Устройство для измерения перемещений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 В 7 0 С 51 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР ИТЕТКРЫТИЯМ РЕТЕН ьство С /00, 198 ьство С 00, 1982(54) УСТРОЙСТ РЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретени ной технике и м измерения вели копеременных и Цель изобретен ЛЯ ИЗМЕРЕНИ епь- дпя тся к измери жет быть испо ьзовано ачений х ампли ыте мещ зна туд осги нии и вышение точн явпяетс й и повь ет изме ещений, т(56) Авторское свидетелМ 1226019, кл. 6 01 В 7Авторское свидетелМ 979845, кл. 0 01 В 7/ Изобретение относится к измеритель ой технике и может быть использовано дл змерения величины текущих значений зна опеременных перемещений и их ампли Целью изобретения яние точности измерени шформативности за сч ретекущих величин перем ак плитуд.На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг,2 - диаграммы, поясняющие работу устройства,Устройство для измерения перемещений содержит жестко связанный с объектом 1 перемещения датчик 2 перемещения, на котором нанесены пилообразные магнитные метки, считыватель 3 в виде магнитной головки, Считыватель 3 соединен с входом усилителя 4, Первый и второй входы делителя 5 напряжения соединены соответственно.50. 1626080 А измерений и увеличение информативности устройсва. Это достигается путем введения второго реверсивного счетчика, первого и второго ксмпараторов, делителя напряжений, д-.,х элементов ИЛИ - НЕ, счетчика, трех элементов И одновибратора, элемента И - НЕ и двух ВЗ-триггеров. При перемещении объекта магнитная головка формирует полярные импульсы в соответствии с д.-ижением по пилообразным меткам датчика, которые подсчитываются в первом реверсивном счетчике перемещения и обргбатываются введенными схемами с целью обнуления второго реверсивного счетчика в требуемый задаваемый период и подсчета в нем импульсов, соответствующих амплитуде,2 ил,с плюсовым и минусовым входами питания, а первый и второй выходы - соответственно с инверсным входом первого компаратора 6 и прямым входом второго компаратора 7, Усилитель 4 соединен с прямым входом первого компаратора 6 и инверсным входом второго компаратора 7, выходы которых соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами первого реверсивного счетчика 8, первым и вторым входами второго элемента ИЛИ-НЕ 9. первыми входами второго 10 и третьего 11 элементов И,Выходы первого реверсивного счетчика 8 соединены с входами первого элемента 12 ИЛИ-НЕ, выход которого через счетчик 13 со схемой предварительной установки соединен с вторым входом первого элемента 14 И, первый вход которого соединен с выходом второго элемента 9 ИЛИ - НЕ, а выход через одновибратор 15 с Р-входами первого 16 и второго 17 ВЗ - триггеров, Выходы вто 1626080рого 10 и третьего 11 элементов И соединены с 5 - входами триггеров 16 и 17. Выходы первого 16 и второго 17 ВЯ-триггеров соединены соответственно с первым и вторым входами элемента И-НЕ 18, выход которого соединен с вторыми входами второго 10 и третьего 11 элементов И. Суммирующий и вычитающий входы второго реверсивного счетчика 19 соединены соответственно с выходами второго 10 и третьею 11 элементов И, а его вход обнуления - с выходом одновибратора 15,Датчик 2 перемещения может быть выполнен в виде линейки, если измеряются линейные перемещения объекта 1, а также дугообразной или другой формы, соответствующей траектории движения обьекта 1,Первый реверсивный счетчик 8 служит для получения в цифровой форме величины текущих перемещений объекта 1,Второй реверсиеный счетчик 19 служит для получения в цифровой форме амплитудных значений перемещений обьекта 1.Устройство для измерения перемещений работает следующим образом.Перед измерением, когда объект 1 перемещения находится в исходном положении, производится обнуление первого реверсивного счетчика 8. С помощью счетчика 13 со схемой предварительной установки задается номер полупериода колебаний, в пределах которого измеряется амплитуда перемещений,При перемещении обьекта 1 перемещается жестко связанный с ним датчик 2 перемещения, на котором нанесены пилообра.,ные магнитные метки, Для определения направления перемещения используются дифференцирующие свойства магнитной головки и противоположность знака перепада между пилообразными метками при движении объекта 1 в прямом и обратном направлениях. Если при движении в прямом направлениинамагниченность магнитоносителя полого убывает в пределах метки (фиг,2 а), то перепад между метками положителен, а при движении в обратном направлении - отрицателен (фиг,26). После дифференцирования магнитной головкой на выходе считывателя 3 в пределах участка пологого изменения намагниченности имеется незначительный сигнал, а скачкообразное изменение магнитного потока Ф при пересечении границы между метками вызывает на выходе считывателя 3 импульс напряжения, полярность которого соответствует направлению перемещения (фиг,2 в), Импульс напряжения усиливается усилителем 4 и подается на прямой вход первого компаратора б и ин 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 версный вход второго компаратора 7, Опорные напряжения положительной и отрицательной полярности +Оол, и Оол., подаваемые с первого и второго выходов делителя 5 напряжения соответственно на инверсный вход первого компаратора 6 и прямой вход второго компаратора 7, по абсолютной величине превосходят абсолютную величину выходного напряжения усилителя 4, соответствующего участкам пологого изменения намагниченности магнитных меток, поэтому первый компаратор 6 формирует счетные импульсы только при движении объекта 1 в прямом направлении, а второй компаратор 7 в обратном направлении,С выходов первого б и второго 7 компараторов импульсы (фиг,2 г и д) подаются соответственно на суммирующий и вычитающий входы первого реверсивного счетчика 8, содержимое которого характеризует текущее значение перемещения,При каждом прохождении объектом 1 исходного положения содержимое разрядов первого реверсивного счетчика 8 становится равным нулю, при этом первый элемент 12 ИЛИ - НЕ формирует сигнал логической единицы, поступающий на вход счетчика 13 со схемой предварительной установки. Когда его содержимое достигает значения, задаваемого схемой предварительной установки, на выходе счетчика 13 со схемой предварительной установки устанавливается сигнал логической единицы, поступающий через первый элемент 14 И и одновибратор 15 на вход обнуления второго реверсивного счетчика 19 и й - входы первого 16 и второго 17 ЯЯ - триггеров, при этом происходит их установка в нулевое состояние, Второй элемент И-НЕ 18 и первый элемент 14 И необходимы для того, чтобы импульс обнуления не подавался до окончания счетного импульса, чтобы тем самым избежать возможности одновременной подачи сигнала логической единицы на Я - и К-входы первого 16 и второго 17 ВЯ - .триггеров,При поступлении импульса на вход второго 10 или третьего 11 элемента И, например второго 10, импульс передается на суммирующий вход второго счетчика 19 и 5 - вход первого КЯ - триггера 16, происходит переключение последнего, на его выходе и первом входе элемента 18 И - НЕ устанавливается сигнал логической единицы, Последующие импульсы, поступающие на первый вход второго элемента И 10, не изменяют состояния первого ВЯ - триггера 16, Происходит заполнение второго реверсивного счетчика 19 Приизменении направленияперемещения объекта 1 импульсы подаются на первый вход третьего элемента И 11, На выходе третьего элемента 11 И появляется сигнал логической единицы, второй ВЯ - триггер 17 переключаетс, сигнал логиче ской единицы с его выхода подается 1 а второй вход элемента 13 И-НЕ ко орый подает сигнал логического нуля нл вторые входы второго 10 и третье о , 1 э 1 е ма н- о в И, запрещая прохождение последующих им- "0 пульсов на второй реверсиьный счетчик 19, содержимое которого характеризует амплитудное значение перемещений в заданном полупериоде колебаний.Применение изобретения позволяе по 15 высить точ ,ость устройства и расшири гь его функциональные возможности за счет изме рения как текущих значений перемещен. й, так и их амплитуд.20Формула изобретенияУстройство для измерения пеоемегцений, содержащее датчик перемещения, нэ котором нанесены асимметричные магнитные метки, считыватель в виде магнигной 25 головки, подключенный к входу усилителя, и первый реверсивный счетчик, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений и повышения информативности за счет измерения как текущих ЗО величин перемещений, так и их амплитуд в него введены второй реверсивный счетчик, первый и второй компараторы, делитель напряжения, первый и второй элементы ИЛИ - НЕ, счетчик со схемой предварительной 35 установки, первый, второй и треп й элементы И, одновибратор, элемент И-НЕ, первый и,орой ЙБ-триггеры, первый и второй вход, делителя напряжения соединены соотг.,ственно с плюсовым и минусовым вхгда.,и питания, а первый и е 1 орой выход. - соответственно с инвеосным входом перво) компаратора и пря. ым входом второго кыпаратора, выход усилителя соединенп,)ямым входом первого колпара опа инверсным входом вторс о компаратора, вь,ходы которых подключены соотнетс 1 вг- н.1 к суммирующему и вычитающему входам пеового реверсивного счетчика, к первому и в. зрому входам второго элемента И-НЕ, а также к г.ервым входам соответственно второго и третьего элементов И, выходы первого реверсивного счетчика соединены с входами первого эгемента ИЛИ - НЕ, выход которого через счетчик со схемой предварительнои установки соединен с вторым входом первого элемента И, первый выход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ - НЕ, а выход через одновибратор - с В-входами первого и второго 85 - триггеров и входом обнуления второго реверсивного счетчика, вторые входы вто рого и третьего элементов И соедингс выходам элемента И -НЕ, а их выходы - соответственно с суммирующим и вычит"ющим входами второго реверсиг.ного счетчика, а также с Б-входами соответственно первого и второго РЯ - триггеров, выходы которых соедине ы соответственно с первым и вторь,м входами элемента И - НЕ, асимметричные метки датчика перемещения имеют пилообразную форму.1626080Составитель И. Рековаедактор Н. Бобкова Техред М.Моргентал Корректор Т. Палий Заказ 270 Тираж 380 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035. Москва. Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101