Устройство для измерения линейных перемещений

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЯИАЛИСТИ 4 ЕСНРЕСПУБЛИК 9) (11) 60 51) 4 С 01 В 21/00 тг1 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ тики, азова ровымора 2 и счети Даь 3 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Институт электроники АН БССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ(57) Изобретение относится к контроль,но-измерительной технике. Цель изоб.ретения - повыщение точности за счетавтоматического смещения начальнойточки преобразователя перемещения вчастоту на линейный участок его характерис Устроиство состоитпреобр теля 1 перемещениятоту,измерителя частоты с циф выходом, состоящего из генерат опорной частоты, элемента И 3чика 4, буферного регистра 5, последовательно соединенных и включенных между выходом преобразователя 1 н управляющим входом буферного регистра 5 формирователя 9 импульсов и элемента И 10. Перед началом измерений на второй вход элемента И 10 по)дается разрешающий потенциал, а начальная точка преобразователя 1 по сигналу, Появляющемуся на установочном входе преобразователя 1, смещается на линейный участок характерист ки, 1 з.п. ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к областиконтрольно-измерительной техники иможет быть использовано в системахконтроля и измерения перемещенийобъектов,1 ель изобретения - повышение точности измерения за счет автоматического смещения начальной точки преобразователя перемещения в частотуна линейный участок его характеристики.На фиг.1 представлена блок-схемаустройства для измерения линейныхперемещений; на фиг.2 - блок-схемапреобразователя перемещения в частоту.Устройство для измерения линейных перемещений состоит из последовательно соединенных преобразователя 1 перемещения в частоту, измерителя частоты с цифровым выходом,состоящего из последовательно соединенных генератора 2 опорной частоты, элемента И 3 и счетчика 4, 25причем вход элемента 3 является входом, а выход счетчика 4 - выходомизмерителя частоты, буферного регистр а 5, генератора 6 частоты с переменным коэффициентом заполнения, 30интегрирующей цепи 7 и усилителя 8,выход усилителя 8 соединен с установочным входом преобразователя 1,последовательно соединенных и включенных между выходом преобразователя1 и управляющим входом регистра5 формирователя 9 импульсов и элемента И 10, второй выход формирователя 9 импульсов соединен с входомсброса счетчика 4, являющимся входом 40сброса измерителя частоты.ВПреобразовательперемещения вчастоту состоит из оптически связанных источника 11 света, подвижного,стержня 12 и двух фотоприемников 13 45и 14, дифференциального усилителя15, входы которого .связаны с выхо"ами фотоприемников 13 и 14, преоб-.разователя 16 напряжения в частоту,вход которого связан с выходом усиителя 15, а выход является выходом.преобразователя 1 перемещения в частоту, причем вход смещения усилителя15 является установочным входомпреобразователя 1 перемещения в частоту, а стержень 12 связывается сконтролируемым объектом.Устройство работает следующим образом,Преобразователь 1 перемещения в частоту генерирует последовательность импульсов, частота которых определяется положением контролируе. мого объекта положением подвижного стержня 12 относительно фотоприемников 13 и 14 и напряжением на его установочном входе, При движении стержня 12 один нз фотоприемников 13 и 14 открывается, а второй закрывается, что ведет к изменению разности выходных сигналов фотоприемников 13 и 14, Напряжение на выходеФдифференциального усилителя 5, пропорциональное.разности напряжений на его входах, преобразуется преобразователем 16 напряжения в частоту в соответствующий частотно-модулированный сигнал. Изменяя напряжение на входе смещения дифференциального усилителя 15 ( установочном входе преобразователя 1 перемещения в частоту), можно изменять его выходное напряжение, а значит н частоту следования импульсов на выходе преобразователя 16 напряжения в частоту .(т.е. на выходе преобразователяперемещения в частоту , и тем самым выбирать начальную рабочую точку в любом месте характеристики.В исходном состоянии с выхода преобразователяперемещения в частоту на первый вход элемента И 3 поступают импульсы, частота следования которых определяется начальным положением контролируемого объекта.На второй вход элемента И 3 поступают высокочастотные импульсы с генератора "2 опорной частоты, причем частота их следования выше максимально возможной частоты на выходе преобразователя 1 перемещения в частоту. На выходе элемента И 3 появляются пачки высокочастотных импульсов, число импульсов, в которых, пропорциональное частоте следования импульсов на первом: входе первого элемента И 3, подсчитывается счетчиком 4.По переднему и заднему фронтам сигналов на выходе преобразователя 1 перемещения в частоту формироваель 9 импульсов формирует импульсы, которые появляются соответственно на его первом и втором выходах. Импуль" сачи, поступакщнми на вход сброса счетчика 4, последний обнуляется.При наличии разрешающего потенииала на втором входе элемента И 1 ОФ о р м у л а и 3 о б р е.т е н и я10 2. Устройство по п,1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что преобра зователь перемещения в частоту выполнен в виде оптически связанных источника света, подвижного стержня, двух фотоприемников, последовательно соединенных дифференциального усилителя и преобразователя напряжения в частоту, выходы фотоприемников сое-, динены с входами дифференциального усилителя, вход смещения дифференциального усилителя явялется устано вочным входом преобразователя, подвижный стержень предназначен для. связи с контролируемым- объектом, а выход преобразователя напряжения в частоту является выходом преобразователя. 3 146060 последний пропускает яа управляющий вход буферного регистра 5 импульсы с второго выхода Формирователя о импульсов. При этом длительность раз 5 решающего импульса должна быть не меньше максимально возможного периода следования импульсов на выходе преобразователя 1 перемещения в частоту, Импульсами, поступающими на управляющий вход буферного регистра 5, в него переписывается цифровой код с выходов счетчика 4. Таким образом, в буферный регистр 5 записывается цифровой код, соответствующий 15 числу высокочастотных импульсов в одной пачке.Генератор 6 частоты с переменным коэффициентом заполнения вырабатывает последовательность импульсов фик сированной частоты, коэффициент заполнения которых определяется цифровым кодом на его входах. Интегрирующая цепь 7 преобразует импульсный широтно-модулированный сигнал 25 в напряжение, величина которого пропорциональна его коэффициенту заполнения, Напряжение с выхода интегри-рующей цепи 7 "усиливается усилителем 8 и подается на установочный 30 вход преобразователя 1 перемещения в код.,КоэФфициент преобразования цифрового кода, записываемого в буферный регистр 5, в напряжение на выходе усилителя Я выбирается таким, чтобы для любого исходного состояния контролируемого объекта частота импульсов на выходе преобразователя 1 перемещения в частоту была примерно 40 одной и той же (при наличии разрешающего сигнала на втором входе элемента И 1 О). Это позволяет постоянно работать на одном и том же линейном участке характеристики преобразователя 16 напряжения в частоту с постоянной крутизной преобразования.При отсутствии разрешающего потенциала на втором входе элемента И 10 на выходе усилителя 8.поддерживается постоянное напряжение, соответствую 74щее цифровому колу, записанному вбуферном регистре 5. А частота импульсов на выходе преобразователя 1 перемещения в частоту в этом случае изменится только при перемещении контролируемого объекта. 1. Устройство для измерения линейных перемещений, содержащее преобразователь перемещения в частоту,последовательно соединенные генератор частоты с переменным коэффициен"том заполнения, интегрирующую цепь иусилитель, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностионо снабжное последоватеяьно соединенными измерителем частоты и буферным регистром, включенными междувыходом преобразователя перемещенияв частоту и входом генератора частоты с переменным коэффициентом заполнения, последовательно соединеннымиФормирователем импульсов и элементомИ, включеними между выходом преобра"зователя перемещения в частоту иуправляющим входом буферного регистра, второй выход формирователя импульсов подключен к входу сбросаизмерителя частоты,1460607 да Гдова Ю И 8,2 Составитель М.Кузнеедактор Л,Гратилло Техред Л.Олийнык яга орректор при ГКНТ СССР оиэводственно-издательский комбинат "Патент", г,уагород, ул. Га 101 34/50 Тираж 683Государственного комитета по113035, Москва, Ж-.З Подписное ретениям и открыт ушская наб д.