Устройство для измерения линейных перемещений Советский патент 1986 года по МПК G01B17/00 

«1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении линейных перемещений с помощью ультразвуковьрс поверхностных волн.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет проведения измерений в интервалах, при- шкaюlциx к перемещению на целое число полуволн.

На чертеже представлено устройство для измерения линейных перемещений.

Устройство содержит неподвижную пьезоэлектрическую пластину 1 с расположенным на ней встречно-гштыревым преобразователем 2 и нанесенными поглотителями 3 поверхностных акустических волн и подвижную пьезоэлектрическую пластину А с расположенными на ней идентичными встречно-штыревыми преобразователями 5 и 6 и поглотителями 7 поверхностных акустических волн. Встречно-штыревой преобразователь 2 соединен с генератором 8. Встречно-штьфевой преобразователь 5 соединен с входом измерителя 9 разности фаз, другой вход которого соединен с генератором 8. Встречно-штыревой преобразователь 6 соединен с

ts

20

25

фаз между ними. Измеренная разность фаз пропорциональна расстоянию между встречно-штьфевыми преобразователями 2 и 5 и соответствует измеряемой величине перемещения, что определяется блоком 11 считывания, которьш постоянно определяет величину фазового угла и сравнивает его с заданным опорным углом.. При достижении заданного фазового угла, близкого величи- не фазового угла мертвой зоны, считывающий блок 11 переключается на работу встречно-штьфевого преобразователя 6. Так как встречно-штьфевой преобразователь 6 расположен относительно встречно-штьфевого преобразователя 5 на определенном расстоянии, т.е. на /4, то сигнал, снимаемый с него и измеряемый измерителем 10

входом второго измерителя 10 разнос- разности фаз, сдвинут по фазе на ти фаз, другой вход которого также 12 относительно сигнала, снима- соединен с генератором 8. Выходы из- емого с встречно-штьфевого преобра- мерителей разности фаз 9 и 10 подсое- зователя 5 и измеряемого измерителем 9 разности фаз. Таким образом, 35 измеренный фазовый угол измерителем 10 разности фаз будет равен

динены к считывающему блоку 11. Встречно-штьфевой преобразователь 6 установлен на расстоянии четверти длины волны от крайнего электрода встречно-штьфевого преобразователя 5, что требуется для создания дополнительного фазового сдвига, при этом указанное расстояние зависит от величины шага электродов встречно-штыревого преобразователя. Измеритель 10 разности фаз, соединенный входом с встречно-штьфевым преобразователем 45 6, дает .фазовый сдвиг, равный - ii /2, величина которого может быть определена расчетным методом и зависит от величины длины волны, излучаемой встречно-штьфевым преобразова- 50 телем.

Устройство для измерения линейных перемещений работает следующим образом.

При подаче возбуждающего напряже- 55 НИН от генератора В на встречно-штыревой преобразователь 2 в нем воз- бужда ется поверхностная акустическая

I

I

Ф 2Тп + 1Г/2 + со tip.

т.е например, когда измеритель 9 40 разности фаз измеряет фазовый угол, равный ( О, измеритель 10 разности фаз измеряет фазовый угол, равный (р О, измеритель 10 разности фаз измеряет фазовый угол, равный Cf 90 . Для определения истинного значения фазового угла и соответствующего положения перемещения фазовый сдвиг Cf 90 вычитается в блоке 11 счИтьшания.

Формула изобретения

Устройство для измерения линейных перемещений, содержащее неподвижную и подвижную пьезоэлектрические плас - тины с встречно-штьфевь1ми преобразователями, измеритель фаз, считывающий блок, последовательно соединенные

волна и распространяется в пьезоэлектрической пластине 1. Поверхностная акустическая волна принимается встречно-штьфевыми преобразователями 5 и 6. При перемещении подвижной пьезопластины 4 по отношению к неподвижной пьезопластине 1 измеритель разности фаз 9, получая сигналы от генератора 8 и встречно-штыревого

преобразователя 5, измеряет разность

фаз между ними. Измеренная разность фаз пропорциональна расстоянию между встречно-штьфевыми преобразователями 2 и 5 и соответствует измеряемой величине перемещения, что определяется блоком 11 считывания, которьш постоянно определяет величину фазового угла и сравнивает его с заданным опорным углом.. При достижении заданного фазового угла, близкого величи- не фазового угла мертвой зоны, считывающий блок 11 переключается на работу встречно-штьфевого преобразователя 6. Так как встречно-штьфевой преобразователь 6 расположен относительно встречно-штьфевого преобразователя 5 на определенном расстоянии, т.е. на /4, то сигнал, снимаемый с него и измеряемый измерителем 10

разности фаз, сдвинут по 12 относительно сиг емого с встречно-штьфевог зователя 5 и измеряемого лем 9 разности фаз. Таким измеренный фазовый угол и 10 разности фаз будет рав

I

I

Ф 2Тп + 1Г/2 + со tip.

т.е например, когда измеритель 9 разности фаз измеряет фазовый угол, равный ( О, измеритель 10 разности фаз измеряет фазовый угол, равный (р О, измеритель 10 разности фаз измеряет фазовый угол, равный Cf 90 . Для определения истинного значения фазового угла и соответствующего положения перемещения фазовый сдвиг Cf 90 вычитается в блоке 11 счИтьшания.

Формула изобретения

Устройство для измерения линейных перемещений, содержащее неподвижную и подвижную пьезоэлектрические плас - тины с встречно-штьфевь1ми преобразователями, измеритель фаз, считывающий блок, последовательно соединенные

с выходом встречно-штьфевого преоб- разорателя на подвижной пьезоэлектрической пластине, и генератор, выход которого соединен с встречно-штыревым преобразователем на неподвижной пьезоэлектрической пластине и с вторым входом измерителя фаз, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно

Редактор Н.Горват

Составитель Г.Федоров

Техред Л.Олейник Корректор О.Луговая

Заказ 5214/36Тираж 670Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

снабжено третьим встречно-штыревым преобразователем, расположенным на подвижной пластине на расстоянии четверти длины волны от другого преобразователя, и вторым измерителем фаз, входы которого соединены с генератором и третьим встречно-штыревым преобразователем, а выход - со считывающим блоком.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении линейных перемещений с помощью ультразвуковых поверхностных волн. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет проведения измерений в интервалах, примыкающих к перемещению на целое число полуволн. Согласно устройству для измерения линейных перемещений в неподвижной пьезоэлектрической пластине с помощью встречно- штыревого преобразователя возбуждается поверхностная акустическая волна, которая принимается встречно-штьфе- вым преобразователем, расположенным на подвижной пьезоэлектрической пластине . При перемещении последней изменяется разность фаз между излучаю- mjiM и принимаемым сигналами, по которой судят о величине перемещения. По достижении заданного фазового угла, близкого к величине фазового угла мертвой зоны, прием поверхностной акустической волны осуществляется вторым встречно-штыревым преобразователем, расположенным на подвижной пьезоэлектрической пластине на расстоянии четверти длины волны от первого преобразователя. 1 ил. SS сл