Датчик линейных перемещений

1516743 5 10 15 20 6, подключенные в свою очередь к обкладкам 1,2, имеет наибольшую величину одной из полярностей, напримеротрицательной. При этом на выходерелейного элемента 17 формируется отрицательная логическая "1". В зависимости от направления перемещениясрабатывает тот ипи иной контакт датчика 18 направления перемещения, приэтом с его выхода сигнал поступаетна соответствующий избиратель 19,20 полярности. Если, например, задано перемещение влево, отрицательная логическая."1" обеспечивает срабатывание ключа. 23, что приводит ксрабатыванию электромагнита 12, Приэтом платформа фиксируется относительно неподвижной части 14 контролируемого узла. Движение рамы 9, зак.репленной на подвижной части 15 конИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении медленно меняющихся линейных перемещений в широком диапазоне. 30Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых перемещений,На чертеже представлена блок-схема устройства, 35Датчик содержит две неподвюкныеобкладки 1 и 2 конденсатора, установленные параллельно друг другу и закрепленные через изолятор 3 на платформе 4, высокочастотный генератор 405 с двумя разделительными конденсаторами на его выходе (не показаны),выпрямительный блок 6, входные выводы которого подключены к выходу генератора, а выходные выводы - к входу 45фильтра 7 и к неподвижным обкладкам1 и 2 конденсатора, подвикную обкладку 8 конденсатора, жесткую раму9, три электромагнита 10 - 12, причем электромагниты 10 и 11 установлены на противоположных сторонах рамы 9, а платформа 4 установлена внутри рамы на направляющих 13, с помощьюкоторых она перемещается в пазах рамы 9. Электромагнит 12 жестко сочле 55нен с платформой 4 и фиксирует положение платформы на неподвижной части14 контролируемого узла, подвижнаячасть 15 которого сочленена с рамой тролируемого узла, ведет к перемещению подвижной обкладки 8 конденсатора относительно неподвижных обкладок 1,2При этом информация в доляхмиллиметра индицируется на индикаторе 24. При занятии обкладкой 8 крайнего положения на выходе релейногоэлемента 17 появляется положительнаялогическая "1"При этом через ключ21 включается левый электромагнит 10,а электромагнит 12 отключается. Платформа 4 перемещается относительнорамы 9 на величину шага. При этомсрабатывает счетчик-индикатор 25.1 Таким образом обеспечивается груботочная индикация положения контролируемого узлаПри движении контролируемого узла вправо работа осущест-,вляется аналогично. 1 ил,9. Рама 9 через изолятор 16 соединена с подвижной обкладкой 8. Устройство содержит также релейный элемент 17 с петлей гистерезиса, вход которого соединен с выходом фильтрадатчик 18 направления перемещения, два избирателя 19 и 20 полярности, входы которых через соответствующие контакты датчика 18 направления перемещения подключены к выходу релейного элемента 17, три ключа 21 - 23, входы которых подсоединены к соответствующим вЫходам избирателей 19 и 20 полярности, а выходы - к соответствующим обмоткам электромагнитов 10 - 12, индикатор 24 перемещения внутри шага, вход которого соединен с выходом фильтра 7, счетчик-индикатор 25 числа шагов перемещения, вход которого подключен к входам ключа 23,Датчик линейных перемещений работает следующим образом.Рама 9 устройства устанавливается на подвижной части 15 контролируемого узла так, что электромагнит 12 платформы 4 касается металлической неподвижной части 14 контролируемого узла. В исходном состоянии подвижная обкладка 8 занимет крайнее "левое" (условно) положение, т.е, при этом на выходе фильтра 7, включенного через выпрямнтельный блок 6 на обкладки 1 и 2, имеет место наибольший5 15167 сигнал одной полярности, например отрицательной, В этом случае на выходе релейного элемента 17 будет сигнал, представляющий логическую "-1". В зависимости от требуемого направления 5 перемещения датчик 18 направления перемещения замыкает соответствующие контакты в цепях управления электромагнитами 1 О - 12. Если задано движе 11 111 О ние влево , то замыкаются контакты датчика 18 направления перемещения, обеспечивающие подключение избирателя 19 полярности к выходу релейного элемента 17 если - "вправо" то замыкаютУ Ф 15 ся контакты датчика 18, обеспечивающие подключение к релейному элементу 17 избирателя 20 полярности, При движении "влево" "-1" на выходе релейного элемента 17 обеспечивает на входе ключа 20 23 сигнал, который переводит его в открытое состояние, что приводит к включению электромагнита 12 платформы 4. Последняя фиксируется на неподвижной части 14 контролируемого узла.25 Движение подвижной части 15 контролируемого узла приводит к движению рамы 9 относительно зафиксированной платформы 4. Это обеспечивает изменение положения подвижной обкладки 8 конденсатора относительно обкладок 1 и 2, что приводит к изменению напряжения на выходе фильтра 7 пропорционально перемещению. Как только напряжение на выходе фильтра 7 станет максимально возможным (определяется 35 диапазоном перемещения подвижной об" кладки 8 в шаге перемещения), на выходе релейного элемента 17 появляется сигнал, соответствующий "+1". Перемещение внутри шага индицируется 40 индикатором 24, коэффициент преобразования сигнала которого обеспечивает на табло индикатора 24 информацию непосредственно с перемещении в долях миллиметра. Появление "+1" на выходе 45 релейного элемента 17 приводит к тому, что включается левый" электромагнит 10 (так как на вход ключа 2 1 через избиратель 19 полярности поступает сигнал, обеспечивающий его открытие), а электромагнит 12 обесточивается (ключ 23 размыкается). Под действием электромагнита 1 О платформа 4 перемещается внутри рамы 9. Это приводит к тому, что напряжение на 55 выходе фильтра 7 уменьшается от положительного максимально возможного до отрицательного максимально возможного. Как только на выходе фильт 43 6,ра 7 станет максимально возможное отрицательное напряжение, на выходе релейного элемента 17 имеет место вновь сигнал соответствующий -1 Появление "-1" на выходе релейного элемента 17 приводит к тому, что электромагнит 10 отключается, а элек тромагнит 12 включается. Платформа 4 фиксируется, совершен один шаг перемещения. Перемещение платформы 4 относительно рамы 9 под действием электромагнита 10 происходит быстротечно по сравнению со скоростью перемещения подвижной части 15 контролируемого узла. Это перемещение сопровоздается тем, что на выходе релейного элемента 17 будет кратковременный импульс положительной полярности, который через избиратель 19 полярности поступает на вход счетчика- индикатора 25 числа шагов перемеще-. ния. Регистрация числа шагов перемещения в счетчике-индикаторе 25 происходит по переднему фронту импульса (переход от "-1" до "О"). На индикаторе 25 индицируется целое число шагов перемещения. В дальнейшем при движении "влево" все процессы повторяются;При движении "вправо" относитель но исходного состояния включается "правый" электромагнит 11, а электр - магнит 12 отключается (так как фо мируется на выходе релейного элемента 17 "-1" через избиратель 20 полярности поступает на вход ключа 22 и не поступает на вход ключа 23). Под действием электромагнита 11 платформа 4 перемещается внутри рамы 9 "вправо". Это движение сопровождается быстротечным изменением напряжения на фильтре 7 от максимального возможного отрицательного до положительного максимально возможного. На выходе релейного элемента 17 происходитизменение сигнала с "-1" на "+1". Появление "+1" на выходе релейного элемента 17 приводит к отключению электромагнита 11 и включению электромагнита 12 (так как "+1" с выхода релейного элемента 17 через избиратель 20 полярности поступает на вход ключа 23 и не поступает на вход ключа 22). Электромагнит 12 фиксирует платформу 4 относительно неподвижной части 14 контролируемого узла. Перемещени платформы 4 внутри рамы 9 в данном случае не представляет законченный шаг перемещения механизма.1516743 Формула изобретения Составитель Ю.ПетраковскийТехред Л,Олийльк Корректор Э.Лончакова Редактор Н,Гунько Заказ 637 1/37 тираж Ь 83 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент". г.ужгород, ул. Гагарина,101 Поэтому этот шаг не фиксируется счетчиком-индикатором 25, так как последний фиксирует импульсы по переднему фронту,т.е. при переходе от "-1" до "О" ипи от "+1" до "0" (в этом случае от "О" до "+1"), В дальнейшем при движении "вправо" происходят процессы, аналогичные процессам при движейии "влево Для того, чтобы работа датчика начиналась с одного иэ крайних положений ("левое" или "правое"), предусмотрены кнопки "Исходное левое" 2 Ь и "Исходное правое" 27, которые при их нажатии обеспечивают запитывание электромагнитов 10 или 1 1 (при отключенной всей системе) для перемещения всей платформы в одно иэ крайних положений. Счетчик-индикатор 25 обеспечивает суммирование шагов перемещения при движении в одном направлении и вычитании при движении в разных направлениях (сигналы с избирателей 19 и 20 полярности поступают, соответственно, на суммирующий и вычитающий входы). Датчик линейных перемещений, содержащий платформу, две неподвижные обкладки конденсатора, закрепленные через изолятор на платформе и установленные параллельно одна другой, высокочастотный генератор, подключенный к его выходу выпрямительный блок, первый выход которого соединен с неподвижными обкладками конденсатора, фильтр, подключенный к второму выходу выпрямительного блока, подвижную обкладку конденсатора, размещенную между неподвижными обкладками, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,5 10 15 20 25 30 35 40 с целью расширения диапазона измеряемых перемещений, датчик снабженжесткой рамой, тремя электромагнитами, релейным элементом, подключенным к выходу фильтра, датчиком направления перемещения, подключеннымк выходу релейного элемента, двумя избирателями полярности вход каждогоиз которых подключен к соответствующему выходу датчика направленияперемещения, тремя ключами, вход первого из которых подключен к первомувыходу первого избирателя полярности, вход второго - к первому выходу второго избирателя полярности,первый и второй входы третьего ключа подключены к вторым выходам соответствечно первого и второго избирателей полярности, индикатором перемещений внутри шага, подключенным квыходу фильтра, и счетчиком-индикатором числа шагов перемещения, входамиподключенным к вторым выходам первого и второго избирателей полярности,платформа установлена внутри жесткойрамы на направляющих с воэможностьюперемещения относительно нее в направлении, перпендикулярном неподвижным обкладкам конденсатора, первыедва электромагнита жестко установлены на противоположных сторонахжесткой рамы вдоль направления перемещения платформы, третий электромагнит жестко сочленен с платформой иустановлен перпендикулярно неподвижным обкладкам конденсатора, жесткаярама через изолятор соединена с подвижной обкладкой конденсатора, обмотки первого, второго и третьего электромагнитов подключены соответсвеннок выходам первого, второго и третьегоключей, а релейный элемент выполнентак, что его характеристика имеетпетлю гистерезиса.