Преобразователь перемещенийв аналоговый сигнал

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Соаетскик Социапнстическии Реснубпнк)До ительно авт. саид-ву 22) Заявлено 11. 12 присоединением з 78 (21) 2693521/18-2яаки М С 01 Госуд ственный комитетСССРам изобретенийн открытий(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В АНАЛОГОВЫСИГНАЛ д1 О угла поворота, правляемые контаксистему точного рубого отсчета, и соединенный с гнитоуправляеьиИзобретение предназначено для преобразования линейных и круговых перемещений в пропорциональное ему напряжение и может быть использовано в системах автоматики для измерения линейных перемещений рабочих органов перемещающихся в герметичных объемах в нефтяной, горнорудной и энергетической промышленности.Известен дискретный уровнемер, содержащий постоянный магнит, диодную матрицу, герконы, каждый из которых охвачен обмоткой возбуждения, выполненных в виде встречно включенных полуобмоток, два.источннка питания и развязывающие диоды 11.Однако сложность схемы измерения, обусловленная наличием диодной матрицы и обмоток возбуждения, расположенных на каждом из герконов, снижает надежность работы устройства и обуславливает невысокую точность измерения.Известен датчиксодержащий магнитоуты, разделенные наотсчета и снстему гделитель напряжеййясоответствующими мами контактами 2 . Недостатком данного устройстваявляется необходимость двух приборовизмерения.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсядискретный уровнемер, содержащий рядгерконов младшего и старшего разрядов, расположенных в контролируемомиапазоне на расстоянии друг отуга. Герконы одноименных младшихи каждого Старшего разрядов объединены в параллельные группы и разделены на два самостоятельных канала.Герконы шунтируют соответствующие 5 им последовательно соединенные резисторы, Воздействующим элементомна герконы является постоянный магнитИнформация от младшего и старшегоразрядов поступает на два самостоя- О тельных стрелочных прибора 13 1.Недостатком известного устройстваявляется возможность ошибки измеренияперемещения при переходе воздействующего элемента (магнита ) из одной 1 группы герконов в другую группу. Например, при перемещении вверх (.вперед ),когда замкнут только последний геркон первой группы младшего разряда,один из стрелочных приборов индиб,цирует последнюю отсчетную точку20 младшего разряда, а другой прибор ноль перемещения в старшем разряде. При дальнейшем перемещении вверх(вперед) на приборах должна синхронно смениться информация, т.е. прибор младшего разряда должен индицировать ноль перемещения, а прибор старшего разряда - первую отсчетную,точку, При движении магнита вниз (назад ) при переходе из одной группы герконов в другую показывающий прибор также индицирует ошибку: при замк- О нутом первом герконе младшего раз - ряда следующим замыкается первый геркон предыдущей группы старшего разряда и прибор индуцирует первую отсчетную точку младшего разряда и 15 отсчетную точку соответствующей группы старшего разряда, тогда как прибор должен индицировать только соответствующую точку старшего разряда.1Кроме того, наличие двух приборов создает неудобство считывания информации.Цель изобретения - повышение точности преобразования. 25Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь линейных и угловых перемещений в аналоговый сигнал, содержащий магнитоуправляемые контакты младшего.и старшего разрядов, расположенных на определенном расстоянии друг от друга и объединенных в группы по числу поддиапаэонов измерения, резисторы, образующие делитель напряжения старшего разряда и делитель напряжения младшего разряда,постоянный магнит, размещенный на контролируемом объекте, измерительный прибор и источник питания, в него введен управляемый ключ; один вывод магнитоуправляемых контактов младших 40 разрядов, кроме последнего в группе, подключен через управляемый ключ и плюсовой шине источника питания,другой вывод магнитоуправляемых контак тов младших разрядов, кроме последне го в группе, соединен с соответствующей точкой делителя напряжения младшего разряда, одни выводы магнитоуправляемых контактов страшего разряда объединены между собой и подключены к минусовой шине источника питания, другие выводы магнитоуправляемых контактов старшего разряда в каждой группе соединены между собой, подключены к соответствующей точке делителя напряжения старшего разряда и к одному из выводов последнего магнитоуправляемого контакта младших разрядов соответствующей группы, а вторые выводы последних магнитоуправляемых конактов в каждой группе млад ших разрядов объединены между собой и подключены к управляющему выводу управляемого ключа, делители напрякения младшего и старшего разрядов соединены между собой и общей точкой 65 подключены к шине нулевого потенциалаисточника питания, один вывод измерительного прибора подключен к одномуиэ резисторов делителя напряжениястаршегр разряда,а другим выводом -к одному иэ резисторов делителянапряжения младшего разряда.На фиг,1 представлена принципиальная схема преобразователя перемещенийв аналоговый сигнал; на фиг,2 - характеристика выходного напряженияпреобразователя.Рассмотрим работу преобразователяна примере преобразователя линейныхперемещений в аналоговый сигнал.Преобразователь содержит источник1 питания, управляемый ключ 2, тригруппы магнитоуправляемых контактов(герконов) 3 - 5 младшего разряда,две группы магнитоуправляемых контактов ( герконов ) б и 7 старшего раз -ряда, резисторы 8 - 11, образующиеделитель напряжения, подключенныйк герконам канала младшего разряда,резисторы 12 и 13, образующие делитель напряжения канала герконов старшего разряда, показывающий прибор14 и постоянный магнит 15, связанныйс контролируемым органом.Контролируемый орган и немагнитнаятруба, на которой расположены герконыи резисторы, на схеме не показаны.Каждая группа младшего и старшегоразрядов содержит по 5 герконов, впринципе количество герконов в группе может быть увеличено или уменьшено в зависимости от дискретностипреобразования. При принятом количестве групп и числе.герконов вгруппе преобразователь позволяетизмерять линейное перемещение контролируемого органа (магнита ) в диапазоне 280 мм с дискретностью в20 мм, Величины сопротивлений реэисторов 8 - 11 выбраиы такими 1 и, чтопри напряжении источника питания в10 В замыкание любогр геркона вгруппах младшего разряда увеличивает напряжение, показываемое прибором 14 на 0,2 В, а замыкание любого геркона из числа входящих вгруппы старшего разряда увеличивает напряжение, показываемое прибором 14 на 1 В.Устройство работает следующимобразом.При достижении контролируемыморганом (магнит 15) положения,соответствующего замыканию геркона 3,( младшего разряда, последнийзамыкается. По цепи элементов1 - 2 - 3 - 8 - 9 - 10 - 14 - 121 проходит ток,.показывающийприбор 14 показывает 0,2 В, т.е.первую отсчетную точку или 20 ммперемещения контролируемого органа. Далее контролируемый орган смагнитом 15 достигает геркона 3(при этом геркон 3 еще не разомкнулся ) , который замыкается, и3 30 15 20 25 30 35 ао 45 50 55 65 ток в измерительной цепи увеличивается за счет исключения из цепи тока резистора 8, прибор 14 показы вает следующую отсчетную точку,т.е. напряжение 0,4 В или перемещение впе ред (вверх) контролируемогЬ органа на 40 мм, При замыкании магнитом геркона 3, прибор 14 показывает 0,8 В или 80 мм перемещения. При дальнейшем перемещении магнита замыкается геркон 3 , но показания прибора 14 при этом не меняются, так как он с делителем напряжения младшего разярда не связан. В момент включения геркона б включается блокирующий элемент 2 и герконы младшего разряда от источника. 1 тока отключаются, а цепь тока замыкается через элементы б, 13, 14, 11 и 1, Прибор 14 индуцирует при этом напряжение 1 В, соответствующее 100 мм перемещения. Таким образом исключается ошибка в преобразовании при переходе магнита из одной группы герконов в другую.При дальнейшем перемещении контролируемоего органа с магнитом 15 вверх (вперед) геркрн 34 размыкается, но остаются замкнутыми герконы 3 и б и управляемый ключ 2 находится во включенном состоянии и блокирует питание герконов младшего разряда, поэтому информация не меняется. При разьыкании геркона 3 и движении магнита 15 вверх (вперед) геркон 4 второй группы младшего. разряда. уже замкнут, управляемый ключ 2 обесточивается и герконы младшего разряда снова подключаются к источнику 1 питания, Прибор 14 показывает, что контролируемый орган перемещается вверх (вперед) на 120 мм, т,е. напряжение на приборе равно сумме напряжений с двух делителей напряжения делителя, образованного резисторами 8 - 11, и делителя, образованного резисторами 12 и 13. Дальнейшее перемещение контролируемого органа с магнитом 15. вперед вызывает замыкание геркона 42, напряжение с делителя младшего разряда увеличивается на 0,2 В, и прибор 14 показывает 140 мм перемещения, так как все герконы бб прдключены к одной и той же точке делителя напряжения старшего разряда. Аналогично работает устройство на всем диапазоне перемещения контролируемого органа вперед (вверх)При движении контролируемого органа с магнитом 15 вниз (назад) геркон 42 размыкается, и прибор 14 показывает снова 120 мм перемещения, В дальнейшем замыкаются герконы б и 3 , блокирующий элемент 2 включается и отключает герконы младшего разряда от источника питания, а прибор показывает 100 мм перемещения. После замыкается геркон 3+ , а геркон 61 размыкается, управляемый ключ 2 ббесточивается, н герконы младшего разряда снова подключаются к и,.точнику 1 питания, прибор 14 показывает 80 мм перемещения, Аналогично работает устройство на всем диапазоне перемещения контролируемого органа.управляющий ключ 2 может быть выполнен на реле (фиг.1), а может быть выполнен на одном транзисторе, который закрывается при замыкании первого геркона в каждой группе старшего разряда и последнего в каждой группе герконов младшего разряда.Таким образом, введение в устроЯ- ство блокирующего элемента позволяет исключить ошибку преобразования, т.е. повысить точность, а представление информации младшего и старшего .разрядов на одном показывающем приборе создает большие удобства в считывании информации и исключает возможность ошибки в считывании.Кроме того, преобразованный сигнал перемещения с одного прибора удобно передавать в автоматизированную систему управления работой установки, что не позволяет известное устройство. Формула изобретения Преобразователь перемещений в аналоговый сигнал, содержащий магнитоуправляемые контакты младшего и старшего разрядов, расположенные на определенном расстоянии друг от друга и объединенные в группы по числу поддиапазонов измерения, резисторы, образующие делитель напряжения старшего разряда и делитель напряжения младшего разряда., постоянный магнит на контролируемом объекте, измерительный прибор и источник питания, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введен управляемый ключ; один вывод магнитоуправляемых контактов младших разрядов, кроме последнего в группе, подключен через управляемый к плюсовой шине источника питания,. другой вывод магнитоуправляемых контактов младших разрядов, кроме последнего в группе, соединен с соответствующей точкой делителя напряжения младшего разряда, одни выводы магнитоуправляемых контактов старшего разряда объединены между собой и подключены к минусовой шине источника 11 итания, другие выводы магнитоуправляемых контактов старшего разряда в каждой группе соединены между собой, подключены к соответствующей точке делителя напряжения старшего разря 66 да и к одному из выводов последнего магнитоуправляемого контакта младших разрядов соответствующей группы, а вторые выводы последних магнитоуправляемых контактов в каждой группе младших разрядов объединены междусобой и подключены к управляющемувыводу управляемого ключа, делителинапряжения младшего и старшего разрядов соединены между собой и общейточкой подключены к шине нулевогопотенциала источника питания, одинвывод измерительного.прибора подключен к одному иэ резисторов делителя напряжения старшего разряда, адругим выводом - к одному из резисторов делителя напряжения младшегоразряда. Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР 9 434271, кл. С 01 Р 23/12, 1972. 2. Авторское свидетельство СССРР 399897,кл 6 01 С 9/04, 1973.3, Авторское свидетельство СССР Р 55 б 337, кл, 6 01 Г 23/12, 1975 (прототип).815477 Йыл 011/66 Тираж 642 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5ка илиал ППП "Патент", г. Ужгород, Ул. Проектна Составитель А, СидоренкоРедактор Г. Кацалап Техреду;Вабинец Корректор Л, Ива