Датчик линейных перемещений Советский патент 1987 года по МПК G01B7/00 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений.

Цель изобретения - расширение диапазона измерения функциональных возможностей и повышение помехоустойчивости путем сокращения длины изме- РЧтельной линейки.

На чертеже приведена блок-схема датчика линейных перемещений.

Устройство содержит первый 1, вто рой 2 счетчики, дешифратор 3, включенный на выходе первого счетчика 1, блок 4 двухвходовых элементов И 4,1- 4.N5 измерительную линейку 5 и подвижную каретку 6, обмотку 7, размещенную на линейке 5, считывающую обмотку 8, размеп(енную на подвижной каретке 6, конденсатор 9-, включенный параллельно обмотке 8, генератор 10, делитель 1, включенный между выходами генератора и счетными входами счетчиков и 2 последовательно соединенные усилитель 12, фазовый детектор 13, дифференцирующую цепочку 14 и элемент И 15, последовательно соединенные амплитудный детектор 16 интегрируюп ую цепочку 17 и триггер

18Шмидта, выход которого соединен с вторым входом элемента И 15, регистр

19памяти, входы которого подключены к выходам второго счетчика 2, а управляющий вход - к выходу элемента

И 15. Счетчик 1 имеет емкость Nj счетчик 2 - емкость 2N,

Устройство работает следующим образом.

ИервыГг счетчик 1 переключается импульсами, поступающими с выхода делителя 11 частоты. Состояние счетчика 1 дешифрируется депшфратором 3. Сигнал логической 1 с выходов дешифратора 3 последовательно поступает на второй вход элементов И 4.1- 4,N блока 4 двухвходовых элементов И,

При этом последовательно на выходах элементов И 4,1-4.N появляются пачки импульсов, Количество импульсов в пачке равно коэффициенту деления делителя 11 частоты. В первом состоянии счетчика 1 пачка появляется на в 1ходе первого элемента И 4,1, при втором - н;) выходе второго элемента И 4.2, при N-M - на выходе N-го . элемента И 4,N, На оставшихся выходах элементов И при этом присутfO

15

20

25

П3811 2

ствует сигнал логического О. Обмотка 7 измерительной линейки 5 изготовляется печатным путем в виде отдельных секций или как единое це- 5 лое и содержит N выводов. Расстояние между выводами определяет разрешающую способность датчика,

При появлении пачки импульсов на первом выводе обмотки 7 ток протекает от первого выхода к второму, при появлении на втором - от второго к первому и к третьему, на третьем - от третьего к второму и к четвертому и т.д. Иными словами при каждом последующем перемещении пачки импульсов направление тока в коммутируемой секции обмотки меняет направление, что соответствует изменению фазы на угол Ti . При перемещении пачки импульсов по длине обмотки 7 измерительной линейки 5 в обмотке 8 подвижной каретки 6 наводится ЭДС. Обмотка 8 подвижной каретки наматывается на ферритовом сердечнике, который имеет возможность перемещения вместе с кареткой вдоль обмотки 7, В момент прохождения пачки импульсов обмотки 7 через место расположения обмотки 8 подвижной каретки, определяемое перемещением х, что соответствует значению

х P k, где - расстояние между выводами

обмотки 7|

k - текущее значение счетчика 1, в обмотке 8 наводится фазомодулиро- ванная ЭЦС, которая усиливается усилителем 12 и поступает на входы фазового 13 и амплитудного 16 детекторов. Амплитудным детектором 16 пачка детектируется и через интегрирующую цепочку 17 поступает на вход триггера 18 Шмидта, который при этом меняет свое состояние. Назначение этой цепи - подготовить устройство к работе. Только появление на входе усилителя I2 продолжительной пачки импульсов позволяет устройству произвести измерение. Если на входе появляются одиночные импульсы, то интегрирующая цепочка 17 не позволяет переключиться триггеру 18 Шмидта, Измерительный импульс вырабатывается фазовым детектором 13, на котором происходит сравнение фазы импульсов, поступающих с выхода генератора 10 и с выхода усилителя 12, При изменении фазы на П , что соответствует изме30

35

40

45

50

55

3130

нению направления тока в секции обмотки 7, ныходное напряжение фазового детектора меняется от отрицательного значения к положительному. Это напряжение дифференцируется цепочкой 14 и на выходе элемента 15 при наличии на выходе триггера 18 иЫидта сигнала в момент изменения напряжения от отрицательного к положительному вырабатьгоается импульс выборки информации. Величина перемещения определяется по состоянию счетчика 1 по приведенному выражению. Синхронизация счетчиков осуществляется за счет соединения последнего триггера вто- рого счетчика 2 с входом Установка нуля первого счетчика. Так как первый счетчик имеет N состояний, а второй 2N, то при изменении N состояний второго счетчика 2 первый уста- новится в О. Состояние О первого счетчика 1 продолжается в течение вторых N состояний второго счетчика 2. Затем счет счетчиков 1,2 происходит синхронно. Выборка состояния счетчика 2 в запоминающий регистр осуществляется сигналом выборки с

элемента И 15,

Формула изобретения

1, Датчик линейных перемещений, содержащий измерительную линейку с нанесенной на нее печатной обмоткой, подвижную каретку с размещенной на ней считывающей обмоткой, расположенную с зазором относительно подвгокной каретки, отличающийся тем,что, с пелью расщирения диапа.Редактор М. Келемега Заказ 1295/39

Составитель В. Николаев Техред Н.Глущенко Корректор М. Демчик

Тираж 678Подписное

ВИНИЛИ Государственного комитета СССР

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

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

114

зона измерения и повышения помехоустойчивости, обмотка измерительной линейки выполнена с отводами, расположенными через равные промежутки, а датчик снабжен первым и вторым счечиками, дещифратором, входы которого соединены с выходами первого счетчика, блоком двухвходовых элементов И, первые входы которых соединены с выходами дещифратора, а выходы - с выводами обмотки линейки, последовательно включенными генератором, выход которого подключен к BTOpbiM входам блрка двухвходовых элементов И, и делителем, выход которого подключен к счетным входам счетчиков, выход старшего разряда второго из которых подключен к входу сброса первого последовательно соединенными усилителем, вход которого подключен к выходу считьшающей обмотки, фазовым детектором, опорный вход которого подключен к выходу генератора, и дифференцирующей цепочкой, последовательно соединенными амплитудным детектором, интегрирующей цепочкой и триггером 1Чмидта, элементом И, первый вход которого подключен к выходу дифференцирующей цепочки, а второй вход - к выходу триггера Шмидта, и регистром памяти, входы которого подключены к выходам второго счетчика, а управляющий вход подключен к выходу элемента И,

2. Датчик поп.1,отличаю- щ и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен конденсатором, включенным параллель- но считьтающей обмотке.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений. Поставленная цель - расширение диапазона измерения и повьшение помехоустойчивости - достигается за счет того, что обмотка 7 измерительной линейки 5 вьшолнена с отводами, расположенными на равных расстояниях, и запитывается от генератора 10 через блок 4 элементов И 4.I-4,N, коммутируемых с помощью счетчика 1 и дешифратора 3. При этом в секции обмотки 7, расположенной напротив считывающей обмотки 8, при коммутации производится смена фазы сигналов с генератора на 180 и формируется измерительный сигнал. 1 з.п.ф-лы. 1 ил. i (Л со 00