Магнитострикционный преобразователь перемещений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 01 В 17/00 ИЗОБ И БИДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРСКО тся к области вывтоматики, Целью вышение помехонии температуры олебаниях напряя. При обработке гналов, распрострикционному звудва компаратора, рователь и два инустранению парагналов, 3 ил. нмаш кулин РЕОБГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ"Система" Ленинградского научноводственного объединения "Злектро(56) 1. Авторское свидетельство СССК. 1504508, кл. О 01 В 17/00, 1988,2. Авторское свидетельство СССМ 1562700, кл. О 01 В 17/00, 1988.(54) МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ПРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙИзобретение относится к области вычислительной техники и автоматике.Известно устройство ультразвукового преобразователя, содержащее волновод, катушку передающую, две катушки приемные, компараторы, логические и аналоговые формирователи (11.Наиболее близким к изобретению является магнитострикционный преобразователь перемещений. содержащий магнитострикционный звукопровод с демпферами на концах, последовательно соединенные генератор импульсов и передающую катушку, неподвижно установленную на звукопроводе, приемную катушку с постоянным магнитом, установленную на звукопроводе с возможностью перемещения, временной формирователь, коммутатор и линию задержки (2,Недостатком известного устройства является низкая помехоустойчивость из-за влияния изменения температуры окружающей среды и колебаний напряжения источников питания. ао 1772623 А(57) Изобретение относи числительной техники и а изобретения является по устойчивости при измене окружающей среды или к жения источников питани прямого и отраженного си раня ющихся по магнитост копроводу, используются второй временной форми вертора, что приводит к зитных колебаний этих си Целью изобретения является повышение помехоустойчивости,Поставленная цель достигается тем, что магнитострикционный преобразователь, содержащий магнитострикционный звуко- провод с демпферами на концах, последовательно соединенные генератор импульсов и передающую катушку, неподвижно установленную на звукопроводе, приемную катушку с постояннь 1 м магнитом, установленную на звукопроводе с возможностью перемещения, временной формирователь, коммутатор и линию задержки, снабжен подключенными к выходу приемной катушки двумя компараторами, вторым временным формирователем, двумя инверторами и подключенными к выходу коммутатора последовательно соединенными интегратором и операционным повторителем, выход которого предназначен для подключения к регистратору, выход первого компаратора соединен с В - входом первого временного формирователя, Я - вход которого соединен с выходом второго компаратора, второй5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 вход первого компаратора через первый инвертор соединен с входам линии задержки, выходом подключенной через второй инвертор к первому входу коммутатора, второй вход коммутатора соединен с инверсным выходом второго временного формирователя, Я - входом соединенным с генератором импульсов, В - входом с выходам первого временного формирователя, второй выход которого соединен с третьим входом коммутатора, четвертый вход которого предназначен для подключения к источнику питания, второй вход второго компаратора соединен с инверсным выходам второго временного формирователя, а демпферы выполнены в виде развапьцовки концов звукопровода.; На фиг.1 представлена блок-схема магнитострикционного преобразователя; на фиг.2 - временная диаграмма блокировки ультразвуковых паразитных колебаний в преобразователе; на фиг.З - временная диаграмма работы преобразователя.Магнитастрикционный преобразователь перемещений состоит из магнитострикционного звукопровода 1, на одном конце которого расположена неподвижная цилиндрическая передающая катушка 2, соединенная с выходом усилителя 3 мощности тактового сигнала, на зоукопраоаде 1 расположена подвижная приемная цилиндрическая катушка 4 с постоянным магнитом 5, соединенная со входами двух компаратаров 6, 7 - прямого и отраженного сигналов, подключенных выходами к пагическай схеме первого временного формирователя 8, выходы второго временного формирователя 9 подкл 1 ачены к входу коммутатора 10 аналогового формирователя, выходы коммутатора 10 подключены к интегратору 11 и операционному повторителю 12, оыход которого является внешним выходом магнитострикционного преобразооателя линейного перемещения, и иноерторов 13, 14.Устройство работает следующим образам. Тактовый сигнал поступает на предварительный формирователь(ПФ) усилителя 3 мощности, с выхода предварительного формирователя сигнал одновременно поступает на вход выходного каскада ВК усилителя 3 мощности и формирователь 8, который сигналом по инверсному выходу включает ключ КЗ аналогового коммутатора 9 и приводит интегратор 10 в исходное состояние. Одновременно с выходного каскада ВК усилителя 3 мощности электрический импульс воздействует на передающую катушку 2, расположенную на звукоправоде 1. В катушке 2 возникает импульсное магнитное поле, которое возбуждает в трубчатом звукопроооде.1 механические ультразвуковые волньь Эти волны распространяются по эвукоп раваду 1 с ультразвуковой скоростью, и, пройдя через приемную катушку 5, возбуждают в ней электрические колебания (прямой сигнал). Дойдя до конца звукопровода 1, механическая ультразвуковая волна отражается от конца оолновода и, пройдя вторично приемнуо катушку 5, вновь возбуждает в ней электрические колебания (отраженный сигнал). Отраженная механическая ультразвуковая волна, дойдя.до начала звукопровода 1, отражаясь претерпевает значительное затухание, за счет радиальной развальцовки конца трубчатого вопнаоода, располокеннаго со стороны передающей катушки.Возбужденный прямой электрический сигнал в катушке поступает на кампаратор 7, который формирует прямоугольный импульс прямого сигнала, Этот сигнал с выхода компаратора 7 поступает на временной формирователь 9, который игнапам с неинверснога выхода переводит формирователь 8 о исходное состояние. С инверсного оыхода формирователя 9 сигнал включает анало-. говый ключ К 1 коммутатора 10, к конденсатор интегратора 11 начинает заря=- жаться от эталонного источника ЭИ через резистор, Возбужденный отраженной волной электрический сигнал обратной полярности поступает на кампаратор 6. который формирует прямоугольный импульс отраженного сигнала, ключ К 1 размыкается и конденсатор интегратора 11 отключается ат эталонного источника (ЭИ). Одновременно с инверсного выхода фармирооатепя 8 сигнал поступает на дифференцирующуа цепь инвертора 13, сигнал с выхода которого включает ключ К 2 аналогового коммутатора 10. Сигнал с выхода интегратора 11 поступает на динамическую память, состоящую из конденсатора и операционного аналогового повторителя 12. На выходе повторителя 12 формируется напряжение постоянного тока, пропорциональное линейному перемещению.Резистионая цепь Я 2 работает следующим образом. После переключения формирователя 9 тактовым импульсом сигнал низкого уровня с инверсного выхода формирователя 8 через резистор В 2 поступает на инверсный вход компаратора 7, подготавливая его к приему прямого сигнала. После прихода прямого сигнала формирователь 8 переходит в исходное состояние и сигналом высокого уровня через Й 2 переводит компаратор 7 в режим, предотвращающий срабатывание схемы ат паразитных отраженных сиг 177262 Эналов см. фиг. 2,в), Цепь задержки ЯЗ, С 1, инвертор 14, В 1 работают следующим обра-, . зом. После переключения формирователей 8, 9 и через время, определяемое цепью задержки ВЗ, С 1, на выходе инвертора 14 5 .появляется сигнал высокого уровня, поступающий через Я 1 на неинверсный вход компаратора 6 и подготовляющий его к приему отраженного сигнала, После прихода отраженного сигнала формирователь 9 перехо дит, в исходное состояние и через инвертор 14 сигналом низкого уровня переводит компаратор 6 в режим, предотвращающий срабатывание схемы от паразитных сигналов (см. фиг.2,а). 15. Радиальная развальцовка, выполненная на конце звукопровода 1 со стороны передающей катушки 2, выполняет роль демпфера для отражения сигнала от разеальцованного конца, т,к. развальцовка 20 искажает структуру кристаллической решетки звукопровода 1 в месте развальцовки и способствует затуханию отраженного сигнала.Использование изобретения позволит 25 повысить надежность работы преобразователя. Снизит требования к порогу срабатывания компараторов и их регулировки. 1 формула изобретения 30Магнитострикционный преобразователь перемещений, содержащий магнитострикционный звукопровод с демпферами на концах, последовательно соединенные генератор импульсов и передающую катуш- Э 5 ку, неподвижно установленную на звуко- проводе, приемную катушку с постоянным магнитом, установленную на звукопроводе с воэможностью перемещения, временной формирователь, коммутатор и линию задержки, о тл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, он снабжен подключенными к выходу приемной катушки двумя компараторами, вторым временным формирователем, двумя инверторами и подключенными к выходу коммутатора последовательно соединенными интегратором и операционным повторителем, вь 1 ход которого предназначен для подключения к регистратору, выход первого компаратора соединен с й-входом первого временного формирователя, 3-вход которого соединен с выходом второго компаратора, второй вход первого компаратора через первый инвертор соединен с входом линии задержки, выходом подключенной через второй инвертор к первому входу коммутатора, второй вход коммутатора соединен с инверсным выходом второго временного формирователя, Я-входом соединенным с генератором импульсов, Я-входом - с выходам первого временного формирователя, второй выход которого соединен с третьим входом коммутатора, четвертый вход которого предназначен для подключения к источнику питания, второй вход второго компаратора соединен с инверсным выходом второго временного формирователя, а демпферы выполнены в виде развальцовки концов звукопровода./ф 3 УЩИАЮРурюка юнас СиЕМ от АЗюъол гж ему оо сигнал сиама егозило Составитель Н, ВласовТехред М.Моргентал Корректор М. Максимищи едактор Заказ 3837 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035. Москва. Ж, Раушская наб., 4/5 НТ СССР изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1