Магнитострикционный преобразователь перемещений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19400 51)5 Н 03 М/ ОСУДАРСОО ИЗОБ ЕННЫЙ КОМИТЕТ ЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГККТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ство СССРО, 1972.1986, В 8,де ак вышеате -лы, 2 ил. Ъ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 4669032/24 (22) 24.02.89 (46) 07,01.91. Бюл, У 1 (72) В.А. Белоцерковский, Н.И, Ревенко, Л,О. Спасокукоцкий, А,П,Шпинь и Ю.Г. Яблоновский (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетель Р 418873, клН 03 М 1/6Измерительная техника с. 16-17, рис.2. ( 54) МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ 157) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для преобразования информации о линейных и угловых п мещениях в аналоговую и цифровую мы. Целью изобретения является по ние точности, упрощение преобразов 2ля и расширение области его применения. Для этого в магнитострикционный преобразователь перемещений, содержа ший волновод 1 из магнитострикционного материала, отражающие поверхнос ти 2, электроакустический преобразов тель 3, формирователь 4 импульсов, усилитель 5 записи, усилитель 6 считывания и компаратор 8, введены одновибраторы 7 и 9,и преобразователь временных интервалов. Поставленная цель достигается за счет того, что применяется один электроакустический преобразователь 3, а также за.счет снижения погрешности, вызванной возйствием многократно отраженных устических импульсов в волноводе 1 и формирования на выходе информации как в цифровом, так и в аналоговом виде. 2 з.п. ф 1619400Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано для преобразования информации о линейных иугловыхперемещениях в аналоговую и цифровуюФорму.Цель изобретения - повышение точности, упрощение преобразователяи расширение области, его применения.На фиг.1 приведена структурнаясхема магнитострикционного преобразователя перемещений; на фнг, 2 - временные диаграммы токов и напряжений,поясняющие работу преобразователя. 15Магнитострикционный преобразователь перемещений содержит волновод 1из магнитострикционного материала,отражающие поверхности 2, электроакустический преобразователь 3, Формирователь 4 импульсов, усилитель 5записи, усилитель б считывания, одновибратор 7 компаратор 8, одновибра- .тор 9, преобразователь 10 временныхинтервалов, который выполнен в виде 25Формирователя 11 импульсов, интегратора 12, компаратора 13, и фильтр14 нижних частот,Магнитострикционный преобразователь перемещений работает следующимобразом,При включении устройства акустические импульсы в волноводе 1 отсутствуют, вследствие чего импульсы считывания также отсутствуют и на нулевой установочный В.-вход одновибратора 9 импульсы с выхода компаратора 8 не поступают. В этом случае одновибратор 9 вырабатывает импульсыП (Фиг,2), имеющие наибольшую дпительно сть Т огу указанную на диаграмме П пунктйрной линией. Значениедпнтельности Т 9 ь определяетсяисключительно параметрами КС-цепиодновибратора 9 и выбирается большим,чем максимальное значение временираспространения акустического импульса по волноводу 1. Из этих импульсовформирователь 11 входного интегрирующего сигнала формирует входной ток дляинтегратора 12, на выходе которогонапряжение П (фиг.2) линейно нарастает за время Т щ существованияимпульса П и линейно спадает до ну 9левого уровня за врем К Т 9 гдекоэффициент К показывает отйошение величины тока заряда 1к току разряФда 1, и задается параметрами преобразователя 10 временных интервалов(Фиг.1). Компаратор 13 Фиксирует моменты достижения напряжением У (фиг.2) нулевого уровня, а импульсы Б., с выхода компаратора 13 производят повторный запуск одновибратора 9 (Фиг.1) и через формирователь 4 и усилитель 5 записи повторное возбуждение акустического импульса в волноводе 1.Наличие на выходах устройства значений У и Т щ,п,( (Фиг. 2) свидетельствует об отсутствии считанного акустического импульса У, что происходит в случае неисправности либо при расположении электроакустического преобразователя 3 (фиг.1) в нерабочей зоне волновода 1, т.е. за пределами допустимой зоны преобразования входных угловых перемещений . В нормальном режиме в допустимой зоне входных перемещенийфсф магнитострикционный преобразователь перемещений работает следующим образом. Под воздействием импульса П 4. (Фиг.2) возбуждается электрический импульс записи Ь, преобразуемый посредством электрогкустического преобразователя 3 (Фиг.1) в акустический импульс, распространяющийся в волноводе 1 с постоянной скоростью от точки возбуждения в противоположных направлениях к торцовым поверхностям 2 волновода 1, от которых происходит отражение. Отраженные акустические импульсы возвращаются обрат 1но в точку возбуждения через времяС 2 Ф н г= С 2( %)С - скорость распространения акустического импульса по волноводу 1;К - радиус волновода 1; Ц) - входное угловое перемещение отсчитываемое между торцом волновода 1 и электро- акустическим преобразователем 3. Вэтой же точке посредством обратного электроакустического преобразования тем же преобразователем 3 производится считывание задержанного электрического импульса Пб (Фиг.2), причем момент фиксации импульса 0 производится по значению У компаратором 8фиг. 1),В напряжении 06 на выходе усилителя б считывания наряду со считываемым, задержанным в волноводе 1 на вре"л л л л Д л мяи ( (2 сЗс,2, Зсее) импульсом в начале каждого цикла также присутствует и импульс-помеха большой амплитуды, представляющий собой импульс записи и затухающий, процесс9400 510 15 20 25 30 35 40 45 5055 5 161 от воздействия последнего в обмотке электроакустического преобразователя 3 длительностью 2,5-4 мкс. Во избежание срабатывания компаратора 8 от помехи на время ее действия производится запирание компаратора 8 путем подачи на его стробирующий вход сигнала запрета П с инверсного выхода одновибратора 7, который запускается импульсами БЗ с выхода преобразователя 10; при этом длительность вырабатываемых одновибратором 7 импульсовустанавливается несколько большей, чем длительность помехи от импульса записи (т.е. 4,5-5 мкс).Первый из серии зафиксированных считанных импульсов У 8 (фиг.2), задержанный на время 61 = - 2 Я, постуЛ Епает на установочный вход одновибратора 9 (фиг.1) и производит срыв его собственных импульсов, показанных пунктиром на диаграмме П (фиг.2). Моменты срыва, показанного стрелкамимежду диаграммами У 8 и 07, определяют длительность Т импульсов Б 9 р линейно зависящую от входного углового перемещения . Эту же длитель+ность имеют импульсы 1 п зарядного тока, являющиеся входным сигналом для интегратора 12 (фиг.1), и в это время 1(1,) на выходе интегратора 12 происходит линейное нарастание напряжения У (фиг,2), После окончания импульса П происходит разряд в К раз меньшим током Пп и линейно спадающее напряжение Пна выходе интегратора 12 (фиг.1) достигает нулевого уровня, фиксируемого компаратором 13, через время (К+1) Т Щ) после момен та запуска. С выхода компаратора 13 импульсы Б (фиг.2) поступают на пов, торное возбуждение акустического импульса в волноводе 1 фиг.1) через формирователь 4 и усилитель 5 записи, а также на повторный запуск одновибраторов 7 и 9 (поясняемый стрелками между диаграммами Б д и У на фиг.2). Различная величина длительности Т(Я) в левой и правой частях диаграмм (фиг.2) иллюстрирует работу магнитострикционного преобразователя перемещений на примере двух различных значений входного перемещения (. Период повторения импульсов Уз, поступающих на выход преобразователя, является информационным параметром, линейно зависит от входного перемещения би легко представляется в цифровом виде, а постоянная составляющая напряжения 01,снимаемого с выхода интегратора 12 (Лиг,1), выделяемая посредством йильтра 14 нижних частот навыходе по напряжению, также линейнозависит от входного перемещения фи удобна для аналогового представления результата преобразования. Формула изобретения 1. Магнитострикционный преобразователь перемещений, содержащий волновод, выполненный из магнитострикционного материала, электроакустический преобразователь, установленный против волновода, который соединен с входомусилителя считывания, выход которогосоединен с первым аналоговым входомкомпаратора, усилитель записи, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповьппения точности и упрощения преобразователя, в него введены два одновибратора, формирователь импульсов,преобразователь Временных интервалови отражающие поверхности, которые расположены на торцах волновода, выходформирователя импульсов соединен свходом усилителя записи, выход которого подключен к электроакустическомупреобразователю, второй аналоговыйвход компаратора соединен с шинойопорного напряжения, а выход - с установочным входом первого одновибра-,тора, выход которого соединен с входом преобразователя временных интервалов, выход которого является импульсным выходом преобразователя и соединен с входом формирователя импульсов, входом запуска первого одновибратора и входом запуска второго одновибратора, выход которого соединенсо стробирующим входом компаратора. 2. Преобразователь по и. 1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что преобразователь временных интервалов выполнен в виде формирователя импульсов, интегратора и компаратора, вход формирователя импульсов является входом преобразователя, а выход соединен с входом интегратора, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с общей шиной, а выход является выходом преобразователя временных интервалов.7 1 б 196003. Преобразователь по пп, 1 и 2,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения области применения преобразователя в него введенФ5фильтр нижних частот, вход которогосоединен с выходом интегратора преоб разователя временных интервалов,а выход фильтра нижних частот является аналоговым выходом магнитострикционного преобразователя перемеще=ннй,ФиГ. 2Составитель А. Сидоренкодактор Н. Лазаренко Техред М.Дидык Корректор Т. Мал Подписное зобретениям и открытиям Раушская наб., д. 4/5аказ 55 и ГКНТ СССР осударственногс комитета по 113035, оскваЖ-З роизводственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,10