследствие обратного эффекта магнитострикции преобразуется в электрический сигнал, который затем усиливается и формируется в импульс усилителем 5 считывания. Этот импульс 12 2задерживается по отношению к старт- импульсу при нулевой скорости перемещения измеряемого объекта и при минимальной рабочей температуре на время ЙЕЗ = ьмд ЧпоР 1что вызывает приращение времени задержки на величину где Ч - средняя скорость перемещения измеряемого объекта.Изменение окружающей температуры на йТф относительно минимальной рабочей температуры вызывает дополнительное изменение времени задержки на величину где- температурный коэффициентзадержки.Таким образом, на выходе усилителя 5 считывания появляется первый импульс, который задерживается по отношению к старт-импульсу с учетом влияния скорости перемещения объекта и изменения окружающей температуры на время+ й г. + ЬСи "задг За. пер -"щ.т Этот импульс поступает на вход счетчика 10 циклов, а также на один из входов элементов И 8 и 9.Если на второй вход элемента И 9 поступает запрещающий потенциал с выхода инвертора 13, на вход которого поступает потенциал с (п)-го выхода дешифратора 12, на выходе элемента И 9 отсутствует импульс, В3 13093 то же время на второй вход элемента И 8 поступает разрешающий потенциал с (и)-го выхода дешифратора 12 и поэтому импульс, снимаемый с усилителя 5 считывания, проходит через элемент И 8 и элемент ИЛИ 11, поступает на усилитель 7 записи, совершив циркуляцию по приведениой цепи, вновь появляется на выходе усилителя 5 считывания через время г. относительино старт-импульса, являясь вторым в частотной последовательности, где си = 2 и + " аа. пер 15Этот второй импульс, вновь совершив циркуляцию по приведенной цепи, появляется на выходе усилителя 5 считывания через время с относительИно старт-импульса 20 и 3 и 2"за,пер и т,д,На выходе усилителя 5 считывания 25формируется последовательность импульсов с нарастающим периодом повторения, где каждый последующий период между импульсами превышает предыдущий на величину дсза пер . Эти 30импульсы подсчитываются счетчиком 10циклов, причем (и)-й импульс этойпоследовательности проходит черезэлемент И 8 и далее по цепи циркуляции и, кроме этого, поступая на входсчетчика 10, вызывает появление на(и)-м выходе дешифратора 12 запрещающий потенциал для элемента И 8,а на выходе инвертора 13 появляетсяразрешающий потенциал для элемента 40И 9, После этого цепь циркуляции импульсов разрывается, и очереднойи-й импульс (стоп-импульс), появляющийся на выходе усилителя 5 считывания, проходит только через элемент 4И 9 на вход триггера 14, устанавливая его в состояние, при котором элемент И 15 закрывается, и прекращаетсяпоступление импульсов с генератора16 на вход счетчика 17. 50Таким образом, в каждом цикле,задаваемом старт-импульсом с выходаэлемента ИЛИ 19, происходит преобра-зование перемещения в частоту, которая преобразуется в интервал заданной длительности, равный времени между старт-импульсом и стоп-импульсом"й 12 4Отсюда следует, что полученный интервал времени С , соответствующий измеряемому перемещению в момент действия старт-импульса в каждом цикле, состоит из действительного значе- ния 2 п - 1ЬСц = и("зад,пер+-"3 ад.т) обусловленного погрешностью из-за влияния скорости перемещения объекта и изменения окружающей температуры.Для устранения влияния погрешностина число импульсов, подсчитанных в счетчике 17 импульсов, необходимо, чтобы где Т - период повторения импульсовгенератора 16,Счетчик 17 импульсов преобразует интервал времени Си в число импульсов, в котором зафиксировано число Помимо этого, стоп-импульс, появляющийся на выходе элемента И 9, проходит через элемент 18 задержки и поступает на вход элемента ИЛИ 19. Время задержки элемента 18 задержки должно быть не меньше длительности стоп-импульса. На выходе элемента ИЛИ 19 появляется следующий старт- импульс, который устанавливает в нулевое состояние счетчики 10 и 18 и весь процесс преобразования перемещения в код снова повторяется и т,д. 1 Формула изобретения Магнит острикци онный пр еобр азова" тель перемещения в код, содержащий звукопровод из магнитострикционного материала, концы которого зажаты в глушителе, входной неподвижный и выходной, связанный с перемещающимся объектом, электроакустические преобразователи, подключенные соответственно к выходу усилителя записи и к входу усилителя считывания, выход которого соединен с первымн входами первого и второго элементов И и соСоставитель Е.БударинаТехред М.Ходанич Корректор А,Обручар Редактор Н.Рогулич Заказ 1804/56 Тираж 902 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 13093 счетным входом счетчика циклов, выход первого элемента И соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу усилителя записи, выход счетчика цик лов соединен с входом дешифратора, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и через инвертор - с вторым входом второго элемента И, выход которого подключен я к первому входу триггера, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, к второму входу которого подключен генератор импульсов, выход третьего элемента И соединен со 5 счетным входом счетчика импульсов, 1 12 6установочный вход счетчика импульсовсоединен с установочным входом счетчиков циклов и вторым входом первогоэлемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностипреобразователя, в него введены второй элемент ИЛИ, генератор одиночно"го импульса и элемент задержки, выходвторого элемента И соединен черезэлемент задержки с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу генератораодиночного импульса, выход второгоэлемента ИЛИ соединен с установочнымвходом счетчика импульсов и с вторымвходом триггера.