Магнитострикционный преобразователь линейных скоростей в код Советский патент 1984 года по МПК H03M1/22 G01B7/00 

Изобретение относится к системам автоматического преобразования неэлектрических величин в дискретный электрический сигнал, а именно к преобразователям линейных скоростей в цифровой код. Известен магнитострикционный дифференциальный преобразователь перемещений, содержащий звукопровод, , один конец которого помещен в демпфер, тактовый генератор, формирователь импульсов записи, входом соединенный с выходом тактового генератор неподвижную катушку записи, соединенную с выходом формирователя имПульсов записи и размещенную около демпфированного конца звукопровода, катушку считывания, соединенную с по вижным объектом, постоянные магниты, усилитель-формирователь импульсов считывания, входом соединенный с катушкой считывания, НЗ-триггер,К-вход которого соединен с выходом формирователя импульсов записи, а S-вход соединен с выходом усилителя-формирователя импульсов считывания, счетный триггер, входом подключенный к выходу усилителя-формирователя импульсов считывания, две схемы совпадения, первые входы которых соединены с выходами счетного и RS-триггеров соответственно, генератор образцовой частоты, выход которого сое динен с вторыГ И входами схем совпаде ния, реверсивный счетчик, суммирующий и вычитающий входал которого сое динены с выходами схем совпадения tl Недостатками преобразователя явля ются низкое быстродействие и недостаточная точность. Недостаточно высокая точность обусловлена тем, что для получения информации о скорости подвижного объекта необходимо сравнение двух кодов, полученных при измерении временных интервсшов, пропорционсшьных перемещениям. Каждцлй временный интер вал измеряется с погрешностью iT, где TO период импульсов генератора Образцовой частоты. Максимальная погрешность преобразования будет ±2То, Низкое быстродействие связано с тем. что для получения результатов преобразования ультразвуковой волне необходимо пройти по всей длине звуко провода. Наиболее близким к изобретению яв ляется преобрзователь линейных скоростей в код, содержащий звукопровод выполненный из магнитострикционного материала, оба конца которого помеще ны в демпферы, теистовый генератор, формирователь импульсов записи, входом соединенный с выходом тактового генератора, катушку записи, неподвижно расположенную у одного из концов звукопроводаи подключенную к выходу формирователя импульсов записи, подвижную катушку считывания и расположенную у другого конца звукопровода неподвижную катушку считывания, подключенные соответственно к входам первого и второго усилителя-формирователя импульсов считывания, три RS-триггера, причем R-входы первого и второго триггеров соединены с выходом тактового генератора, К-вход третьего триггера соединен с выходом первого усилителя-форгдарователя импульсов считывания, S-входы второ;го и третьего триггеров .соединены с выходом второго усилителя-формирователя импульсов считывания, а S-вход первого RS-триггера соединен с выходом первого усилителя-формирователя импульсов считывания, три элемента И, первые входы которых подключены к выходам RS-триггеров, генератор образцовой частоты, выход которого соединен с втopы и входами элементов И, реверсивный счетчик, входг1ми соединенный с клходакв первого и второго элементов И, счетчик, входом соединенный с выходом третьего элемента И, измеритель отношения, входы которого соединены с выходами счетчиков 21, Недостатками известного преобразователя являются невысокие точность и быстродействие. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия магнитострикционного преобразователя линейных скоростей в код. Поставленная цель достигается тем, что в магнитострикционный преобразователь линейных скоростей в код, содержащий звукопровод, выполненный из магнитострикционного материала, на концах, которого расположены демпферы, постоянные магниты, расположенные над катушкой записи, первой и |второй катушками считывания, первая катушка считывания расположена на контролируемом объекте и соединена через первые усилитель-формирователь с S-BXOдом первого RS-триггера и первым входом второго RS-триггера, вторая катушка считывания соединена через второй усилитель-формирователь с S-входом третьего RS-триггера и вторым входом второго RS-триггера, тактовый генератор, выход которого соединен с R-входами первого и третьего RS-триггеров и через формирователь импульсов записи - с катушкой записи, генератор образцовой частоты, выход которого соеда1нен с первым входом элемента И, выход которог о соединен с первым входом счетчика, введен элемент ИСЮЮЧМЩЕЕ ИЛИ, а катушка записи и вторая катушка счи-, тываник расположены на контролируемом объекте вдоль звукопровода, при-; чем первая и вторая катушки считывания расположены симметрично относительно катушки записи, выход тактового генератора соединен с вторым вх дом счетчика, выходы первого и третьегЬ RS-триггеров соединены с входа ми элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом элемента И, На чертеже представлена блокг-схема преобразователя. Магнитострикционный преобразовате линейных скоростей в код содержит звукопровод 1, демпферы 2, катушку 3 записи, катушки 4 и 5 считывания, постоянные магниты 6-8, тактовый генератор 9, формирователь 10 импульсов записи, усилители-формирователи 11 и 12, RS-триггеры 13 и 14, элемент ИСКЙОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15, элемент И 16, генератор 17 образцовой частоты счетчик 18, RS-триггер 19. Преобразователь работает следующим образом. Тактовый генератор 9 запускает фо мирователь 10 импульсов записи и одновременно устанавливает в нулевое состояние счетчик 18 и RS-триггеры 13 и 14. Формирователь 10 импульсов записи подает в катушку 3 записи импульс тока, в результате чего на участке эвукопровода 1, находящемся под катушкой 3, возникает ультразвук вая волна, распространяющаяся в обе стороны по звукопроводу 1 со скоростью V. Если подвижный объект двиI вправо со скоростью С, то через время t у g ультразвукова волна доходит до катушки 4 считывания и наводит в ней импульс ЭДС, ко торый после усиления и формирования в усилителе-Формирователе 11 устанавливает RS-триггер/13 в единичное сост-ояние. На выходе элемента 15 ус танавливается уровень логической разр аающий прохождение через элемент И 16 импульсов частотой fo с генератора 17 образцовой частоты в счетчик 18. Через время t, -1Г Ультразвуковая волна доходит до катушки 5 считывания. Сформированный импульс считывания устанавливает RS-триггер 14 в единичное состояние, на выходе элемента 15 устанавливается уровень логического О и прохождение импульсов в счетчик 18 прекращается, В счетчике 18 оказывается записанным число, равное (t,-t,)f (vEc - vfc .„.аС определяющее значение скорости подвижного объекта. RS-триггер 19 определения направления скорости вырабатывает знак в зависимости от взаимного расположения импульсов считывания во времени. Знак на выходе RS-триггера 19 определения направления скорости и числр N в цифровом коде на выходе счетчика 18 являются выходными величинами преобразователя. ДалееЦИКЛ преобразования повторяется. Точность увеличивается за сче того, что для получения результата необходимо измерение лишь одного временного интервала ut При этом погрешность составляет tT. Увеличение быстродействия обусловлено тем, что в преобразователе время цикла преобразования не зависит от длины звукопровода 1 и определяется лишь расстоянием а и максимальной скоростью подвижного объекта С, и составляет Т / ;. р-. Экономический эффект от применени предлагаемого изобретения определяет ся его техническими преимуществами.

МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ СКОРОСТЕЙ В КОД, содержащий звукопровод, выпапненный из магнитострикционного материгша, на концах которого расположены демпферы, постоянные магниты, расположенные над катушкой записи, первый и второй катушками считывания, первая катушка считывания расположена на контролируемом объекте и соединена через первый усилитель-формирователь с S-входом первого RS-триггера и первым входом второго RS-триггера, вторая катушка считывания соединена через второй усилитель-формирователь с S-входом третьего RS-триггера и вторым входом второго RS-тpиггep9, тактовый генератор, выход которого соединен с Н-входами первого и третьего RS-триггеров и через формирователь импульсов записи - с катушкой записи, генератор образцовой частоты, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с первым входом счетчика, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности преобразователя, в него введен элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а катушка записи и вторая катушка считывания рас-, положены на контролируемом объекте | вдоль звукопровода, причем первая и (Л вторая катушки считывания расположены симметрично относительно катушки записи, выход тактового генератора соединен с вторым входом счетчика, выходы первого и третьего RS TpHrre- О ров соединены с входами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом элемента И.