Преобразователь перемещения в код Советский патент 1984 года по МПК G08C9/04 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам, преобразующим механические перемещения в цифровой код.

Известен преобразователь перемещения в код, содержащий подвижный элемент, волновод из магнитострикционного материала, на концах которого расположены демпферы, обмотку опроса, расположенную на одном конце волновода и соединенную через усилитель опроса с первым входом счетчика импульсов, к второму входу которого подключен выход усилителя считывания, первый вход которого соединен с другим концом волновода, а второй его вход соединен с первым выходом генератора импульсов счета, второй выход которого соединен с третьим входом счетчика импульсов, дополнительную обмотку записи, делитель частоты и блок записи и стирания, подключенный к другому концу волновода и к обмотке записи, которая расположена на подвижном элементе, причем вход делителя частоты соединен с вторым выходом генератора импульсов счета, а его выход - с входом усилителя опроса 1.

Известное устройство обладает недостаточной высокой чувствительностью и имеет гальваническую связь с подвижным элементом (магнитный сердечник с обмоткой записи) .

Известен преобразователь перемещения в код, содержащий подвижный магнит, установленный вдоль образующей волновода с сигнальной обмоткой и распределенной вдоль него обмоткой опроса, соединенной с выходом генератора импульсов, на концах волновода установлены демпферы, выход генератора импульсов соединен с входом сброса счетчика, выход сигнальной обмоткой подключен к усилителю, выход усилителя через блок селекции импульсов соединен с входами счетчика, причем волновод выполнен из магнитной подложки, на которой установлены дискретные магнитострикционные элементы, распределенные вдоль образующей волновода 2.

Этот преобразователь имеет невысокую чувствительность.

Наиболее близким к изобретению является преобразователь перемещения в код, содержащий волновод из магнитострикционного материала, концы которого соединены с демпфером, постоянный магнит, связанный с объектом перемещения, выходную обмотку, опращивающую обмотку, размещенную на первом участке волновода по всей длине перемещения постоянного магнита, выходная и опращивающая обмотки соединены соответственно с указателем и генератором опроса, выходы усилителя и генератора опроса соединены с входами преобразователя временного интервала в код 3.

Данный преобразователь имеет недостаточно высокую чувствительност-ь (отнощение времени задержки к величине линейного перемещения).

Цель изобретения - повыщение чувствительности преобразователя перемещения в код.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе перемещения в код, содержащем волновод из магнитострикционного материала, концы которого соединены с демпфером, постоянный магнит, связанный с объектом перемещения, выходную обмотку, опрашивающую обмотку, размещенную на первом участке волновода по всей длине

перемещения постоянного магнита, выходная и опращивающая обмотки соединены соответственно с усилителем и генератором опроса, выходы усилителя и генератора опроса соединены с входами преобразователя, временного интервала в код, волновод выполнен U-образной формы, а усилитель управляемым, выходная обмотка размещена на втором участке волновода, параллельном первому участку волновода по всей длине перемещения постоянного магнита, постоянный магнит расположен между опращивающей и выходной обмотками, выход генератора опроса соединен с управляющим входом усилителя.

На чертеже изображена схема преобразователя.

Преобразователь перемещения в код содержит волновод 1 из магнитострикционного материала, демпфер 2 на концах волновода 1 опрашивающую обмотку 3 и выходную обмотку 4, размещенные на волноводе 1 по всей длине перемещения постоянного магнита 5. Магнит 5 расположен между двумя параллельными участками волновода 1 и связан с объектом перемещения, опрашивающая обмотка 3 подключена к генератору 6 опроса, а выходная обмотка 4 соединена

с входом усилителя 7, который выполнен с дискретно регулируемым коэффициентом усиления, а его управляющий вход соединен с генератором 6 опроса. Преобразователь 8 временного интервала в код состоит из счетчика 9 и генератора 10 импульсов. Счетчик 9

соединен с генератором 6 опроса и выходом усилителя 7.

Преобразователь работает следующим образом.

В опращивающую обмотку 3 подается импульс тока с генератора 6 опроса. Взаимодействие электромагнитного поля опращивающей обмотки 3 с подмагниченным с помощью магнита 5 участком волновода 1 создает упругую волну деформации вследствие магнитострикционного эффекта. Волна распространяется в обе стороны от магнита 5. Одна волна доходит до демпфера 2 и затухает, а другая распространяется по волноводу 1 со скоростью звука V и достигает выходной обмотки 4 (на чертеже волна деформации показана пунктиром). Волна деформации, достигшая выходной обмотки 4 наводит импульс напряжения за счет изменения магнитного поля под магнитом 5 (обратный магнитострикционный эффект) и далее затухает в демпфере 2.

Напряжение с выходной обмотки 4 усиливается усилителем 7 и поступает на счетчик 9. С целью исключения прохождения импульса на счетчик 9 в момент возбуждения акустической волны усилитель 7 имеет дискретно регулируемый коэффициент усиления, который становится близко к нулю при подаче на управляющий вход усилителя 7 сигнала с генератора 6 опроса.

Интервал времени t между задержанным импульсом с выходной обмотки 4 (импульс запуска) и импульсом с генератора 6 опроса (импульс опроса) пропорционален перемещению X подвижного магнита 5

t 2X/V

Этот интервал времени t заполняется импульсами от генератора 10 импульсов и фиксируется счетчиком 9. Показания счетчика 9 однозначно определяют величину перемещения. Опрос производится циклически с периодом времени большим, чем

2Xinat/V,

гдеXm ic -максимальное перемещение магнита 5.

Предлагаемое устройство позволяет вдвое повысить чувствительность известных преобразователей и производить измерения бесконтактно, так как подвижный магнит 5 не имеет электрических соединений с вторичной аппаратурой и механически не связан с волноводом 1.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД, содержащий волновод из магнитострикционного материала, концы которого соединены с демпфером, постоянный магнит, связанный с объектом пееремещения CTTI СП со Ю Ю выходную обмотку, опрашивающую обмотку, размещенную на первом участке волновода по всей длине перемещения постоянного магнита, выходная и опращивающая обмотка соединены соответственно с усилителем и генератором опроса, выходы усилителя и генератора опроса соединены с входами преобразователя временного интервала в код, отличающийся тем, что, с целью повыщения чувствительности преобразователя, в нем волновод выполнен U-образной формы, а усилитель управляемым, выходная обмотка размещена на втором участке волновода, параллельном первому участку волновода по всей длине перемещения постоянного магнита, постоянный магнит расположен между опрашивающей и выходной обмотками, выход генератора опроса соединен с управляющим входо.м усилителя.