Система индикации положения регулирующего органа

(19) (И) З(51) С О 1 В 7/ОО ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) Е.А.Измайлов, В.В,Воскобойников, Т.В.Хробостова и В.Б.Жилин (71) Московский ордена Ленина и орде. на Октябрьской Революции авиационный институт им.Серго Орджоникидзе и Всесоюзный научно-исследовательский институт атомного энергетического машиностроения(54)(57) СИСТЕМА ИНДИКАЦИИ ПОЛОЖЕНИЯ РЕГУЛИРУЮЩЕГО ОРГАНА, содержащая корпус из немагнитного материала, чувствительный элемент из о датчиков в виде магнитопровода с обмотками, постоянный магнит цилиндрической формы, источник переменного тока, И индикаторных ламп, )1 элементов И, элемент НЕ, формирователь импульсов, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности, она снабжена (й) дисками, выполненными из нЬ- магнитного электропроводного материала, четырьмя управляемыми коммутаторами, двумя резонансными фильтрами, двумя усилителями-преобразователями, двумя компараторами, двумя установочными триггерами, двумя элементами И, двумя реверсивными счетчиками, тремя элементами ИЛИ-НЕ, генератором им- . пульсов, индикаторным прибором и фор-, мирователем импульсов, каждый магнитопровод выполнен в виде стержня, все магнитопроводы расположены на одной оси внутри корпуса и между каждыми двумя соседними магнитопроводамиустановлен диск, постоянный магнитвыполнен в виде открытого цилиндра сосевой намагниченностью, во внутренней полости которого установлен корпус, концы всех обмоток соединенывместе и подключены к корпусу, а начало каждой обмотки подсоединено кпервому и второму коммутаторам: нечетные - кЪервому, а четные - к второму, выход первого коммутатора черезпоследовательно соединенные первыйфильтр, первый усилитель-преобразователь соединен с индикаторным прибором и первым компаратором, выход второго коммутатора через второй фильтр,второй усилитель-преобразователь при.соединен к индикаторному прибору ивторому компаратору, выходы обоихкоммутаторов связаны с источникОм переменного тока, выход первого компаратора подключен к прямому входу первого счетчика, к первому входу первого элемента ИЛИ-НЕ, к - нечетй ным элементам И и через последовательно соединенные первый триггер и (о+1)-й элемент И к реверсивному входу первого счетчика,выход второго компаратора подключен к прямому входу второго счетчика, к второму входу пер. вого элемента ИЛИ-НЕ, к 6 четным элементам И и через последовательно соединенные второй триггер и (6+2)-й элемент И к реверсивному входу второ"го счетчика, выход элемента ИЛИ-НЕ присоединен к вторым входам (и+1)-гои 1+2)-го элементов И, выход первого триггера через второй элемент ИЛИ-НЕ соединен с прямым входом первого счетчика, через первый формирователь1 116 300 импульсов - с вторым входом второготриггера, а через третий элемент ИЛИ-НЕ " с прямым входои второгосчетчика выход второго триггера через третий элемент ИЛИ-НЕ связан спрямыи входом второго счетчика, через второй формирователь импульсовс вторым входом первого триггера, ачерез второй элемент ИЛИ-НЕ связан спрямым входом первого счетчика, генератор подключен к источнику переменного тока, а его выход через третийэлемент ИЛИ-НЕ присоединен к прямомувходу второго счетчика, а через поИзобретение относится к измерительной технике и предназначено дляизмерения линейных перемещений в широком диапазоне.Известны устройства индикации положения регулирующего органа, содержащие источник переменного напряжения, й постоянных магнитов, магнитопровод с обмоткой, цилиндрическийкорпус из немагнитного матерйала иблок обработки информации, выполненный в виде сельсица-приемника,Недостатками данного устройстваявляются ограниченность диапазонаизмеряемых перемещений и относительно невысокая точность,Наиболее близким к изобретениюявляется система индикации положения регулирующего оогана. содержащая корпус из немагнитцого материала, 20 чувствительный элемент из И датчиков в виде магцитопровода с обмотками, постоянный магнит цилиндрической формы, источник переменного тока, й индикаторных ламп, И элементов И, элемент НЕ, формирователь импульсов 1.Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения, поскольку используется дискрет ный метод измерений.Цель изобретения - повышение точности измерений.Поставленная цепь достигается тем. что система индикации положения регулирующего органа, содержащая корследовательно соединенные элементы НЕ и второй элемент ИЛИ-НЕ к прямому входу первого счетчика, третий и четвертый коммутаторы подсоединены к источнику переменного тока, а их выходы через - нечетных элементов ИоО2и - четных элементов И соединены синечетными и - четными индикаторйными лампами соответственно, выход первого счетчика присоединен к управляющим входам второго и четвертого коммутаторов, а выход второго счетчика к управляющим входам первого и третьего коммутаторов. пус из немагнитного материала, чувствительньй элемент издатчиков ввиде магнитопровода с обмотками, постоянный магнит цилиндрической формы,источник переменного тока, 0 индикаторных ламп, 1 элементов И, элемент НЕ, формирователь импульсов,снабжена И - 1) дисками, выполненнымииз цемагнитного электропроводцого ма.териала, четырьмя управляемыми комму.татораии, двумя резонансными фильтрами, двумя усилителяии-преобразовате. -лями, двумя компараторами, двумя установочными триггерами, двумя элементами И, двумя реверсивцыми счетчиками, тремя элементами ИЛИ-НЕ, генератором импульсов, индикаторным прибором и формирователем импульсов, каждый магнитопровод выполнен в видестержня, все магнитопроводь 1 расположены на одной оси внутри корпуса имежду каждыми двумя соседними магцитопроводами установлен диск, постоянный магнит выполнен в виде открытогоцилиндра с осевой намагниченностью,во внутренней полости которого установлен корпус, концы всех обмотоксоединены вместе и подключены к корпусу, а начало каждой обмотки подсоедицено к первому и второму коммутаторам: нечетные - к первому, а четные - к второму, выход первого коммутатора через последовательно соедиценцые первый фильтр, первый усилитель-преобразователь соединен синдикаторным прибором и первым компа1116300 ратором, выход второго коммутатора через второй фильтр, второй усилитель- преобразователь присоединен к индикаторному прибору и второму компаратору, выходы обоих коммутаторов связаны 5 с источником переменного тока, выход первого компаратора подключен к прямому входу первого счетчика, к первому входу первого элемента ИЛИ-НЕ, кнечетным злемецтам И и через последовательно соединенные первый триггер и (г 1+1)-й элемент И к реверсивному входу первого счетчика, выход второго компаратора подключен к прямому входу второго счетчика, к вто рому входу первого элемента ИЛИ-НЕ, к - четным элементам И и через послеОгдовательцо соединенные второй триггер и 1+2)-й элемент И к реверсивному входу второго счетчика, выход элеО мента ИЛИ-НЕ присоединен к вторым входам (+1)-го и (о+2)-го элементов И, выход первого триггера через второй элемент ИЛИ-НЕ соединен с прямым входом первого счетчика, через 25 первый формирователь импульсов - с вторым входом второго триггера, а через третий элемент ИЛИ-НЕ - с прямым входом второго счетчика, выход второго триггера через третий элемент ИЛИ-НЕ связан с прямым входом второго счетчика, через второй форми. рователь импульсов - с вторым входом первого триггера, а через второй элемент ИЛИ-НЕ связан с прямым входом35 первого счетчика, генератор подключен к источникупеременного тока, а его выход через третий элемент ИЛИ-НЕ присоединен к прямому входувторого счетчика, а через последовательно соединенные элементы НЕ и второй элемент ИЛИ-НЕ к прямому входу перво го счетчика, третий ц четвертый коммутаторы подсоединены к источнику пременного тока, а их выхо ы черезнечетных элементов И и - четных И Ц 2 дэлементов И соединены с - нечетными ичетными индикаторными лампаТми соответственно, выход первого счетчика присоединен к управляющим50 входам второго и четвертого коммутаторов, а выход второго счетчика к управляющим входам первого и третьего коммутаторов. На фиг.1 приведена конструктивная схема чувствительного элемента системы индикации, ца фиг,2 - функциональная схема системы индикации. 4Чувствительный элемент (фиг. 1) состоит из цилиндрического постоянного магнита 1 с осевой намагниченностью, жестко связанного с регули-, рующим органом, корпуса 2 из немагнитного материала, внутри которого находятся расположенные на одной осимагнитопроводов 3 в виде стержней с обмотками 4, (-1) дисков 5 из не- магнитного электропроводного материала, установленных между соседними магнитопроводамиСистема индикации (фиг.2) состоитиз четырех управляемых коммутаторов6-9, двух резонансных фильтров 10 и11, двух усилителей-преобразователей12 и 13, двух компараторов 14 и 15,двух установочных триггеров 16 и 17,(0+2) элементов 18, 19 и 20 И, двухреверсивных счетчиков 21 и 22, трехэлементов 23, 24 и 25 ИЛИ-НЕ, гецера"тора 26 импульсов, элемента 27 1 Е,индикаторного прибора 28, двух форми.рователей 29 и 30 импульсов, источни.ка 31 переменного тока, й индикаторных ламп 32,Система индикации работает следующим образом,Прц равномерной намотке витковобмоток чувствительного элемента всуществующей зависимости величинысигнала от перемещения имеется линейный участок, который и используетсядля съема сигнала. Для обеспечениямонотонности выходной характеристикивсей системы соотношение длин постоянного магнита 1 и магцитопровода 3выбирается таким образом, чтобы кмоменту достижения сигналом с какоголибо датчика установленного максимального значения сигнал с последующего датчика достигал . установленного минимального (порогового для всейсистемы) значения.При включении схемы импульсы сгенератора 26, проходя через элементы 23 и 24 ИЛИ-НЕ и 27 НЕ, поочередно поступают на прямыс входы счетчиков 21 и 22. Сигналы с последних осуществляют управление коммутаторами 6и 7, подключая поочередно датчики снечетными и четными номерами, Послепоявления на выходе фильтра 10 или 11сигцапа второй гармоники с какого-либо датчика срабатывает один из компараторов 14, 15, настроенных ца нижнийпороговый уровень диапазона измерений.Сигнал с этого компаратора поступаетна прямой вход соответствующего счетчика, Б -вход последовательно подключенного триггера 16 или 11, один из входов элемента 25 ИЛИ-НЕ и на входы элементов 20 И индикаторных ламп. 5 Сигнал с триггера. поступает на входы элементов 23 и 24 ИЛИ-НЕ, прекращая подачу импульсов с генератора 2 б на прямые входы счет;иков, Сигнал со счетчика подает питание,на индикатор 1 О.ную лампу работающего датчика и подключает к источнику питания датчик, имеющий следующий порядковый номер, подготавливая его к работе в случае, если движение подвижной части продол-,15 жается в том же направлении. По сигналу с компаратора срабатывает соответствующий триггер и запирается элемент ИЛИ-НЕ 25, запрещая прохождение сигналов на реверсивные входы счетчи. 20ков,При движении подвижной части в прямом направлении после появлениясигнала с подключенного последующего датчика срабатывает другой компара 25тор, сигнап с которого поступает соответственно на прямой вход второгосчетчика, второй триггер, второй входэлемента ИЛИ-НЕ. Второй счетчик подключает к источнику питания датчик с 30 последующим порядковым номером. Последовательное подключение датчиков осуществляется в указанном выше порядке при прямом ходе подвижной части. В случФе ее обратного хода в оп- З 5 ределенный момент сигнал с усилителя-преобразователя, подключенного кработающему датчику, оказывается ниже порогового уровня. На выходе соответствующего компаратора появляется 40нулевой сигнал, поступающий на входэлемента 25 ИЛИ-НЕ, который вырабатывает сигнал, поступающий на входы элементов 18 и 19 И. Один из этих элементов, подключенный к каналу работающего датчика и имеющий на одном из входов сигнал с выхода соответствующего триггера, срабатывает и подает сигнал на реверсивный вход счетчика,Сигнал со счетчика подключает к источнику питания и к Фильтру датчик, имеющий предыдущий порядковый номер. По сигналу с этого датчика срабатывает соответствующий компаратор, запирая элемент ИЛИ-НЕ и, следовательно, реверсивный вход счетчика. В случае продолжения движения в этом же направлении работа устройства соответст вует описанию работы в "прямом" направлении,Система индикаторных ламп осуществляет "грубый" отсчет измеряемых перемещений, По нему определяется расстояние, пройденное регулирующим органом от начала отсчета до начальной координаты работающего датчика, соответствующей моменту появления на датчике порогового значения сигнала.Сигнал "точного" отсчета поступает с усилителя-преобразователя на индикаторный прибор 28, По нему определяется перемещение конца датчика относительно его начальной координаты,Чувствительность системы индикации определяется величиной сигнала второй гармоники, появляющегося в обмотке датчика в его начальном положении в результате воздействия поля постоянного магнита, прошедшего через электромагнитный экран.Предложенное устройство по данным экспериментальных исследований обеспечивает непрерывное измерение с точностью на два порядка выше прототипа.1116300 Фие. 2 едактор М.Дылын Техред С.Лег Корректор М.Шарон аз 6 П "Патент", г,ужгород, ул.Проектная,32 ТираЖ 58ВНИИПИ Государ по делам изоб 3035, Москва, Ж твенногоретений и-35, Раув Подписноеомитета СССоткрытийкая наб д