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

I127П;А 1270562 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах измерения парамет ров движения. Цель изобретения уменьшение по грешностей измерения. На фиг. 1 представлено устройство для непрерывного измерения угловых перемещений, сечение; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение на фиг. 1. Устройство для непрерьшного изме рения угловых перемещений содержит генератор 1 колебаний, входной 2 и выходной 3 преобразователи поверхностных акустических волн, соединенный с ними звукопровод 4 из пьезоэлектри ческого материала, расположенный на диэлектрической подложке 5, прием- ник 6, выполненньи в виде замкнутой кольцевой встречно штыревой решетки 7, размещенной на диэлектрической ; подложке 8, образующей со звукопроводом 4 зазор, величина которого соизмерима с длиной поверхностной акусти- 25 „.jjj ческой волны, и токосъемник 9, Звуко- провод 4 вьтолнен в виде замкнутого кольца 10 с отводами 11 и 12 для сое- динения с входным и выходным преобразователями 2, 3 поверхностных акусти- 30 ческих волн. Выход выходного преобразователя 3 предназначен для соединения с входом детектора 13 сигнала корреляции. Выход токосъемника 9 соединен с усилителем 14. Приемник 6 соединен с валом 15 подвижного объекта. Устройство для непрерывного измерения угловых перемещений работает следующим образом. Генератор 1 колебаний возбуж,цает посредством входного преобразователя 2 бегущую поверхностную акустическую волну в звукопроводе 4, представляющем собой кольцевой резонатор бегущей волны, в,которой происходит синфазное сложение вращаюш 1хся поверхностных акустических волн при выполнении условия: 21ГВ,, , . средний радиус кольца 10 где R звукопровода 4; Л о резонансная длина поверхностной акустической волны в звукопроводе 4; п - целое число. Режим резонанса достигается изменением частоты генератора 1 колебаНИИприе ческ усло где где нос paн 4, кий нот при гре диал мая кам шет етс пре где отн 1 Для оптимального взаимодействия мника 6 с поверхностной акустиой волной необходимо вьтолнение вий п N тл у, N - число ячеек замкнутой кольцевой встречно-штыревой решетки 7; - период встречно-штыревой ререшетки 7; 7S R.p/N RP - средний радиус встречноштыревой решетки 7, равный среднему радиусу звукопрово- да R,B. . лектрическое поле бегущей поверхной акустической волны, распрост- по кольцу 10 звукопровода . ндуцирует переменный электричессигнал на всей кольцевой встреч- тьфевой решетке 7 приемника 6, этом происходит компенсация поностей измерения торцового и раьного биения приемника 6, вносидиаметрально расположенньми ячейдиаметрально расположенньми яче кольцевой встречно-штыревой реи 7. ъем выходного сигнала осуществлятокосъемником 9, ыходной сигнал приемника; 6 можно ставить в виде: t-ZirU-c o-f-z) амплитуда выходного сигнала приемника 6, зависящая от зазора между пов рхностями звукопровода 4 и кольцевой встречно-штыревой решетки 7, от длины поверхностной акустической волны; начальная фаза выходного сигнала; текущее время; длина дуги относительного перемещения встречно-щтыревой решетки приемника 6 и звукопровода 4, определяемая соотношением: Z Е,,. Cf - относительное угловое перемещение приемника 6, жестко соединенного посредством вала 15 подвижного объекта (не обозначен), и звукопровода 4, рад. двиг фазы выходного сигнала (f при сительном угловом перемещении приемника 6 и звукопровода 4 на угол q определяется соотношением Следовательно сдвиг фазы выходног сигнала Q) прямопропорционален относительному угловому перемещению Hf , что позволяет свести измерение угло вых перемещений к измерению фазового сдвига выходного сигнала приемника, измерение радиуса звукопровода Е и длины поверхностной акустической волны позволяет регулировать чувстви тельность устройства. При вращении приемника 6 относи тельно звукопровода 4 фазовый сдвиг выходного сигнала непрерывно меняется, что позволяет производить непрерывное измерение угловых перемещений от О до 360° и более, используя соотношениеОбработка снимаемого сигнала может осуществляться известными способами. Например, выходной сигнал с выхода усилителя 14 сравнивается в фазовом детекторе (не обозначен) с сигналом генератора . Использование устройства позволя ет повысить точность измерений путем исключения неоднородностей звукопровода.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащее генератор колебаний, входной преобразователь -поверхностных акусти ческих волн, соединенный с ним зву копровод из пьезоэлектрического мв териала, расположенный на диэлектри ческой подложке, приемник, предназна ченный для соединения с контролирующим объектом и выполненный в виде замкнутой кольцевой металлической встречно штыревой решетки, размещен ной на диэлектрической подложке, об разующей со звукопроводом зазор, величина которого соизмерима с длиной поверхностной акустической волны, и токосъемник, отличающееся тем, что, с целью уменьшения погрешностей измерения, вызванных торцовыми и радиальными биениями приемника, звукопровод выполнен в виде замкну- S того кольца с отводами для соединения с преобразователями поверхностсл ных акустических волн.

6-В

рие.З