Преобразователь перемещения в код Советский патент 1988 года по МПК H03M1/50 

; Изобретение относится к автомати- 1 ке и,вычислительной технике, в част- I мости к устройствам, преобразующим механические линейные перемещения в цифровой код.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости, разрешающей способности и точности преобразователя перемещения в кйд.

На чертеже изображена схема преобразователя.

Преобразователь перемещения в код содержит и-образный звукопровод 1 из магнитострикционного материала, демп- фер 2, опрашивающую обмотку-3, выходную обмотку 4, размещенные на звуко- проводе 1 и локализованные на участке нахождения постоянного магнита 5, генератор 6 опроса, управляемый уси- литель 7, цифроаналоговый преобразователь 8 и преобразователь 9 временного интервала в код, состоящий из I счетчика 10 импульсов и генератора 11 импульсов.

Преобразователь работает следуюнщм образом.

В опрашивающую обмотку 3 подается импульс тока с генератора 6 опроса. Взаимодействие электромагнитного по- ля опрашивающей обмотки 3 с подмагни- чивающим магнитным полем постоянного магнита 5 создает на этом участке ;звукопровода 1 вследствие прямого магнитострикционного эф:|)екта упругий импульс, распространяющийся в обе стороны от магнита 5 и опрашивающей обмотки 3 со скоростью звука v. Один упругий импульс доходит до демпфера 2 и затухает, другой распространяется по звукопроводу 1. Проходя мимо выходной обмотки 4, упругий импульс за счет обратного магнитострикционного эффекта наводит в ней импульсную ЭДС

Ю

5 0 5

0 Q

5

ливается код, однозначно определяющий величину перемещения. В процессе счета импульсов на выходе счетчика 10 формируется равномерно нарастающий код, который поступив на входы цифро- аналогового преобразователя 8, преобразуется в линейно нарастающее напряжение, плавно увеличивающее коэффициент усиления, усилителя 7.

Последнее обстоятельство позволяет компенсировать уменьшение амплитуды импульса считывания, снимаемого с усилителя 7, возникающее в результате затухания амплитуды упругого импульса при его прохождении по звукопроводу 1. Эта компенсация затухания приводит к получению независимой от времени амплитуды импульса считывания, что повышает точность определения интервала времени и дает возможность при необходимости увеличить ,длину преобразователя перемещения, а следовательно, и диапазон измеряемых перемещений. Усилитель 7 кроме указан- ного режима позволяет дискретно изменять свой коэффициент усиления. Коэффициент усиления усилителя 7 становится равным нулю при подаче на его управляющий вход, соединенньй с генератором 6 опроса, импульса опроса, что исключает прохождение импульса на шину Сброс счетчика 10 в момент возбуждения упругого импульса.

Применение коротких обмоток 3 и 4, локализованных на участке нахождения постоянного магнита 5, позволяет с одной стороны существенно уменьшить индуктивности обмоток 3 и 4, особенно при измерениях больших перемещений, с другой - увеличить плотность намотки обмоток 3 и 4 в районе нахождения магнита 5. Уменьшение индук

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам, преобразующим механические линейные перемещения в цифровой код о Цель изобретения - повьшение помехоустойчивости, разрешающей способности и. точности преобразователя перемещения в код. В преобразователь, содержащий U-образньй звукопровод 1, демпфер 2, постоянный магнит 5, неподвижные выходную 4 и опрашивающую 3 обмотки, управляемьм усилитель 7, генератор 6 опроса и преобразователь 9 временного интервала в код, введен цифроаналоговый преобразователь 8. Постоянный магнит 5 установлен неподвижно между локализованными выходной 4 и опрашивающей 3 обмотками, а звукопровод 1 имеет возможность перемещения относительно них и связан с перемещающимся обьектом. Перемещение звукопровода 1, связанного с объектом, преобразуется во временной интервал, который преобразователем 9 преобразуется в код. Этот код преобразуется цифроаналоговым преобразователем 8 в линейно нарастающее напряжение, плавно регулирующее коэффициент усиления регулируемого усилителя 7, благодаря чему компенсируется уменьшение амплитуды импульса считывания, снимаемого с усилителя 7, обусловленное затуханием импульса в -звукопроводе 1. Применение локализованных обмоток 3 и 4 позволя- .ет уменьшить фронт импульса и повысить разрешающую способность, а увеличение плотности намотки обмоток 3, 4 в зоне расположения постоянного магнита 5 увеличивает амплитуду импульса считывания, благодаря чему повышается помехоустойчивость преобразователя. 1 ИЛс с сл ее 00 со Сп О со

и далее затухает в демпфере 2. Интер- 5 тивности дает возможность существенно

вал времени с, между импульсом опроса снимаемым с генератора опроса 6, и считываемым импульсом, снимаемым с управляемого усилителя 7, пропорционален перемещению зву1 опровода 1 с демпфером 2 относительно обмоток 3 и 4 и магнита 5:

2-.

V

Этот интервал заполняется импуль- сами генератора 11, которые подсчитываются счетчиком 10. Таким образом после прихода считываемого импульса на выходе преобразователя 9 устанав0

с

уменьшить фронт упругого импульса и повысить разрешающую способность преобразователя. Увеличение плотности намотки обмоток 3 и 4 вблизи магнита 5 повьш1ает амплитуду импульса считывания, так как опрашивающая обмот,- ка 3 увеличивает амплитуду магнитного. поля, пронизывающего звукопровод 1 и, следовательно, амплитуду упругого импульса, а выходная обмотка 4 увеличивает ЭДС е пропорционально количеству витков W

аФ

dt

3П83503

магнитный) поток упругой волны пронизывающей витки выходной обмотки 4,

величение амплитуды импульса счиния приводит к улучшению помехойчивости преобразователя или при же помехоустойчивости к возможи увеличения длины звукопровода ширению диапазона измеряемых пе щений).

10

д к щи п н я а щ ни с т п у з м в н и вы и ци х ля т

Формула изобретения

Преобразователь перемещения в код содержащий и-образный звукопровод, выполненный из магнитострикционного материала, на концах которого установлен демпфер, постоянньй магнит, неподвижные выходную и опрашивающую обмотки, установленные на противоположных участках звукопровода .одна против другой и соединенные соответственно с информационным входом управляемого усилителя и первым выхо

дом генератора опроса, второй выход которого соединен с первым управляющим входом .управляемого усилителя и первым входом преобразователя временного интервала в код, выходы которого являются выходами преобразователя, а второй вход подключен к выходу управляемого усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, разрешающей способности и точности преобразователя, в него введен цифроаналоговьш преобразователь, постоянный магнит установлен неподвижно между локализованными выходной и опрашивающей обмотками, а звукопровод выполнен с возможностью перемещения относительно выходной и опрашивающей обмоток и связан с контролируемым объектом, выходы преобразователя временного интервала в код соединены с входами цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с вторым управляющим входом управляемого усилителя .