Измеритель линейных перемещений

ОЮЭ СОВЕТСКИХ ЦИАЛИСТИЧЕСНИХ СПУБЛИН 82 8014(21) (22) (46) (71) 4254119/ 13.04.87 23.11.88 Пензенск тО. Г. Зв Мартяши 621.317. 43ехнич е скин Бюл ий полстит (72) А И (53) нов, и В Х, Зябиров И. Чернецов 717(088.8) 39;5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВ(56) Автррское свидетельство СССР У 834388, кл. 6 01 В 7/00, 1979.Авторское свидетельство СССР Р 1262270, кл. 6 О 1 В 7/00, 1986.(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений. С целью повышения быстродействия в преобразователь, содержащий потенциометрический датчик 1, усилитель 2, блок 3 выборки-хранения, суммирующий уси- .литель 4, аналоговый делитель 5, интегратор 6, блоки 7 и 8 выборки-хранения, интегратор 9, компаратор 1 О,одновибраторы 11-13, резистор 6, шину 17 нулевого потенциала, введеныключи 14 и 15, а одновибратор 13 выполнен с прямым и инверсным выходами.Введение ключей 14 и 15 позволяетограничить время переходного процессана емкости связи потенциометрическогодатчика, не снижая точности измеренияи функциональных возможностей измерительного преобразователя, Ключи 14 и15 работают так, что в определенныемоменты времени один замь 1 кает емкостьсвязи датчика на шину 17 нулевого потенциала, другой в это же время отключает датчик от источника питания.30 При этом ключ 2 подсоединяет выход датчика 1 на землю, разряжая емкость связи датчика 1. Через время д ( - открывается ключ 1 где Т -Т 354Упериод релаксационных колебаний схемы (ключ 2 при этом закрывается) и напряжение У подается на вход потен циометрического датчика 1, на выходе 40 которого (на подвижном электроде) напряжение огписьвается выражением БкК ь 1 оп с- е о 45 Время д 1 необходимо для разряда емкости связи датчика, чтобы переходный процесс в цепи начинался каждый раз при нулевых начальных условиях. Одновременно первый одновибратор 11 вырабатьвает короткие импульсы через время ДТ после срабатывания компаратора 10. Эти импульсы управляют работой первого блока 3 выборкихранения, на выходе которого при длительности управляющих импульсов 1К,С напряжение описьвается выра- жением Изобретение относится к измерительной технике и может быть использованодля измерения перемещений.Пель изобретения - поцышение быст 5родействия,На фиг. 1 приведена блок-схемаизмерителя; на фиг. 2 - временная ди-аграмма его работы.Измеритель содержит патенциометрический датчик 1, усилитель 2, блок 3выборки-хранения, суммирующий усилитель 4, аналоговый делитель 5, интегратор б, блоки 7 и 8 выборки-храненияинтегратор 9, компаратор 10, одновибраторы 11 - 13, ключи 14 и 15, резистор 16 и шину 17 нулевого потенциала.Выход усилителя 2 подключен к первым входам суммирующего усилителя 4, 20и блоков 7 и 8 выборки-хранения,выходы которых подключены к входаманалогового делителя 5,Измеритель работает следующим образом.25При включении питания на выходекомпаратора 10 появляется напряжение,например положительное КоЭто напряжение подается на входинтегратора 6, постоянная времени ко-,торого выбирается из условия"ь КолЭто требование не строгое и выполняется один раз при настройке схемы. При этом на интервале времени Т/2 Д ; Т/2На выходе суммирующего усилителя4 напряжение У равноБК х4ои при 0 ь" К С не зависит от емкости связи,Таким образом, наличие интегратора 6 позволяет повысить точность измере- ния, значительно снижая погрешность от конечной длительности управляющего импульса.Напряжение с выхода блока 7 выборки-хранения подается на первый вход компаратора 10, на другой вход которого подается йапряжение с выхода интегратора 9, В момент равенства напряжений на его входахКхБк с л где- постоянная времени первого,9интегратора 9, компаратор 10 срабатывает и его выходное напряжение сменяет полярность, а весь процесс повторяется аналогично, возникают релаксационные колебания, частота которых равнаКх4 КИзменение емкости связи С несет ининформацию о перемещениях в направлении, перпендикулярном перемещению, пропорциональному изменению сопротивления К,. В датчике цилиндрической формы с подвижным изолированным элект родом типа токопроводящего кольца по изменению С можно судить о смещениияк х8Одновибратор 13 управляющих импуль-,3 сов вырабатывает короткий импульс, отстоящий от импульса второго одновибратора 12 на промежуток времени Со, который определяется из условия"о1мскс 30 где с с - максимальная выходнаячастота преобразователя.Этот импульс управляет работойблока 3 выборки-хранения, напряжениена выходе которого при длительностиУправляющего импульса й (с КСописью ается выражением 35 як В хо 1 оп"З= р ео 40 Напряжение с выходов блоков 3 и 8выборки-хранения подаются на входыаналогового делителя 5,Напряжение на выходе этого блока45х о / "опс7кк= КеБо 50 где К - коэффициент преобразования блока вычисления отношения напряжений; относительно оси или отклонении траек торин движения от прямолинейности. .То же самое возможно и при использовании датчиков с плоскими резистивны 5 ми элементами и подвижными. электродами типа токопроводящих пластин.Для определения значения С используются одновибраторы 11 и 12, блоки 3 и 8 выборки-.хранения и аналоговый 10 делитель 5. Одновибратор 11 вырабатывает импульсы, управляющие работой блока 8 выборки-хранения,Напряжение на его входе описывается выражением 15 пропорционально изменениюемкости С.Формула изобретенияИзмеритель линейных перемещений, содержащий потенциометрический датчик, усилитель, три блока выборки- хранения, суммирующий усилитель, три одновибратора, аналоговый делитель, два интегратора, компаратор, резистор и шину нулевого потенциала, первый неподвижный электрод потенциометрического датчика подключен к шине нулевого потенциала, которая через резистор подключена к подвижному электроду потенциометрического датчика и входу усилителя, выход которого под ключен к первым входам суммирующего усилителя и первого и второго блоков выборки-хранения, выходы которых подключены к входам аналогового делителя, выход суммирующего усилителя подключен к первому входу третьего блока выборки-хранения, выход которого подключен к первому входу компаратора и через первый интегратор подключен к второму входу суммирующего усилителя, выход компаратора подключен к входам первого, второго и третьего одновибраторов и через второй интегратор к второму входу компаратора, выходы первого и второго одновибраторов подключены к вторым входам соответственно первого и второго блоков выборки-хранения, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены два ключа, а третий одновибратор выполнен с прямым и инверсным выходами, которые подключены к управляющим входам соответственно второго и первого ключей, выходы которых подключены соответственно к второму неподвижному электроду потенциометрического датчика и шине нулевого потенциала, входы первого и второго ключей подключены соответственно к подвижному электроду потенциометрического датчика и выходу компаратора, выход первого одновибратора подключен к второму входу третьего блока выборки-хранения.остав ехредКоз ори Че ед Заказ 6065 одписное тета ССС ткрытиинаб., д, 4 роизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. П 8 Тираж 68 В 11 ИИПИ Государст по делам изоб 13035, Москва, Ж