Устройство для контроля местоположения подвижного объекта Советский патент 1987 года по МПК G08C19/12 

113057482

Изобретение относится к автоматике обмоток 4 и 5 имеет одну общую продольную ось симметрии, а угол наклона двух противоположных сторон обмотки

и контрольно-измерительной технике и может быть применено в системах ав- .томатического управления объектами с фиксированным участком перемещения.

Целью изобретения является повышение точности контроля при повышении чувствительности устройства.

На фиг.1 изображена конфигурация

3 возбуждения с осью ОХ составляет

1

()-7,-5 где ос и 5 - углы наклона основной и дополнительной измерительных обмоток с осью симметрии соответст- обмоток преобразователя; на фиг.2 - W венно,

просуммированные статические выходные Устройство работает следующим об- характеристики основных (5ос g) Д° полнительных (доп обмоток, измерения и преобразователя в целом С ) j

на фиг.З - функциональная схем уст- 5 XOZ вдоль продольной оси симметрии ройства для контроля местоположения ОХ, кинематически связанной с подвижразом.

При перемещении обмотки 3 возбуждения с переменным током в плоскости

подвижного объекта.

Первичньш преобразователь перемещения конструктивно состоит из подвижной обмотки возбуждения и неподвижных основных и дополнительных измерительных обмоток измерения (фиг.1). Принцип контроля позволяет сделать обмотку возбуждения неподвижной и передвигать измерительные обмотки, либо передвигать обеими обмотками одновременно. При этом выходной сигнал не На величину амплитуды ЭДС в каждой изменяется и пропорционален взаимному из измерительных обмоток в этом слу- расположению обмоток.чае влияют все стороны, вогнутого шесУстройство для контроля местополо- - тиугольника. При этом на сужающиеся женин подвижного объекта (фиг.З) со- части измерительных обмоток воздей- держит последовательно соединенные ствуют, в основном, лишь две противо- генератор 1 возбуждения, усилитель 2 положные стороны обмотки возбуждения, мощности и обмотку 3 возбуждения, рас- симметричные относительно продольной положенную между двумя идентичными, 35 оси симметрии, так как его другие эквидистантно расположенными, конгру- стороны квазиортогональны сужающимся

ентными, сонаправленными и сужающимися к началу системы отсчета основными измерительными обмотками 4 и двумя дополнительными измерительными обмот- ками 5, каждая из которых расположена в плоскости расположения соответствующей основной измерительной обмотки 4 и охватывается ею, с возможностью перемещения в своей плоскости вдоль оси симметрии. Все измерительные обмотки соединены последовательно-согласно, а их общие выходы параллельно

равной | cos(-) и f cos(---), cootприединены к переменному конденсатору и подключены к измерительному блоку 50 6, выход последнего соединен с блоком ветственно для основной и дополнитель- 7 регистрации. Измерительньй блок 6 ной обмоток измерения. Эти величины состоит из избирательного фильтра, численно равны, так как косинус - фун- настроенного на частоту генератора кция четная. Однако из-за геометри- возбуждения, выпрямителя и амплитуд- -55 ческого разнесения в пространстве об- ного детектора, включенных по изве- мотки возбуждения и измерительных об- стной схеме. Каждая пара расположен- моток, лежащих в каж,цой из параллельных в одной плоскости измерительных ных плоскостей, взаимная индуктивность

3 возбуждения с осью ОХ составляет

1

()-7,-5 где ос и 5 - углы наклона ос Устройство работает следующим об-

разом.

При перемещении обмотки 3 возбуждения с переменным током в плоскости

0

5

ной частью объекта управления, в измерительных обмотках 4 и 5 (фиг.З) возбуждаются одни и те же по частоте, но различные по амплитуде сигналы. Различие в амплитуде сигналов основной и дополнительной измерительных обмоток обусловлено их конфигурацией, величиной взаимной индукции между обмотками возбуж,п,ения и измерения, углом наклона ci и б (фиг.1).

На величину амплитуды ЭДС в каждой из измерительных обмоток в этом слу- чае влияют все стороны, вогнутого шесчастям измерительных обмоток. Угол между сторонами обмоток возбзгждения и измерения составляет для основной

измерительной обмотки

а. для

0

„ , 6i-a дополнительной - (- ---).

Если принять длину активной части обмотки возбуждения за (фиг,), то его проекция на сужающиеся части измерительных обмоток будет величиной.

равной | cos(-) и f cos(---), cootветственно для основной и дополнитель- ной обмоток измерения. Эти величины численно равны, так как косинус - фун- кция четная. Однако из-за геометри- ческого разнесения в пространстве об- мотки возбуждения и измерительных об- моток, лежащих в каж,цой из параллельных плоскостей, взаимная индуктивность

между обмоткой возбуждения и основной и дополнительной измерительными обмотками различна. Поэтому различны как амплитуды индуцированных ЭДС, так и суммарные сигналы с основной босе 5 дополнительной АОП измерительных обмоток (фиг.2).

ЭДС в торцовых частях измерительных обмоток в основном возбуждается под.воздействием лишь других сторон JO обмотки 3 возбуждения по той же причине. Благодаря последовательно-согласному включению измерительных обмоток индуцируемые сигналы суммируются

Устройство для контроля местоположения подвижного объекта, содержащее последовательно соединенные генератор возбуждения, усилитель мощности, обвыполнена в виде симметричной рамки, сужающиеся к началу зоны перемещения объекта и расположенные эквидистантно

с возможностью перемещения вдоль измерительных обмоток, выходы измерительных обмоток подключены к парал(фиг.2). 15 мотку возбуждения и две первые измеПеременный конденсатор С, подклю- рительные обмотки, каждая из которых ченный параллельно к последовательно- согласно включенным измерительным обмоткам, создает колебательный контур.

Для увеличения КПД преобразователя и 20 в параллельных плоскостях, между ко- уровня выходного сигнала колебатель- торыми размещена обмотка возбуждения ный контур настраивают на резонансную частоту, равную частоте тока в обмотке возбуждения. Результирующий синусоидальный сигнал преобразуется изме-25 лельно соединенным конденсатору и рительным блоком 6 в потенциальньш и входу измерительного блока, выход ко- регистрируется блоком 7.торого подключен к входу блока региIстрации, обмотка возбуждения выполнеВыходные статические характеристи- на в виде вогнутого симметричного ше- ки основных и дополнительных измери- 0 стиугольника, две противоположные тельных контуров являются возрастаю- стороны которого ортогональны приле- щими функциями, поэтому величина выходного суммарного сигнала также увеличивается, а вместе с этим возрастает и чувствительность первичного пре-35 дополнительные сужающиеся измеритель- образователя (фиг,2). - . ные обмотки, каждая из которых распоПространственное расположение ос- - ложена в ШIOCкocти соответствующей новной и дополнительной измерительных первой измерительной обмотки и внутри обмоток позволяет увеличить уровень нее, первые и дополнительные измери- выходного сигнала, так как при увели- 0 тельные обмотки соединены согласно- чении числа витков межвитковая пара- последовательно между собой, а угол зитная емкость заваливает выходную Статическую характеристику Поэтому разнесение измерительных обмоток на.

жащим сторонам, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности контроля, в него введены две

наклона противоположных сторон обмотки возбуждения с осью симметрии измерительных обмрток равен полусумме

плоскости искусственно уменьшает угла наклона с осью симметрии боковых

витковую емкость, а углы наклона обмоток с осью ОХ подбираются так, чтобы межобмоточная емкость была минимально возможной.

Увеличение уровня выходного сигнала позволяет исключить применение усилителя мощности в цепи измерения, что в конечном итоге увеличивает точность измерения.

Формула изобретения

Устройство для контроля местоположения подвижного объекта, содержащее последовательно соединенные генератор возбуждения, усилитель мощности, обмотку возбуждения и две первые измевыполнена в виде симметричной рамки, сужающиеся к началу зоны перемещения объекта и расположенные эквидистантно

рительные обмотки, каждая из которых

в параллельных плоскостях, между ко- торыми размещена обмотка возбуждения лельно соединенным конденсатору и входу измерительного блока, выход ко- торого подключен к входу блока регис возможностью перемещения вдоль измерительных обмоток, выходы измерительных обмоток подключены к паралв параллельных плоскостях, между ко- торыми размещена обмотка возбуждения лельно соединенным конденсатору и входу измерительного блока, выход ко- торого подключен к входу блока регина в виде вогнутого симметричного ше- стиугольника, две противоположные стороны которого ортогональны приле- дополнительные сужающиеся измеритель- ные обмотки, каждая из которых распожащим сторонам, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности контроля, в него введены две

ложена в ШIOCкocти соответствующей первой измерительной обмотки и внутри нее, первые и дополнительные измери- тельные обмотки соединены согласно- последовательно между собой, а угол

наклона противоположных сторон обмотки возбуждения с осью симметрии измерительных обмрток равен полусумме

угла наклона с осью симметрии боковых

сторон первых и дополнительных измерительных обмоток.

05мотка 8оз5е/жа ен

Основные измеритель

ные обмотки Дополнитель- ные измери Фиг.1

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике. Целью изобретения является повьшение чувствительности и точности измерений. Устройство представляет собой соединенные последовательно генератор 1 возбуждения, усилитель 2 мощности и обмотку 3 возбуждения, расположенную между основными и дополнительными измерительными обмотками 4 и 5 в каждой плоскости с возможностью перемещения вдоль зоны контроля, а также измерительный блок 6 и блок 7 регистрации. Для достижения поставленной цели параллельно к выходу последовательно- согласно включенных 4 измерительных обмоток подключают переменную емкость для настройки контура в резонанс. 3 кл.

0.1

Редактор И.Шулла

Составитель Е.Бакеев

Техред А.Кравчук Корректор Е,.Рошко

Заказ 1457/50Тираж 544 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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