Магнитострикционный преобразователь перемещения в код

/ия ПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ автомаам,фиг. 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССР В 262518, кл, Н 03 М 1/50, 1968.Авторское свидетельство СССР В 1105922, кл. Н 03 М 1/22, 1983. (54) МА 1 НИТОСТРИКЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД (57) Изобретение относится к тике, в частности к устройств преобразующим механические перемещения в цифровой код. Цель изобретения - повышение точности магнитострикционного преобразователя перемещения в код - достигается тем, чтососредоточенная обмотка 3 (возбуждения) размещена посередине магнитострикционного волновода 1 11-образнойформы, на параллельных участках которого размещены распределенные обмотки 4, 5, запитанные через развязывающий элемент, выполненный на дросселе12, постоянным током от источника 11постоянного тока. На концах волновода 1 установлен демпфер 2. Между па 130931раллельными участками золновода 1 размещены жестко соединенные между собой постоянные магниты 6, 7, изменение зазора между каждым из которых и соответствующим участком волновода 1 обеспечивает различные знаки напряженностей магнитного поля подмагничивания и равенство их абсолютных значений. Импульс опроса с генератора 8 опроса поступает в обмотку 3, в намагниченном магнитострикционном волноводе 1 возникает ультразвуковой импульс, который распространяется по 3параллельным участкам волновода 1 доместа нахождения постоянных магнитов6, 7, При прохождении импульса подпостоянными магнитами 6, 7 в каждойиз распределенных обмоток 4, 5 возникает импульс, поступающий на соответствующий усилитель 9, 10 переменного тока. На выходе вычитателя 13формируется импульс удвоенной амплитуды, прекращающий работу преобразователя 14 временного интервала в код,который был запущен импульсом генератора 8 опроса. 2 ил.1Изобретение относится к автоматике, в частности к устройствам, преобразующим механические перемещенияв цифровой код.Цель изобретения - повышение точности магнитострикционного преобразователя перемещения в код,На фиг, 1 изображена схема преобразователя на фиг. 2 - графики распределения напряженности магнитногополя подмагничивания вдоль магнитострикционного волновода.Магнитострикционный преобразователь перемещения в код содержит магнитострикционный волновод 1 Б-образной формы, демпфер 2, сосредоточеннуюобмотку 3 возбуждения, распределенные обмотки 4 и 5 считывания, постоянные магниты 6 и 7, жестко связанные между собой, генератор 8 опроса,управляемые усилители 9 и 10 переменного тока, выполненные с дискретнорегулируемым коэффициентом усиления,источник 11 постоянного тока, развязывающий элемент, выполненный надросселе 12, вычитатель 13, и преобразователь 14 временного интервала вкод.Преобразователь работает следующимобразом.В сосредоточенную обмотку 3 возбуждения подается импульс тока с генератора 8 опроса. Одновременно сигнал генератора 8 опроса подается напервый вход преобразователя 14 временных интервалов в код. Волновод 1находится в магнитонасыщенном состоя 2нии, обеспечиваемом путем подачи тока в распределенные обмотки 4 и 5от источников 11 постоянного тока.Работа волновода 1 в режиме магнитно го насыщения характерна тем, что воздействие ударов и вибраций практически не влияет на точность работы, таккак уменьшается влияние акустическихпомех, Это означает, что в распределенных обмотках 4 и 5 значительноуменьшается ЭДС при воздействии ударов и вибрации на всех участках волновода, где он находится в режимемагнитного насыщения.15ЭДС в распределенных обмотках 4и 5 наводится при некоторых значенияхнапряженности Н магнитного поля подмагничивания, а максимальное значение этой ЭДС устанавливается при некоторых оптимальных значениях напряженности Н, и Н (фиг. 2) подмагничиваний, которые достигаются научастках ,:+1 длиныпараллельныхучастков волновода 1, расположенныхв зонах постоянных магнитов 6 и 7.При этом (фиг. 2), например, напряженность Надмагнитного поля научасткеположительна, а Н, на ЗОучастке +1 отрицательна вследствиераэмагничивающего действия поля постоянных магнитов 6 и 7, что можетбыть реализовано путем задания разных воздушных зазорови 8 междупостоянными магнитами 6 и 7 и волноЗ водам 1, Кроме того, увеличиваетсяточность преобразователя за счетуменьшения температурной нестабильгде 7 - скорость звука в волноводе 1;Е - модуль Юнга материала волновода 1;- плотность материала волновода 1,Ультразвуковая волна, возникающаяв волноводе 1, вследствие прямогомагнитострикционного эффекта, распространяясь по волноводу 1 в обе стороны от обмотки 3, достигает участков+1, находящихся в зоне постоянныхмагнитов 6 и 7, наводит в распределенных обмотках 4 и 5 ЗДС вследствиеобратного магнитострикционного эффекта.Распределение напряженности магнитного поля в каждой из соответствующих половин волновода 1 имеет вид,показанный на фиг2. Вследствие этого выходной сигнал е в распределенной обмотке 4 находится по формуле дРо 8 Ноптд где р - магнитная проницаемость вакуума (1,26 х 10Гн/м);Б - поперечное сечение волново 35да 1;Н - напряженность магнитного пооптля на участке волновода 1;р - относительная магнитная проницаемость материала волновода 1.Выходной сигнал е в распределенной обмотке 5 определяется по формуле с 1 Ие 2 М 8 Н опто 1 г. 45 где Н- напряженность магнитного1поля на участке +1 волновода, причем 1 Н(( Н огас50Сигналы еи е с распределенных обмоток 4 и 5 поступают на входы управляемых усилителей 9 и 10 переменного тока. В момент появления импульсов на выходе генератора 8 опроса усилители 9 и 10 запираются путем уменьшения коэффициентов усиления Ь 1) до уровня, близкого к нулю, воздействием на их управляющие входы. 3 13093 ности вследствие меньшего изменения модуля Юнга Е, а следовательно, и скорости звука Ч в волноводе 1 от температуры, которые связаны следующим отношением 13 4Дроссель 12 служит для исключения шунтирования входов усилителей 9 и 10 источником 11 постоянного тока. С выходов усилителей 9 и 10 сигналы е= 1 чеи е"= Ее поступают на входы вычитателя 13. На выходе вычитателя 13 появляется сигнал е, определяемый при Нопт ( =(-Нопт( по формулео 1 Не = 1 с(е, - е) = -21 суРо 8 Ноот 1с Сгде 1 - коэффициент усиления усилиутелей 9 и 10,С приходом сигнала е с вычитателя 13 на преобразователь 14 временного интервала в код процесс преобразования заканчивается, На выходе последнего устанавливается код, однозначно связанный с перемещением постоянных магнитов 6 и 7.Формула изобретенияМагнитострикционный преобразователь перемещения в код, содержащий магнитострикционный волновод 11-образной формы, концы которого соединены с демпфером, первый постоянный магнит, соединенный с объектом перемещения и размещенный между параллельными участками магнитострикционного волновода Б-образной формы, две распределенные обмотки, размещенные на параллельных участках магнитострикционного волновода 11-образной формы вдоль всей длины перемещения первого постоянного магнита, генератор опроса, первый управляемый усилитель переменного тока, к информационному входу которого подключен первый вывод первой распределенной обмотки, второй вывод которой соединен с общей шиной, управляющий вход первого управляемого усилителя переменного тока соединен с выходом генератора опроса, который соединен с первым входом преобразователя временного интервала в код, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены второй. управляемый усилитель переменного тока, вычитатель, источник постоянного тока, развязывающий элемент, второй постоянный магнит и сосредоточенная обмотка, которая расположена посередине магнитострикционного волновода Б-образной формы,309313 6деленной обмотки соединен с информационным входом второго управляемого усилителя переменного тока, а второй - с общей шиной, которая соединена с вторым выводом сосредоточенной обмотки, выходы первого и второго управляемых усилителей переменно" го тока соединены с входами вычитателя, выход которого соединен с вторым 10 входом преобразователя временногоинтервала в код. ставител Редактор Н. Рогулич Тираж 902 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб д, 4/каэ 1804/5 Ужгород Проектна оизводственно-полиграфическое предпри 5 1 первый вывод сосредоточенной обмотки соединен с выходом генератора опроса, который соединен с управляющим входом второго управляемого усилителя переменного тока, второй постоянный магнит жестко соединен с первым постоянным магнитом, источник постоянного тока подключен через развяэывающий элемент к первым выводам первой и второй распределенных обмоток, первый вывод второй распреБударинанич Корректор А.Обруч