Магнитострикционный преобразователь параметров движения

.Б 2 1 И 27/ ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН им,(54) МАГН РАЗ ОВАТЕ (57) Изобре ной технике ние информ Сигнал с в 35 устанавл что сигнал с его входе. импульсов о гера 4 и уст стояние, что элемент И 1 00 ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Уфимский авиационный инстиСерго Орджоникидзе72) В.Х.Ясовеев, Р,Ю,Мукаев, Е.С.Бская, А,А.Маркин и О.А.Измерлиев(56) 1. Авторское свидетельство СССМ 1562700, кл. С 01 В 7/00, 1989,2. Авторское свидетельство СССМ 956965, кл, 6 01 В 7/00, 1981.3, Авторское свидетельство СССК 1109778, кл, 6 08 С 9/04, 1983,ИТОСТРИКЦИОННЫИ ПРЕОБЛБ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ тение относится к измеритель- , Цель изобретения - повышеативности и чувствительности. ыхода двухразрядного счетчика ивает демультиплексор 34 так, его выхода повторяет сигнал на Импульс с выхода генератора 1 кэзывается нэ Я-входе ЙЯ-триганавливает его в единичное соразрешэет прохождение через 1 импульсов с образцового генезг л ратора 29 на счетный вход счетчика 12. Усилитель-формирователь 2 импульсов подает на катушку 38 записи импульс тока, в результате чего на участке звукопровода 36 возникает ультразвуковая волна, При взаимодействии с магнитным полем постоянного магнита 32, укрепленного на подвижном объекте, изменяется намагниченность магнитострикционного материала, что вызывает ЭДС в катушке 39 считывания, которая после усиления и формирования в формирователе 3 подается на К-вход ЯЗ-триггера 4, Прохождение импульсов в счетчик 12 прекращается. В счетчике 12 оказывается записанным число, пропорциональное перемещению подвижного объекта к моменту времени Т 1. Аналогично после второго, третьего и четвертого импульсов генератора 1 записываются числа, пропорциональные значениям перемещения объекта к моменту времени Т 2, ТЗ и Т 4, Сигналы сравниваются, На выходе вычитателя 23(22) оказывается число, определяющее скорость объекта в моменты Т 2 и Т 4 соответственно. На выходе вычитателя 28 оказывается число, пропорциональное значению ускорения объекта. 3 ил,Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения и контроля перемещения, скорости, ускорения, применяемых в системах автоматического управления ирегулирования.Целью изобретения является повышение информативности за счет измерения также перемещения и ускорения и повышение чувствительности при измерении малыхскоростей.На фиг.1 представлена схема преобразователя; на фиг.2 и 3 - временные диаграммы работы преобразователя.Магнитострикционный преобразователь параметров движения содержит генератор 1 импульсов, усйлитель-формирователь 2 импульсов записи, усилитель- формирователь 3 импульсов считывания, ВЯ-триггеры 4, 5, 6, 7, элементы 8, 9, 10, 11 И, счетчики 12, 13, 14, 15, регистры 16, 17, 18, 19, компараторы 20, 21, вычитатели 22, 23, мультиплексоры 24, 25, компаратор 26, мультиплексор 27, вычитатель 28, образцовый генератор 29, цепь 30 задержки, блок 31 дифференцирования, магниты 32, 33, демультиплексор 34, двухразрядный счетчик 35, звукопровод 36, демпферы 37, катушку38 записи, катушку 39 считывания.Преобразователь работает следующим образам.Первый импульс генератора 1 импульсов запускает усилитель-формирователь 2 импульсов записи, устанавливает двухразрядный счетчик 35 в состояние "01" (на первом выходе "0", на втором - "1") и поступаетна вход демультиплексора 34, Сигнал с выхода двухразрядного счетчика 35 устанавливает демультиплексор 34 в такое состояние, что сигнал на первом выходе демультиплексора 34 повторяет сигнал на его входе. Таким образом, импульс с выхода генератора 1 импульсов оказывается на Я-входе ВЯ- триггера 4 и устанавливает его в единичное состояние, что разрешает прохождение через элемент 11 И импульсов с образцового генератора 29 на счетный вход счетчика 12. Усилитель-формирователь 2 импульсов записи подает в катушку 34 записи импульс тока, в результате чего на участке звукопро, вода 36, находящемся под катушкой 38, возникает ультразвуковая волна,распространяющаяся по звукопроводу 36 из магнитострикционного материала. Привзаимодействии с магнитным полем постоянного магнита 32, укрепленном на подвижном объекте, изменяется намагниченностьмагнитострикционного материала, что вызывает появление ЭДС в катушке 39 считывания, которая после усиления и55 он устанавливается в нулевое состояние. Прохождение импульсов в счетчик 14 прекращается. В счетчике 14 окажется записанным число, пропорциональное значению перемещения подвижного объекта к моменту времени ТЗ.Четвертый импульс генератора 1 импульсов запускает усилитель-формирователь импульсов записи 2, устанавливает формирования в усилителе-формирователе3 импульсов считывания подается на В-входВЗ-триггера 4 и устанавливает его в единичное состояние. Прохождение импульсов в5 счетчик 12 прекращается. В счетчике 12 оказывается записанным число, пропорциональное перемещению подвижного объектак моменту времени Т 1.Второй импульс генератора 1 импуль 10 сов запускаетусилитель-формирователь импульсов записи 2, устанавливаетдвухразрядный счетчик 35 в состояние "10"и поступает на вход демультиплексора 34.Сигнал с выхода двухразрядного счетчика"5 35 поступает на адресный вход демультиплексораи устанавливает его в такое состояние, что сигнал на втором выходедемультиплексора 34 повторяет сигнал наего входе. Импульс с выхода генератора 120 импульсов оказывается на Я-входе ВЯ-триггера 5 и устанавливает его в единичное состояние, что разрешает прохождение черезэлемент 10 И импульсов с образцового генератора 29 на счетный вход счетчика 13. По 25 сле прихода импульса на В-входВЗ-триггера 5 с усилителя-формирователя 3,импульсов считывания ВЯ-триггер 5 устанавливается в нулевое состояние. Прохождение импульсов в счетчик 13ЗО прекращается. В счетчике 13 окажется записанным число, пропорциональное значению перемещения подвижного объекта кмоменту времени Т 2,Третий импульс генератора 1 импульсов35 запускает усилитель-формирователь импульсов записи 2, устанавливает двухраз-рядный счетчик 35 в состояние "11" ипоступает на вход демультиплексора 34,Сигнал с выхода двухраэрядного счетчика40 35 устанавливает демультиплексор 34 в такое состояние, что сигнал на его третьемвыходе повторяет сигнал на его входе. Импульс с выхода генератора 1 импульсов оказывается на Я-входе ВЯ-триггера 6 и45 устанавливает его в единичное состояние,что разрешает прохождение через элемент9 И импульсов с образцового генератора 29на счетный вход счетчика 14. После приходаимпульса с усилителя-формирователя 3 им 50 пульсов считывания на В-вход ВЯ-триггера 6двухразрядный счетчик 35 в состояние "00" и поступает на вход демультиплексора 34. Сигнал с выхода двухразрядного счетчика 35 устанавливает демультиплексор 34 в такое состояние, что сигнал на его четвертом 5 выходе повторяет сигнал на его входе. Импульс с выхода генератора 1 импульсов оказывается на 3-входе ВЯ-триггера 7 и устанавливает его в единичное состояние, что разрешает прохождение через элемент 10 8 И импульсов с образцового генератора 29 на счетный вход счетчика 15, После прихода импульса с усилителя-формирователя 3 импульсов считывания на Й-вход ЯЗ-триггера 7 он устанавливается в нулевое состояние. 15 Прохождение импульсов в счетчик 15 прекращается. В счетчике 15 окажется за писан- ныМ число, пропорциональное значению перемещения подвижного объекта к моменту времени Т 4, 20После прихода импульса с усилителя- формирователя 3 импульсов считывания на й-вход ВЗ-триггера 7 перепад с "1" на "0" на его выходе запускает блок 31 дифференцирования и на его выходе появляется им пульс, который попадает на разрешающие входы всех регистров и в них записывается число с соответствующих счетчиков: в регистр 19 записывается число со счетчика 12, в регистр 18 - со счетчика 13, в регистр 17 - 30 со счетчика 14, в регистр 16 - со счетчика 15, Через цепь 30 задержки импульс с выхода блока 31 дифференцирования попадает на вхоцы "Сброс" всех счетчиков 12 - 15 и сбрасывает их на ноль. 35В регистре 19 оказывается число, определяющее перемещение объекта к моменту времени Т 1, в регистре 18 - к моменту Т 2, в регистре 17 - к моменту ТЗ, в регистре 16 - к моменту Т 4. 40Сигналы с регистров 18 и 19 сравниваются в компарэторе 20. Если число в регистре 19 больше числа в регистре 18, то появляется сигнал на выходе компаратора 20, который попадает на управляющий вход 45 мультиплексора 24. Это устанавливает мультиплексор 24 в такое состояние, что сигнал с регистра 19 идет на вход "А" вычитатвля 23 (уменьшаемое), а сигнал с регистра 18 идет на вход "В" вычитателя 23 50 (вычитаемое), Если число в регистре 19 меньше числа в регистре 18, то на выходе компаратора 20 устанавливается "0". Это устанавливает мультиплексор 24 в такое состояние, что сигнал с регистра 18 идет на 55 вход "А" вычитателя 23 (уменьшаемое), а сигнал с регистра 19 идет на вход "В" вычитателя 23 (вычитаемое), На выходе вычитателя 23 окажется число, определяющее скорость объекта в момент времени Т 2,Сигналы с регистров 17 и 16 сравниваются в компараторе 21. Если число в регистре 17 больше числа в регистре 16, то появляется сигнал на выходе компаратора 21, который попадает на управляющий вход мультиплексора 25, Это устанавливает мультиплексор 25 в такое состояние, что сигнал с регистра 17 идет на вход "А" вычитателя 22 (уменьшаемое), а сигнал с регистра 16 идет на вход "В" вычитателя 22 (вычитаемое). Если число в регистре 17 меньше числа в регистре 16, то на выходе компаратора 21 устанавливается "0". Это устанавливает мультиплексор 25 в такое состояние, что сигнал с регистра 16 идет на вход "А" вычитателя 22 (уменьшаемое), а сигнал с регистра 17 идет на вход "В" вычитателя 22 (вычитаемое). На выходе вычитателя 22 окажется число, определяющее скорость объекта в момент времени Т 4, Знак скорости берется с выхода компаратора 21,Сигналы с выходов вычитателей 22 и 23 сравниваются в компараторе 26. Если число с выхода вычитателя 23 больше числа с выхода вычитателя 22, то появляется сигнал на выходе компаратора 26, который попадает на управляющий вход мультиплексора 27, Это устанавливает мультиплексор 27 в такое состояние, что сигнал с выхода вычитателя 23 идет на вход "А" вычитателя 28 (уменьшаемое), э сигнал с выхода вычитателя 22 идет на вход "В" вычитателя 28 (вычитаемое). Если число с выхода вычитателя 23 меньше числа с выхода вычитателя 22, то на выходе компаратора 26 устанавливается "0", Это устанавливает мультиплексор 27 в такое состояние, что сигнал с выхода вычитателя 22 идет на вход "А" вычитателя 28 (уменьшаемое), а сигнал с выхода вычитателя 23 идет на вход "В" вычитателя 28 (вычитаемое). На выходе вычитателя 28 оказывается число, пропорциональное значению ускорения объекта. Знак ускорения берется с выхода компаратора 26,Сигнал с выхода регистра 16 определяет перемещение объекта,Формула изобретения Магнитострикционный преобразователь параметров движения, содержащий звукопровод, выполненный из магнитострикционного материала, на концах которого расположены демпферы, последовательно соединенные генератор импульсов, усилитель-формирователь импульсов записи и катушка записи с постоянным магнитом, предназначенным для расположения на контролируемом объекте, катушку считывания с постоянным магнитом, соединенный с ней усилитель-форми1803852 45 50 55 рователь импульсов считывания, первый, второй и третий ВЯ-триггеры, первый эле- мент И исчетчик,отличающийся тем, что, с целью повышения информативности и чувствительности при измерении малых скоростей, он снабжен четвертым ВЯ-триггером, блоком дифференцирования, цепью задержки, тремя элементами И, тремя счетчиками, четырьмя регистрами, тремя компараторами, тремя мультиплексорами, тремя вычитателями, двухразрядным счетчиком и демультиплексором, выход генератора импульсов соединен с входом двухразрядного счетчика, два выхода которого соответственно соединены с двумя управляющими входами демультиплексора, информационный вход которого соединен с выходом генератора импульсов, первый, второй, третий и четвертый выходы демультиплексора соответственно соединены с Я-входами первого, второго, третьего и четвертого ВЯ-триггеров, В-входы всех ВЯ-триггеров соединены с выходом усилителя-формирователя импульсов считывания, выход первого ВЯ-триггера соединен с первым входом первого элемента И, выход второго ВЯ -триггера соединен с первым входом второго элемента И, выход третьего ВЯ-триггера соединен с первым входом третьего элемента И, выход четвертого ВЯ-триггера соединен с первым входом четвертого элемента И, выход образцового генератора соединен с вторыми входами всех элементов И, выход первого элемента И соединен со счетным входом первого счетчика, выход второго элемента И соединен со счетным входом второго счетчика, выход третьего элемента И соединен со счетным входом третьего счетчика, выход четвертого элемента И соединен со счетным входом четвертого счетчика, выход первого счетчика соединен с информационным входом первого регистра, выход второго счетчика соединен с информационным входом второго регистра, выход третьего счетчика соединен с информационным входом третьего регистра, выход четвертого счетчика соединен с информационным входом четвертого регистра, выход первого регистра соединен с первым входом первого компаратора и с первым входом первого мультиплексора, выход второго регистра соединен с вторым входом первого компаратора и с вторым входом первого мультиплексора, выход третьего регистра соединен с первым входом второго компаратора и с первым входом второго мультиплексора, выход четвертого регистра соединен с вторым входом второго компаратора и с вторым входом второго мультиплексора, выход первого компаратора соединен с управляющим входом первого мультиплексора, выход второго компаратора соединен с управляющим входом второго мультиплексора, два выхода первого мультиплексора соединены соответственно с двумя входами первого вычитателя, два выхода второго мультиплексора соединены соответственно с двумя входами второго вычитателя, выход первого вычитателя соединен с первым входом третьего компаратора и с первым входом третьего мультиплексора, выход второго вычитателя соединен с вторыми входами третьего мультиплексора и третьего компаратора, выход третьего компаратора соединен с управляющим входом третьего мультиплексора, два выхода третьего мультиплексора соединены соответственно с двумя входами третьеговычитателя, выход четвертого ВЯ-триггера соединен с входом блока дифференцирования, выход которого соединен с разрешающими входами всех регистров и с входом цепи задержки, а выход цепи задержки соединен с входами "Сброс" всех счетчиков. 5 10 15 20 25 30 35 401803852 г Составитель Р .МукаевТехред М,Моргентал Корректор С.Шекмар Редактор Заказ 1054 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101