Устройство для измерения перемещений

СОЮЗ СОВЕТСНИХЮ.ипюжепеРЕСПУБЛИН А 1 801 Ц В 7/О ОСУДАРСПО ИЗОБ1 НИ ЕННЫЙ КОМИТЕТ НИЯМ И ОТКРЫТИЯМСССР И ОБРЕТЕНИЯ АВТОРСН объедин о СССР1980.СССР1986 ИЕ и ре- пут е(21) 4650674/28(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИВРВНИЯ П ЩРНИЙ(57) Изобретение относится к из тельной технике. Целью изобрете является повышение точности изм нияи линейности характеристики коррекции частоты.измерительног нератора в точке измерения, Пр 2перемещенииизмерительного электрода 2 на расстояние, большее, чем расстояние между реперами, производится фиксация электрода 2 в точке коррекции. После поступления сигнала от датчика 8 экстремумов блок 10 измерения и коррекции частот производит вычиспение алгебраической разности числового значения частоты измерительного генератора 9 и числового зна чения частоты данной точки коррекции, хранящихся в постоянном запоминающем устройстве. Вычисленная разность помещается в блок 11 памяти. При дальнейшем .перемещении электрода 2 до точек измерений осуществляется коррекция числовых значенийчастоты измерительного генератора 9 разностью, полученной в точке коррекции. 2 ил., 1 табл,Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, в гравиметрии дляконтроля многоступенчатых линейныхперемещений в приборах с емкостнымиавтогенераторными датчиками положения,Цель изобретения - повышение точности и линейности характеристикипутем устранения погрешностей, вызванных непостоянством параметровэлектрических элементов и неточностями изготовления механических узлов датчика. 15Коррекция частоты измерительногогенератора осуществляется с помощьюнескольких емкостных реперов, равномерно разнесенных по всему диапазону, что позволяет производить коррекцию частоты в ходе измерения перемещений.На Лиг,1 показана схема устройства для измерешл перемещений:на фиг.2 структурная схема блока измере" 25ния и коррекции и блока памяти.Устройство для измерения перемещений содержит корпус 1, измерительныйэлектрод 2, на котором закреплены коаксиальная обкладка 3 измерительногоконденсатора и несколько обкладок 4реперного конденсатора механическии электрически соединенных между собой, неподвижную обкладку 5 измерительного конденсатора, а также неподвижную обкладку 6 реперного. конденсатора, закрепленные на корпусе 1 реперпый генератор 7,датчик 8 экстремумов, измерительныйгенератор 9, блок 10 измерения и коррекции и блок 11 памяти.Глок 10 измерения и коррекции содержит опорный генератор 12, делитель 13, схему 14 управления, счетчик15 номера репера, первый триггер 16,первый элемент 2 И 17, группу 18элементов 2 И, мультиплексор 19, регистр 20 знака, регистр 21 остатка,реверсивный счетчик 22, постоянноезапоминающее устроиство 23, второйтриггер 24, второй элемент 2 И 25,третий элемент 2 И 26, элемент ИЛИ 27,блок 28 индикации и четвертый элемент 2 И 29. 55Обкладки 4 и 6 образуют емкостнойрепер, который служит для фиксацииподвижной части устройства в строгоопределенных положениях. Устройство работает следущчим образом.При перемещении измерительного электрода 2 на расстояние, большее, чем расстояние между реперами, по показанию датчика 8 экстремумов производится фиксация измерительного электрода 2 в точке коррекции, через определенное время после поступления сигнала от датчика 8 экстремумов блок 10 измерения и коррекции производит вычисление алгебраической разности числового значения частоты измеритель" ного генератора 9 и числового значения частоты данной точки коррекции, находящегося в блоке 11 памяти. Вычисленная разность помещается в блок 11 памяти.При дальнейшем перемещении измерительного электрода 2 до точек измерений осуществляется коррекция . числовых значений частоты измерительного генератора 9 разностью, полученной в точке коррекции.При перемещении измерительного электрода 2 на расстояние, меньшее, чем расстояние между реперами, необходимо произвести калибровку частоты в ближайшей точке коррекции.Частота опорного генератора 12 подается на делитель 13, с делителяна схему 14 управления, вырабатывающую импульсы положительной полярности "Предварительная установка" и "Строб 1 с", разнесенные во времени. Номер репера вводится в счетчик 15 номера репера вручную или автоматически. После выхода с измерительного генератора 9 в реперную точку, опре.- деляемую по сигналу от датчика 8 экстремумов, ведущая часть первого триггера 16, собранного по схеме мастер - помощник, переводится в состояние логической "1", с приходом импульса "Предварительная установка" ведомая часть первого триггера 16 устанавли 11 11 вает ся в состояние логической За время действия импульс а "Пр едваритель ная установка" сигнал с выл:ода первого. триггера 1 6 стр обируется на первом элементе 2 И 1 .7 и поступает в качестве разрешающего на обьединенный вход группы 1 8 2 И элемен т о в , через которые счетчик 1 5 номера репера управляет адресными входами мульти пл е ксора 1 9 , а также на обнуляющий вход регистра 20 знака, устанав лив а я е г о в нул евое состояние . В от1086 5 165 ,сутствие разрешающего сигнала группа 18 элементов 2 И имеет на своихвыходах уровень логического "0, чтоприводит к соединению инАормационных входов мультиплексора 19 с регистром 21 остатка, а выходов - с входами параллельной записи реверсивного счетчика 22, Ва время действияимпульса "Предварительная установка"в реверсивный счетчик 22 через входыпараллельной чаписи записывается поступающее из постоянного запоминающего устройства 23 через мультиплексор 19 значение частоты измерительного генератора 9, соответствующееномеру репера. Второй триггер 24, управляемый с выхода регистра 20 знака, через второй и третий элементы 2 И 25 и 2 б и элемент ИЗБ 27 устанавливается в нулевое состояние, определяя начальное направление счета реверсивного счетчика 22 в "минус", После окончания импульса Предварительная установка" на вход разрешения счета реверсивного счетчика 22 поступает импульс "Строб 1 с", рарешающий счетчику счет. Реверсивный счетчик 22 начинает воспринимать импульсы измерительного генератора 9, ведя счет в "минус".Если измерительный генератор 9 в данный момент времени имеет дрейфчастоты в сторону большей частоты,записанной в постоянном запоминающем устройстве 23, то за время действия импульса "Строб 1 с" реверсивный счетчик 22 об"ляется, на выходе переноса появляес положительный перепад напряжения, который через элемент ИЛИ 27 переводит второй триггер 24 в состояние единицы, изменяя направление счета счетчиком в "плюс"Если измерительный генератор 9 в данный мо"мент времени имеет уход частоты в сторону меньшей, чаписанной в устройстве23, то реверсивный счетчик 22 за время действия импульса "Строб 1 с" обнулиться не успеет, и второй триггер 24 остается в исходном состоянии.К концу действия импульса "Строб1 с" в реверсивном счетчике 22 сформируется значение ухода частоты измерительного генератора 9.По заднему Аронту импульса "Строб 1 с" в регистр 20 знака через элемент 2 И 29 заносится противоположное второму триггеру 24 значение, в регистр 21 остатка с части параллельных выходов реверсивного счетчика 22 записывается значение дрейАа частоты нзмерительного генератора 9, одновременно происходит сброс первого триггера 1 б. На этом процесс калибровки в реперной точке чаканчивается.Далее с приходом импульса "Предварительная установка" второй триггер 24 устанавливается в соответствии с состоянием управляющих выводов регистра 20 знака. Число, чаписанное в регистр 21 остатка через мультиплексор 19, записывается в реверсивный счетчик 22. На адресных входах мультиплексора 19 в данный момент поддерживаются уровни напряжения логического "0".С приходом импульса "Строб 1 с" 20 реверсивный счетчик 22 начинает счет. Логика работы устройства приведенав таблице.Состояние реверсивного счетчикаотображается блоком 28 индикации, 25 , Таким образом, дрейФ частоты изме- .рительного генератора 9 корректируетсяза счет определения в реперной точке его величины и дальнейшего учетаэтой величины со знаком, что позволя 30 ет повысить точность измерений. Формула изобретения Устройство для измерения переме щений, содержащее первый измерительный трубчатый электрод, второй изме рительный электрод; установленный наштоке коаксиально первому измерительному трубчатому электроду с возможно О стью их вчаимного перемещения, иузел Аиксации положения, о т л и ч а -ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и линейности характеристики, оно снабжено ичмерительным 45 генератором и последовательно соединенными реперным генератором, датчиком экстремумов изменения частоты,блоком измерения и коррекции и блоком памяти, вход измерительного генератора подключен к первому измери"тельному трубчатому электроду, вы ход - к второму входу блока измеренияи коррекции, учел Аиксации положениявыполнен в виде неподвижного трубчатого электрода и коаксиальных с нимреперных электродов, установленныхна штоке, вход реперного генератораподключен к неподвижному трубчатомуэлектроду узла Аиксации положения.1651 О 86 Направление начаСостояние Изменение регистра 20 знака ла счета 0 1 МинусПлюс ЕстьНет В плюсВ минус От Алема Р Составитель К.Тавлиновактор 0,1)рковецкая Техред А.Кравчук Корректор Н,Ревск Подписноеетениям и открытиям при Гшская наб., д. 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,ДрейАчастотыот значениярепера Заказ 160 О Тираж 393ВНИИПИ Государственного комитета по из113035, Москва, Ж,реверсивного счетчика 22 направления счета за 1 с