Преобразователь перемещений

(5)4 С 01 В 7/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(53) 62.317,39:531.71(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР В 1239513, кл. С 01 В 7/00, 1984,Авторское свидетельство СССР Ф 1146540, кл. С 01 В 7/00, 1983. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений. С целью повышения точности путем снижения чувствительности к из-. менениям амплитуды и частоты питающего напряжения в преобразователь,содержащий магнитопроводный якорьрабочие обмотки 2,3, резисторы 4,5,источник 10 переменного напряжения,блок 11 выборки-хранения, одновибратор 13, шину 16 нулевого потенциала, введены компенсационные обмот"ки 6,7, резисторы 8,9, блок 12 выборки-хранения, компаратор 14 и блокделения, Величина сигнала на выходеблока 15 деления, пропорциональнаякоординате якоря на оси перемещений,не зависит от колебаний амплитуды иизменений частоты питающего напряжения, которые в равной степени влияют на уровни сигналов, снимаемыхс первого и второго выводов диагонали измерительного моста, образованного обмотками 2,3,6,7 и резисторами 4,5,8,9. 2 ил.агс- период; целое число ил н моменты С 1, обр я составляющей также падения ре 4 П= 1 К тственно,нуль значе+ + К) Соо щаются О ч ( напряж 1 чения н2). эис ра- от(ф Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений.Цель изобретения - повышениеточности за счет снижения чувствительности к изменениям частоты и амплитуды питающего напряжения,На фиг. 1 приведена блок-схемапреобразователя на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов, характеризующие его работы.Преобразователь перемещений содержит магнитопроводный якорь 1, рабочие обмотки 2 и 3, резисторы 4 и 5,компенсационные обмотки 6 и 7, резисторы 8 и 9, источник 10 переменногонапряжения, блоки 11 и 12 выборкихранения, одновибратор 13, компаратор 14, блок 15 деления и шину 6нулевого потенциала,Рабочие обмотки 2 и 3, компенсационные обмотки 6 и 7 и резисторы 4,5,8 и 9 образуют мостовую схему, вдиагональ которой включен источник 10переменного напряжения, рабочая обмотка 2 и компенсационная обмотка 6подключены к информационным входамсоответственно блоков 11 и 12 выборки-хранения, выходы которых подключены к входам блока 15 деления,Преобразователь работает следующим образом. На диагональ питания а - Ь посту. пает выходное напряжение источника10, питающее мост переменного тока: П . 11Ч епМе, где Ч- амплиту"ю аЭ пда," Ф - круговая частота; й - время В диапазоне преобразования эависимос ти индуктивностей Ьи Ьсоответственно рабочих обмоток от перемеще, ний якоря 1 вдоль оси Х контролируемых перемещений имеют линейный хара 1+ Ь1(Х+ Ч) + Ь э - -1+ Ь= -1(Х + ЧС) + Ь- начальное положение якоря 1, относительно которого отсчитывается его геремещение со скоростью Ч; - коэффициент пропорциональности, определяемый параметрами дифференциального индуктивного датчика; индуктивность любой из бочих обмоток 2 и 3, со ветствующая нейтральномуположению якоря 1, при котором Х О.Входные сопротивления информационных входов блоков 11 и 12 выборкихранения намного превышают выходныесопротивления моста переменного токана участках ветвей с - Ь и д - Ь, ккоторым подключены указанные информационные входы, а выходное сопротивление обоих входов компаратора 11значительно больше величины активно"го сопротивления К каждого из резисторов 4,5,8 и 9. Поэтому, подключение входных цепей блоков 11 и 12 выборки-хранения к выводам измерительной диагонали, а также подключениевходов компаратора 14 к выводам ре эистора 4 практически не оказываютвлияния на распределение токов и напряжений в схеме моста переменноготока.Разность фаэ напряжения и тока 25 для сопротивления, имеющего индуктивно-активный характер, положительна и не превышает значения и/2. Поэтому ток, протекающий по ветвиа - с - Ь, может быть представлен ввиде функции1 зхп(со е - у),где 1, - амплитуда тока 1(с); О с сс я /2 - разность фаз напряжения 1 аи тока д(й). В диапазоне преобразования суммарная индуктивность рабочих обмоток 2 и 3 постоянна и равнаЬ+ Ь = 2 Ь . Следовательно, неизменными являются также14 л 117 5з 4Одновибратор 13, запускаемый по нате Х якоря 1 и не зависящий от сковоздействию на его вход положитель-рости движения контролируемого объекных фронтов выходных импульсов Бм та, координаты К, Копределяютсякомпаратора 1 ц (фиг. 2) вырабатыва- внутренними параметрами дифференци Ф5ет короткие импульсы 11,д; поступаю- ального датчика и блока 15 делениящие на управляющий вход блока 11 вы- и от колебаний амплитуды и частотыборки-хранения, выходной сигнал Б питающего напряжения практически некоторого представляет собой напряже- зависят,ние Пде, дискретизуемое в моменты- 13 сб.Поскольку составляющая Б в мочПреобразователь перемещений, соменты " а следовательно и при1(Ф держащий источник переменного напряГ + 0 51 Т становится равной 15 жения, две рабочие обмотки, первыйвнулю, то и само напряжение Б= и второй резисторы, одновибратор,= Бщ (11,) = ц (Г) = со 1(1+ Ь) первый блок выборки-хранения, шинуне зависит от скорости движения яко- нулевого потенциала и магнитопроводря 1 и пропорционально лишь коорди- ный якорь, Размещенный в магнитномнате Х якоря 1, отсчитываемой по оси 20 поле рабочих обмоток, первый выводконтролируемых перемещений, источника переменного напряженияИндуктивность .каждой иэ компенса- подключен к началу первой рабочейционных обмоток 6 и 7 и активное со- обмотки, второй вывод источника пепротивление каждого из резисторов ременного напряжения подключен к ши 8 и 9 подобраны равными соответствен не нулевого потенциала и первому выно величинам Ьо и К так, что с уче- воду первого резистора, начало втотом указанного равенства величин ак- рой рабочей обмотки подключено к интивных сопротивлений обмоток 2,3,6 формационномувходу первого блокаи 7 можно сделать вывод о том, что выборки-хранения, к управляющемув ветвях а - й - Ь и а - с - Ь про- З 0 входу которого подключен выход однотекают равные между собой токи. вибратора, о т л и ч а ю щ ии й с яПолностью аналогично описанному тем, что, с целью повышения точности,для электрических процессов в вет- в него введены две компенсационныеви а - с " Ь в моменты времени= обмотки, третий и четвертый резисто"С,( + 0,5 КТ составляющая 11 напря- ры, второй блок выборки"хранения,жения Б с, обращается в нуль, посколь компаратор и делитель, первый выходку токветви а - с - Ь в моменты источника переменного напряжения че 0 принимает нулевое значение и, кро- рез последовательно включенные первую6 1ме того, токи в ветвях а - с " Ь и компенсационную обмотку, рт етийа - й - Ъ одинаковы. 40, резистор, вторую компенсационнуюВыходной сигнал блока 15 деления ;обмотку и второй резистор подключенпропорционален отношению уровней нап- к шине нулевого потенциала и первомуряжений Пя и 11 . входу компаратора, выход которогоподключен к входу одновибратора, выцо 1(1+ Ь )ход которого подключен к управляющеы Ким 1 Ь 45му входу второго блока выборки-хране= К(КХ + 1),ния, выход которого подключен к пергде К = В/Ь вому входу делителя, начало второйК ц - масштабный коэффициент.гдекомпенсационнои обмотки подклюно ключеноВеличины амплитуды тока 1 , про- к информационному входу второго блопорциональной амплитуде питающего на- ка выборки-хранения, к ц р50ения конец пе войпряжения Ч, и частоты Г = ы /2 и рабочей обмотки через последовательпитающего напряжения находятся как но включенные четвертый рез резисто ив числителе, так и в знаменателе от- вторую Рабочую обмотку п дкпо лючен кношения Б /Б и поэтому сокращают- второму выводу первого резистора,ся, Следовательно, и колебания вели- выход первого блока выбор и- р1 й 55ыбо ки-х анениячины Ч , 2 не оказывают влияния на подключен к второму входу блока де-;уровень Ц, пропорциональный коорди- ления,1441175 Составитель В. ПодолянА. Огар Техред Н,Ходанич Корректор Н. Корол ак Закав 6274/41,ВЕ 1 ИИПИ 1303 пятне, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Производственно-поли еское пр Тирак 680Государственногделам изобретениИосква, Ж, Раув Подписнокомитета СССРи открытийкая наб., д, 4/5)