Устройство для измерения линейных перемещений

(51) 4 С 01 В 7/02 ТЕНИЯ НА ЕЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ САНИЕ ИЗ КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Каунасское станкостроительное производственное объединениеим. Ф.Э.Дзержинского(53) 621.317.39:531.717(088.8) (56) Автбрское свидетельство СССР В 1004746, кл. С 01 В 7/02, 1985.Авторское свидетельство СССР 9 1231386, кл. С 01 В 7/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИН НЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных переме щений объектов. С целью повышения точности за счет увеличения разрешающей способности преобразования информационного сигнала в регистрируемые данные о величине перемещения в устройство, содержащее обмотки 1, 2индуктивного датчика 3 с магнитнымсердечником 4, конденсатор 5, резистор 6, обмотки 7, 8 трансформатора 9,генератор 10 переменного напряжения,усилитель 11, фазочувствительный детектор 12, усилитель 19 и шину 18 нулевого потенциала, введены компараторы 13, 16, интегратор 14, КБ-триггер 15, дифференциатор 17, блок 20индикации, источник 21 опорного напряжения, регистр 22, блок 23 задержки, реверсивный счетчик 24, блок 25установки кода, источник 26 опорнойчастоты, Выходной сигнал фазочувствительного детектора 12 преобразуетсяв длительность импульса на выходетриггера 15, в течение которой реверсивным счетчиком 24 подсчитываютсяимпульсы источника 26 опорной частоты, Результат заносится в регистр 22и выводится на блок 20 индикации,1379601 10 15 20 25 30 2 КС(Б х - а)о) Т = 2(с, - со) тр где КС 40 45 Птр 50 55 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений объектов,Цель изобретения - повышение точности эа счет увеличения разрешающей способности преобразования информационного сигнала в регистрируемые данные о величине перемещения,На фиг1 приведена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг.2 временная диаграмма его работы.Устройство содержит обмотки 1 и 2 индуктивного датчика 3, магнитный сердечник 4, конденсатор 5, резистор 6, обмотки 7 и 8 трансформатора 9; генератор 10 переменного напряжения, усилитель 11, фаэочувствительный детектор 12, компаратор 13, интегратор 14, КЯ-триггер 15, компаратор 16,дифференциатор 17, шину 18 нулевого потенциала, усилитель 19, блок 20 индикации, источник 21 опорного напряжения, регистр 22, блок 23 задержки,реверсивный счетчик 24, блок 25 установки кода и источник 26 опорнойчастоты,Выход фаэочувствительного детектора 12 подключен к инверсному входукомпаратора 13, выходом подключенного к Б-входу КЯ-триггера 15, выход которого через дифференциатор 17 подключен к синхровходу регистра 22, выход последнего подключен к входу блока 20 индикации.Устройство работает следующим образом. На обмотки 1 и 2 индуктивного датчика 3 подается переменное напряжение питания с обмотки 8 выходноготрансформатора 9 от генереатора 10переменного напряжения. Так как обмотка 8 и обмотки 1 и 2 датчика обраэуют мост, при перемещении сердечника 4 на входе усилителя 11 появляется сигнал, амплитуда которого прямо пропорциональна величине перемещений, Усиленный в усилителе 11 сигнал подается на нход фазочувствительного детектора 12, на другой вход которогочерез усилитель 19 подается опорный сигнал с фаэосдвигающей цепочки, состоящей из конденсатора 5 и резистора 6, подключенной параллельно обмотке8 трансформатора 9. При помощи фазосдвигающей цепочки компенсируются фаэовые сдниги переменного сигнала,возникающие н обмотках 1 и 2 и в тракте усиления усилителя. 11. При перемещении магнитного сердечника 4 в одну или другую сторону от среднего положения на выходе детектора 12 появляется сигнал соответственно положительной или отрицательной полярности, который подается на инверсный вход компаратора 13. При появлении, например, в момент времени с на выходеоКЯ-триггера 15 отрицательного сигнала -Б напряжение на выходе интегратора 14 начинает строго линейно возрастать, При достижении в момент времени с, сигнала Ухподаваемого на инвертирующий вход компаратора 13, он переключается скачкообразно, переключая тем самым триггер 15 в противоположное состояние. Положительный сигнал поступает на вход интегратора 14, на выходе которого напряжение начинает уменьшаться. При достижении в момент времени сзначения отрицательного опорного напряжения Б, подаваемого с источника 2 1 опорного напряжения на прямой вход компаратора 16, его выходное напряжение скачкообразно изменяется, переключая тем самым триггер 15 в противоположное состояние, На вход интегратора 14 вновь поступает отрицательное напряжение, и цикл повторяется. Таким образом в процессе измерения на выходе триггера 15 формируется прямоугольный импульс, длительность Т которого постоянная времени интегратора 14;отрицательное опорное напряжение;амплитуда измерительного сигнала;амплитуда выходного напряжения триггера 15,Как видно из формулы, длительность периода Т выходного импульсного сигнала КБ-триггера 15 линейно зависит от амплитуды измерительного сигнала Ц, Импульсный сигнал с выхода триггера 15 дифференцируется в блоке 17, короткие импульсы с выхода которого поступают на синхровход регистра 22 и через блок 23 задержки к входу начальной установки реверсивного счетчика 24 (фиг, 2). Время задержки блока 23 значительно меньше периодаэталонного сигнала источника 26 опорной частоты. Последний вырабатываетсигнал с периодом, много раэ меньшимпериода пвеобразования Т, и подаетего на вычитающий вход реверсивногосчетчика 24. Длительность периодаэталонного сигнала подбирается в зависимости от заданной точности иэмерения. При начальной установке реверсивного счетчика 24 в него записывается количество импульсов, соответствующее среднему значению Т, периода преобразования при среднем положении магнитного сердечника 4 датчика 3. В процессе измерения при каждом переключении триггера 15 как положительные, так и отрицательные импульсы фронтов сигнала записывают в регистр 22 результат измерения в видезначения содержания реверсивногосчетчика 24, который получается привычитании количества импульсов, поступающих с источника 26. При этом в 20 зависимости от знака измерения значе ние содержания счетчика вначале уменьшается до нуля (при достижении среднего положения сердечника 4), послечего начинает увеличиваться с противоположным знаком. Результат измерения регистрируется в блоке 20 индикации. 30 Формула изобретения 35 Устройство для измерения линейных перемещений, содержащее индуктивный датчик с двумя обмотками, конденса" тор, резистор, трансформатор с двумя ряжения, два усилителя, фазочувствительный детектор и шину нулевого потенциала, начало первой и конец второй обмоток индуктивного датчика объединены и через первый усилитель подключены к первому входу фазочувствительного детектора, начало втообмотками, генератор переменного нап рой обмотки индуктивного датчика через последовательно соединенные резистор и конденсатор подключено кконцу первой обмотки индуктивного датчика и началу первой обмотки трансформатора, конец и средний вывод которой подключены соответственно к началу второй обмотки индуктивного датчика и шине нулевого потенциала, соединенные выводы резистора и конденсатора через второй усилитель подключены к второму входу фазочувствительного детектора, выходы генератора переменного напряжения подключены к выводам второй обмотки трансформатора,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности, в неговведены два компаратора, интегратор,КЯ-триггер, источник опорного напряжения, дифференциатор, блок задержки, источник опорной частоты, реверсивный счетчик, блок установки кода,регистр и блок индикации, выход фаэочувствительного детектора подкл:оченк инверсному входу первого компаратора, выход которого подключен к Явходу КЯ-триггера, выход которогоподключен к входам дифференциатораи интегратора, выход которого подключен к прямому вхбду первого компаратора и инверсному входу второго компаратора, выход которого подключенк К "входу КЯ-триггера, выход источника опорного напряжения подключен кпрямому входу второго компаратора,выход дифференциатора подключен ксинхровходу регистра и через блок задержки к входу разрешения предустановки реверсивного счетчика, выходкоторого подключен к входу данных регистра, выход которого подключен квходу блока индикации, выходы источника опорной частоты блока установкикода подключены соответственно к вычитающему входу и входу предустановкиреверсивного счетчика,1379601 й г Ьью РЛ оставитель В.Подолянехред М,Дидык Корректор С,Шекм едактор О.Юрковецка Заказ 969/4 афическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 оизвопственно-пол Тираж 680 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РПодписноекомитета СССРи открытийушская наб., д. 4/5