Устройство для измерения перемещения реверсивно движущихся ферромагнитных изделий Советский патент 1985 года по МПК G01B7/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для измерения пе{)емещения фе ромагнитных изделий, например, промера для измерений глубины погружеНИИ бурильного инструмента в скважи ну. По основному авт.св. № 998848 из вестно устройство для измерения пер мещения реверсивно движущихся ферромагнитных изделий, содержащее эле мент нанесения меток, два элёмента воспроизведения и связанный с ними ,блок электронной обработки, включающий последовательно соединенные реверсивньй счетчик и регистратор Недостатком известного ус1 ройства является снижение точности при изменении скорости движения изделия Цель изобретения уменьшение погрешности от изменения скорости движения изделий. Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения перемещения реверсивно движущихся ферромагнитных изделий снабжено мод лятором, RC -цепочкой и формирователем импульсов, соединенными после довательно -и включенными между элементами воспроизведения и элементом ИЛИ, а также элементом 2И-ИЛИ-НЕ, включенным между фазовым детектором и модулятором. Сущность изобретения состоит в Том, что в зависимости от скорости перемещения изделия смещается по- . рог срабатывания электронной схемы измерения, тем самым мерная база уменьшается при увеличении скорости и увеличивается при уменьшении скорости. На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 - временные ди аграммы, показывающие форму сигналов во времени в основных точках схемы. . Устройство содержит намагничиваю щий соленоид 1, два элемента 2.1 и 2.2 воспроизведения, импульсньй генератор 3 основной частоты, делитель 4 частоты, фильтр 5, схему 6 фазирования узких импульсов, и вертор 7, элементы 2И-ШШ-НЕ 8 и 9, первый триггер 10 реверсивного счетчика, усилители-фазирователи 11 и 12, триггер Шмидта 13, схему 14 совпадения, модулятор 15,RC-ueпочку 16, расширитель 17 импульсов, регистратор 18, формирователь 19 разнополярных импульсов, фазовые детекторы 20 и 21, элемент ИЛИ 22, реверсивный счетчик 23 и тумблер 24. Элементы 3-8,11,13 и 14 образуют фазовые детекторы 20 и 21. Устройство работает следзтощим образом. С генератора 3, входящего в состав фазовых детекторов 20 и 21 импульсы основной частоты поступают на первичную обработку элементов 2 воспроизведения (в точку i ) через делитель 4 частоты и фильтр 5 в виде гармонического сигнала основной частоты. На вторичной обмотке датчика образуется сигнал удвоенной частоты (в точке 3 ), фаза которого зависит от полярности метки на ферромагнитном изделии, наносимой соленоидом 1. Сигнал с вторичной обмотки элемента 21 воспроизведения через усилитель-фазирователь 11 поступает на триггер Шмидта 13с целью получения на выходе последнего прямоугольных импульсов. Поскольку в качестве метки принята точка перехода полярности намагниченного участка изделия через нейтральную точку, то при считывании метки, в случае движения изделия в прямом направлении, фаза сигнала изменяется на 180°(в точках е.и к). Это приводит к совпадению фаз импульса основной частоты в точке к и узкого импульса, образован- . ного в точке 6 благодаря взаимодействию сигналов формирователя б УЗКИХ импульсов инвертор1а 7 и первого триггера 10 реверсивного счетчика. Полученный при этом сигнал со схемы 13 совпадения фазового детектора 20 используется для переключения реверсивного счетчика 23 и регистрации метки блоком 18, а также через схему ИЛИ 22 для нанесения магнитной метки посредством формирователя 19 разнополярных импульсов с целью нанесения и фиксации метки противоположной полярности. В случае реверса считывание магнитных меток осуществляется элементом 22 восцроизведения аналогичньм способом, а сигнал с фазового детектора 21 поступает на реверсивный вход реверсив-. ного счетчика 23 и дадее через элемент ИЛИ 22 на формирователь 19 разнополярных импульсов.

Для уменьшения погрешности измерений с увеличением скорости V , т.е. с уменьшением времени.между считываемыми метками, искусственно : вводится смещение метки в сторону уменьшения базы измерения (и наоборот) , что достигается применением схемы, включающей модулятор, RG-цепочку и расширитель импульсов.

Схема работает следующим образом.

Каждая считанная метка подается на расширитель 17 импульсов,на выходе которого получаются сигналы, представленные в точке М(и). . Длительность импульса в трчке определяет время заряда конденсатора, пауза - время разряда. Чем выше скорость и меньше интервал времени между импульсами , тем меньше время разряда и выше напряжение на конденсаторе . На модуляторе 15 с использованием сигнала основной частоты, получаемого в схеме 14 в противофазе с сигналом, считываемым с р,аг чика (и 2)) и по закону измерения напряжения- на конденсаторе RC -цепочки образуется компенсирующее напряжение (и „ . В результате при большем заряде на конденсаторе суммарный сигнал в точке d раньше проходит черев о , чём при меньшем

а это в свою очередь вызвазаряде,

но соответственно меньшей или большей скоростью движения ферромагнитного изделия. Поэтому и метка считывается раньше или позже соответственно скорости движения, тем сам1Л4 уменьшая или увеличивая мерную базу.

Получается процесс описываемый выражением

г

где P(v) - поправка, выносимая за счет компенсации.

Если подобрать постоянную времени RC -цепочки так, что , то тем самым, устраняется погрешность от скорости измерения из делия.

Изобретени е дает возможность автоматической компенсации погрёшно ти без применения труда оператора.

Таким образом, данное устройство обеспечивает точную и надежную д азметку изделия.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ РЕВЕРСИВНО ДВИЖУЩИХСЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ по авт.св. № 998848, отличающееся тем, что, с целью уменьшения погрешности от изменения скорости движения изделия, оно снабжено модулятором, RC-цепочкой и формирователем импульсов соединенными последовательно и включенными между элементами йоспроизведения и элементом ИЛИ, а также элементом 2И-ИЛИ-НЕ, включенным между фазовым детектором и модулятором.