Устройство для измерения линейных перемещений Советский патент 1988 года по МПК G01B7/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, для автоматического контроля и регулирования перемещений, деформаций и т.п.

Целью изобретения является повышение точности измерений путем расширения линейного диапазона измерений.

На фиг,1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2- временная диаграмма его работы.

Устройство (фиг,1) содержит диф- ференциальньш индуктивньй датчик 1, измерительные автогенераторы 2,3, в задающие контуры которых включены соответствующие плечи датчика 1. Устройство содержит также третий автогенератор 4, первый элемент 2-2И-ИЛИ- НЕ 5, в торой элемент 2-2И-ШЖ-НЕ 6, Элемент 2И-НЕ 7, первый счетчик 8 импульсов, второй счетчик 9 импульсов, третий счетчик 10 импульсов и блок 11 управления. Первый 2 и второй 3 из- .мерительные автогенераторы подключены

к первым и третьим входам соответствующих элементов 5 и 6, выход третьего автогенератора 4 связан с первым входом элемента 7. Выходы элементов 5 и 6 подключены к вычитающим входам соответственно первого 8 и третьего 10 счетчиков импульсов, выход элемента 7 соединен с суммирующим входом второго счетчика 9 импульсов. Выходы счетчиков 8, 10 подключены соответственно к первому и второму входам блока 11 управления,

Первьй выход блока 11 управления соединен с вторым входом элемента 5, второй - с четвертыми входами элементов 5 и 6, третий - с установочным входом элемента 8, четвертьй - с вторьш входом эле;мента 7, пятьй - с входом установки в О счетчика 9 импульсов, шестой и седьмой - с ус- тановочнь1ми входами соответственно счетчиков 9 и 10, восьмой - с вторьш входом элемента 6,

Устройство работает следующим образом.

Перед началом преобразований периоды следования импульсов первого 2 второго Зи третьего 4 ав тогенераторов

пульсов вторым 9 и третьим 10 счетчиками импульсов продолжается до обнуления третьего счетчика 9 импуль(фиг.1) выбираются из соотношения время работы третьего счетчи- ..-,/ ТУ-riQ ГТХЖТТПУГТ-с. . .

т, .По команде Сброс (нафиг.2 не показано) в блоке 11 управления формируется и выдается с шестого выхода кока 9 импульсов, т.е. до его обнуления формируется интервал

(3)

манда на запись кода числа N во второй счетчик 9 импульсов. Число N определяет разрядность результата преобразования.

Следующие команды, одновременно поступающие с третьего и седьмого вы ходов блока 11 управления, .разрешают

перезапись кода N из второго счетчика 9 импульсов в первьй 8 и .третий

10счетчики импульсов. Команда с пятого выхода блока 11 управления устанавливает в О второй счетчик 9 импульсов .

Следующие потенциальные команды, одновременно поступающие с первого, четвертого и восьмого выходов блока

11управления, разрешают поступление выходных импульсов с первого измерительного автогенератора 2 через первьй элемент 2-2И-ИЛИ-НЕ 5 на вычитающий вход первого счетчика 8 импульсов, импульсов с выхода второго измерительного автогенератора 3 через второй элемент 2-2И-ИЛИ-НЕ б на вычитающий вход третьего счетчика 10 импульсов, импульсов с выхода третьего автогенератора 4 через элемент 2И-НЕ 7-на суммирзпощий вход второго счетчика 9 импульсов.

В сипу приведенного вьше соотношения периодов автогенераторов первым обнуляется первый счетчик 8. нмпуль- сов. За это время формируется интервал (фиг. 2).

пульсов вторым 9 и третьим 10 счетчиками импульсов продолжается до обнуления третьего счетчика 9 импуль ° время работы третьего счетчиТУ-riQ ГТХЖТТПУГТ-с. . .

ка 9 импульсов, т.е. до его обнуления, формируется интервал

N« Т.

(3)

код (фиг.2)

который одновременно квантовался во втором счетчике 9 импульсов импульса ми с периодом следоваия Т. При этом во втором счетчике 9 импульсов форми..

Т.

(4)

Импульс с выхода обратного переноса третьего счетчика 10 импульсов (фиг.1) поступает на второй вход блока 11 управления, который с седьмого выхода выдает команду на перезапись кода N, в третий счетчик 10 импульсов из второго счетчика 9 импульсов. Одновременно в блоке 11 управле- ния формируется и выдается на второй выход команда, разрешающая реверсив- ньй счет импульсов с периодами следования Т, от первого измерительного автогенератора 2 через первьй элемент 2 -2И-ИЛИ-НЕ 5 первым счетчиком 8 импульсов и с периодами следования Tj от второго измерительного автогенератора 3 через второй элемент 2-2И-ИПИ- НЕ 6 третьим счетчиком 10 импульсов. К моменту обнуления первого счетчика 8 импульсов формируется интервал времени (фиг.2):

- N, Т,, или из формулы (2)

(5)

Изобретение относится к измерительной .технике. Целью изобретения является повьшение точности измерений. По команде Сброс в блоке 11 управления формируется и выдается с шестого выхода команда на запись кода числа NQ во второй счетчик 9 импульсов. Команды с третьего и седьмого выходов блока 11 управления разрешают перезапись кода Ng в первьй и третий счетчики 8, 10 импульсов. Второй счетчик 9 импульсов командой с пято

. N

Т о

(I)

которьй одновременно квантовался импульсами с периодами следования Т, в результате чего во втором счетчике 9 импульсов формируется код

N,

„

н.тГ

(2)

Импульс с выхода обратного переноса (фиг.1) первого счетчика 8 импульсов поступает на первьй вход блока 11 управления, которьй с третьего вЕлхода вьщает команду на запись кода N, в первый счетчик 8 импульсов. Счет им

2

Ф

(6)

0

5

В момент обнуления первого счетчика 8 импульсов (фиг.1) с его выхода обратного переноса поступает импульс на первьй вход блока 11 управления, который формирует и выдает команду с пятого выхода на сброс в О второго счетчика 9 импульсов, с четвертого выхода - разрешение на счет импульсов от третьего автогенератора 4 через элемент 2И-НЕ 7 вторым счетчиком 9 импульсов. При этом продол жается поступление импульсов от второго измерительного автогенератора 3

на вычитающий вход третьего счетчика 10 импульсов, и к моменту его обнуления формируется интервал ( фиг.2)

4 N т

г

(7)

Используя формулу (4):

т2

7, Vr °(8)

В момент обнуления третьего 10 счетчика импульсов команда с его вы- Хода обратного переноса поступает на второй вход блока 11 управления, ко- тйрый формирует команды запрета счета импульсов во все счетчики 8-10 им- Ьульсов. На этом цикл преобразования заканчивается.

Разностный временной интервал & , получаемый между вторыми обнулениями счетчиков 8 и 10 импульсов, с учетом (б) и (8) будет равен

f гп

- г - J-1

лт г

N,

-т;(9)

Число импульсов ли, поступивших в счетчик 9 импульсов за этот временной интервал, будет с учетом (9) равно 30

--N,

Т -Т -щ(10)

Периоды Т, и Tj измерительных LC-автогенераторов 2 и 3 могут быть пред- 35 ставлены соответственно в виде:

27 -JL,C, 21Г -(Ьд + ЛЬ) с .

2 1Гл|(Ъо + kul) С, ;(11)40

I-

21Гл||Ъо - uL) С,

2 |Г4(Ь„ - kM)C,,

(12)

где L, L о лЛ1 - индуктивность плеча дифференциального датчика 1 первого измерительного автогенератора;

, L LO - k ul - индуктивность . плеча дифференциального датчика 1 второго измерительного автогенератора;

&L - kul - приращение индуктивноети одного плеча дифференциального датчика;

Л1 - измеряемое перемещение;

k - коэффициент пропорциональности;

С,, С2. - емкости колебательных . контуров первого и второго измерительных LC-автогенераторов соответственно.

Из (10) с учетом (П) и (12) получим

UN N 5 lib kAl)C,-(Lo - kul)Cj . оТ,

4Т L,(C, - Сг) . „ 8ТГЧ(С, + С) . -г 1, 7пг. оХ.

о Щ

о т|

(13)

Cg) А const.

(14)

N, §il i§i-±-S)- В const,

J-3

. (15)

iiK A + В Л1,-(16)

или в частном случае, когда при С;, С коэффициент А О, получаем

U.N В ul.

(17)

Формула изобретения

5

0

5

0

5

Устройство для измерения линейных перемещений, содержащее дифференциальный индуктивный датчик, первьй и второй измерительные автогенераторы, в задающие контуры которых включены соответствующие плечи дифференциального измерительного датчика, о т л и- ч а, ю щ е е с я тем, что, с целью повьшения точности измерений, оно снабжено первым, вторым и третьим счетчиками импульсов, третьим автогенератором, двумя элементами 2-2И-ИЛИ- НЕ, элементом,2И-НЕ,блоками управления, выход первого измерительного автогенератора соединен с первым и третьим входами первого элемента 2-2И-ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с первьй выходом блока управления, четвертый вход - с вторьм выходом блока управления и с четвертым входом второго элемента 2-2И-ИЛИ-НЕ, выход первого элемента 2-2И-ШШ-НЕ соединен с вычитающим входом первого счетчика импульсов, установочный вход которого соединен с третьим выходом блока управления, выход обратного пефиг. 2