Устройство для измерения линейных перемещений

(51)4 О 01 В Я хническии ино х о СССР 1978. оектированых преобьст 00, и п ел остроение с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕПЬСТ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ(57) Изобретение относится к измерительной, технике. Целью изобретенияявляется повышение точности измерений. По команде "Сброс" в блоке 11управления Формируется и выдается сшестого выхода команда на запись кодачисла И во второй счетчик 9 импульсов. Команды с третьего и седьмоговыходов блока 11 управления разрешают перезапись кода И, в первый и третий счетчики 8, 10 импульсов, Второйсчетчик 9 импульсов командой с пято1374036 го выхода устанавливается в "0". Команды с первого, четвертого, восьмого выходов блока 11 разрешают запись через элементы 5,6,7 импульсов с авто- генераторов 2,3,4 соответственно на вычитающие входы счетчиков 8,10 и суммирующий вход счетчика 9. Периоды следования с первого, второго и третьего автбгенераторов выбираются из соотношений Т т Т Т, . Первым заьполняется счетчик 8, при этом формируется интервал Б = Б Т,. В соответствии с этим интервалом число импульсов в счетчике 9 составляет Б = Б Т/Т. Импульс с выхода обратного переноса счетчика 8 поступает на первый вход блока 11, который с третьего выхода выдает импульс на запись Б, в первый счетчик 8. Счет импульсов вторым и третьим счетчиками 9,10 продолжается до обнуления счетчика 9. При этом формируется интервал Г = И Т .Во втором счетчике 9 при этом число импульсов составит И = ИТ /ТИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, для автоматического контроля и регулирования перемещений, деформаций и т,п, 5Целью изобретения является повышение точности измерений путем расширения линейного диапазона измере 10На фиг.1 представлена блок-схемапредлагаемого устройства; на фиг.2 временная диаграмма его работы.Устройство (Лиг,1) содержит дифференциальный индуктивный датчик 1,измерительные автогенераторы 2,3,в задающие контуры которых включенысоответствующие плечи датчика 1. Устройство содержит также третий автогенератор 4, первый элемент 2-2 И-ИЛИ 2НЕ 5,второй элемент 2-2 И-ИЛИ-НЕ 6,элемент 2 И-НЕ 7, первый счетчик 8 импульсов, второй счетчик 9 импульсов,третий счетчик 10 импульсов и блок 11управления. Первый 2 и второй 3 из.мерительные автогенераторы подключены Это число переписывается в счетчик 10. Одновременно на втором выходе блока 11 формируется команда, разрешающая реверсивный счет импульсов с периодами Т, и Т счетчиками 8 и 10, и к моменту обнуления счетчика 8 формируется интервал времени сч.з = Б,Т, = Б Т,/Т. В момент обнуления счетчика 8 обнуляется счетчик 9, разрешается запись в него импульсов на вычитающий вход счетчика 10 и продолжается поступление импульсов на вы-, читающий вход счетчика 10,и к моменту его обнуления формируется интервал С = ИТ= И, Т/Т, . Разно стный/ / щ аа интервал Ь= (,-= Ио Т - Т,/Т, при этом число импульсов, поступивших в счетчик 9 за это время, равно ЬИ - Ьь/Т - Б Т - Т /Тз, учитывая, что Т = сопят, Т, и Т зависят от измеряемой величины, после преобразований ЬИ = В Ю, где В - постоянная величина, а Ь 1 - линейное измеряемое перемещение. 2 ил. к первым и третьим входам соответствующих элементов 5 и 6, выход третьего автогенератора 4 связан с первым входом элемента 7, Выходы элементов 5 и 6 подключены к вычитающим входам соответственно первого 8 и третьего 1 О счетчиков импульсов, выход элемента 7 соединен с суммирующим входом второго счетчика 9 импульсов. Выходы счетчиков 8, 10 подключены соответственно к первому и второму входам блока 11 управления.Первый выход блока 11 управления соединен с вторым входом элемента 5, второй - с четвертыми входами элементов 5 и 6, третий - с установочным входом элемента 8, четвертый - с вторым входом элемента 7, пятый - с входом установки в "0" счетчика 9 импульсов, шестой и седьмой - с установочными входами соответственно счетчиков 9 и 10, восьмой - с вторым входом элемента 6.Устройство работает следующим образом.Перед началом преобразований периоды следования импульсов первого 2 второго Зи третьего 4 автогенераторов (фиг.1) выбираются из соотношения Т Т т 53 аТ .По команде "Сброс". (нафиг.2 не показано) в блоке 11 управления формируется и выдается с шестого выхода команда на запись кода числа Б, во второй счетчик 9 импульсов. Число И определяет разрядность результата преобразования.Следующие команды, одновременно поступающие с третьего и седьмого вы-ходов блока 11 управления, разрешают 15 перезапись кода Б из второго счетчика 9 импульсов в первый 8 и,третий 1 О счетчики импульсов. Команда с пятого выхода блока 11 управления устанавливает в "0" второй счетчик 9 им пульсов.Следующие потенциальные команды, одновременно поступающие с первого, четвертого и восьмого выходов блока 11 управления, разрешают поступление 25 выходных импульсов с первого измерительного автогенератора 2 через первый элемент 2-2 И-ИЛИ-НЕ 5 на вычитающий вход первого счетчика 8 импульсов, импульсов с выхода второго из О мерительного автогенератора 3 через второй элемент 2-2 И-ИЛИ-НЕ 6 на вычитающий вход третьего счетчика 10 импульсов, импульсов с выхода третьего автогенератора 4 через элемент 2 И-НЕ 7 на суммирующий вход второго счетчика 9 импульсов.В силу приведенного выше соотношения периодов автогенераторов первым обнуляется первый счетчик 8.импуль О сов. За это время формируется интервал (фиг. 2).45который одновременно квантовался импульсами с периодами следования Т , в результате чего во втором счетчике 9 импульсов формируется код50фТ (2)Импульс с выхода обратного переноса(фиг.1) первого счетчика 8 импульсовпоступает на первый вход блока 11управления, который с третьего выходавыдает команду на запись кода Б, впервый счетчик 8 импульсов. Счет им(3) г 11 о который одновременно квантовался во втором счетчике 9 импульсов импульсами с периодом следоваия Т . При этомзво втором счетчике 9 импульсов формируется код (фиг.2)(4)зИмпульс с выхода обратного переноса третьего счетчика 10 импульсов (фиг.1) поступает на второй вход блока 11 управления, который с седьмого выхода выдает команду на перезапись кода Б в третий счетчик 10 импульсов из второго счетчика 9 импульсов, Одновременно в блоке 11 управления формируется и выдается на второй выход команда, разрешающая реверсивный счет импульсов с периодами следования Т, от первого измерительного автогенератора 2 через первый элемент 2-2 И-ИЛИ-НЕ 5 первым счетчиком 8 импульсов и с периодами следования Т от второго измерительного автогенератора 3 через второй элемент 2-2 И-ИЛИНЕ 6 третьим счетчиком 10 импульсов,К моменту обнуления первого счетчика 8 импульсов формируется интервал времени (фиг,2).(5) ь=Б Т З 1 э или из формулы (2)(6)зВ момент обнуления первого счетчика 8 импульсов (фиг.1) с его выхода обратного переноса поступает импульс на первый вход блока 11 управления, который формирует и выдает команду с пятого выхода на сброс в "О" второго счетчика 9 импульсов, с четвертого выхода - разрешение на счет импульсов от третьего автогенератора 4 через элемент 2 И-НЕ 7 вторым счетчиком9 импульсов. При этом продолжается поступление импульсов от второго измерительного автогенератора 3 пульсов вторым 9 и третьим 10 счетчиками импульсов продолжается до обнуления третьего счетчика 9 импульсов. За время работы третьего счетчика 9 импульсов, т.е. до его обнуления,формируется интервал, + 1 сд 1 - индуктив ренциального датчик ерительного автоген сть1атоплеча диффпервого и Ьг= Ьплеча диФФвторого израуЬЬ= Кдти одногодатчика;Ь 1 - измК-коэ 1 - прирплеча дифф ение индуктивнос-,еренциального5,т на вычитающий вход третьего счетчика10 импульсов, и к моменту его обнуления формируется интервалФиг.2) Используя Формулу (4):2С =о (8)зВ момент обнуления третьего 10 счетчика импульсов команда с его вы" хода обратного переноса поступает на второй вход блока 11 управления, который формирует команды запрета счета импульсов во все счетчики 8-10 имПульсов. На этом цикл преобразования заканчивается. Разностный временной интервал дТ ,получаемый между вторыми обнулениями. счетчиков 8 и 10 импульсов, с уче-.том (6) и (8) будет равен252-Т,4 5 11 - ---(9)ф Число импульсов дБ, поступивших в счетчик 9 импульсов за этот временной интервал, будет с учетом (9) равно 30гдОД -И 1 - г (10)о гг5 3Периоды Т, и Тг измерительных ЬС-автогенераторов 2 и 3 могут быть представлены соответственно в виде: 11 =2 Т ЬС, =23 о- К д 3. - индуктивностьеренциального датчика 1мерительного автогенератояемое перемещение;ициент пропорционально С С - емкости колебательных . контуров первого и второго измерительных ЬС-автогенераторов соответственно.Из (10) с учетом (11) и (12) по- лучим 47 (Ь + Кд 3.)С-(Ьо - Ед 3-)Са 1 4 Т Ь (С - Сг ) 8 ц К(С 1 + Са)= С коэффициент А = О, получаем формула изобретения Устройство для измерения линейных перемещений, содержащее дифференциальный инДуктивный датчик, первый и второй измерительные автогенераторы, в задающие контуры которых включены соответствующие плечи дифференциального измерительного датчика, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено первым, вторым и третьим счетчиками импульсов, третьим автогенератором, двумя элементами 2-2 И-ИЛИНЕ, элементом, 2 И НЕ,блоками управления, выход первого измерительного автогенератора соединен с первым и третьим входами первого элемента 2-2 И-ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, четвертый вход - с вторым выходом блока управления и с четвертым входом второго элемента 2-2 И-ИЛИ-НК, выход первого элемента 2-2 И-ИЛИ-НЕ соединен с вычитающим входом первого счетчика импульсов, установочный вход которого соединен с третьим выходом блока управления, выход обратного пе1374036 Составитель В,Петраковскийдактор А.Маковская Техред М.Ходанич Корректор В.Гир 562/36 Тираж 680 ВНИИПИ Государственног по делам изобретен 113035, Москва, Ж, Ра Подписноеомитета СССРи открытийская наб., д. 4/5 и жгород, ул.Проектная, 4 реноса - с первым входом блока управления, входы параллельной записи первого счетчика импульсов соединены свыходами второго счетчика импульсови с входами параллельной записитретьего счетчика импульсов, выходтретьего автогенератора соединен спервым входом элемента 2 И-НЕ, второйвход которого соединен с четвертымвыходом блока управления, выход - ссуммирующим входом второго счетчикаимпульсов, вход установки в "0" которого соединен с пятым выходом блока изводственно-полиграфическое п управления, установочный вход - сшестым выходом блока управления, выход второго измерительного автогенератора соединен, с первым и третьимвходами второго элемента 2-2 И-ИЛИ-НЕ,второй вход которого соединен с восьмым выходом блока управления, выход -с вычитающим входом третьего счетчика импульсов, установочный вход которого связан с седьмым выходом блокауправления, а выход обратного переноса - с вторым входом блока управ-.ления.