Устройство для электромагнитного контроля многокомпонентных перемещений Советский патент 1988 года по МПК G01B7/00 

(21)4188480/25-28

(22)02.12.86

(46) 30.08.88. Бюл. 32

(71)Куйбышевский авиационный институт им. акад. С.П. Королева

(72)А.И. Меркулов, Ю.С. Дмитриев, А.Б. Евстигнеев и В.А. Шарков

(53)621.317.4(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1193442, кл. G 01 В 7/00, 1983.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНО- . ГО КОНТРОЛЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

(57)Изобретение относится к средствам контроля в труднодоступных зонах взаимных перемещений двух объектов, имеющих, шесть степеней свободы. Цель изобретения - повьппение достоверности контроля. Для этого устройство контроля многокомпонентных перемещений содержит обмоточные узлы, выполненные на Н-образных магнитопро- водах 1, ориентированные вдоль ортогональных осей X, Y и Z с помощью пазов проводящего корпуса 15. ВозГГЦ 5 0,

4j 4;

буждающая обмотка 2 намотана двойным проводом на перемычке магнитопрово- да 1, а концы составляющих ее полуобмоток соединены, образуя средний вывод, подключенный к плюсовой шине источника 5 постоянного напряжения, а крайние выводы обмотки 2 соединены с анодом одного из двух диодов 10 и 11, катод которых связан с объединенным открытым выходом одной из групп логических элементов, входы которых в каждой группе также объединены и у одной подключены к прямому, а у другой - к инверсному выходу высокочастотного триггера 8. Такое построение устройства позволяет исключить взаимное влияние измерительных каналов через внутреннее сопротивление источника напряжения, питающего обмотки 2 возбуждения преобразователя, а использование диодов 10 и 1I позволяет устранить нагрев логических элементов обратными токами при отрицательных напряжениях на концах обмоток. 2 ил.

(/

Фи f

Ичобре геяие относится к средствам электромагнитного контроля неэлектри ческих величин по сигналам, полученным от взаимодействия изделий слож- пой формы с электромагнитными полями например, для контроля в труднодоступных зонах взаимных перемещений двух , j6i,eKToB, имеющих шесть степеней своОоды.

изобретения - повышение достоверности контроля за счет увеличения помехозащищенности устройства.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - временные диа- rpaMNfti, поясняющие принцип действия устройства,

Устройство содержит преобразователь перемещений, включающий три обмоточных узла, выполненных каждый в виде Н-образного магнитопровода 1 с размещенными на его перемычке би- филярной обмоткой 2 возбуждения, а на плечах - измерительными обмотками 3, схему А обработки и регистрации пп нала и источник питания, вы- полненньш в виде последовательно сое;(ипе1жых генератора 5 постоянног о напряжения, развязывающего фильтра 6, импульсного высокочастотного генератора 7 и триггер 8 и трех блоков 9 формирования питающего напряжения, каждьп из которых содержит два диода 10, 11 и две пары попарно параллельно соединенных ключей 12 и 13, каждая пара которых включена между соответс 1 вующим выходом триггера 8 и катодом соответствующего диода 10 или 11, анод которого подключен к соответствующему внешнему выводу обмотки 2 возбуждения, а общая точка обмотки 2 подключена к выходу источника 5 постоянного напряжения. Ключи 12, 13 могут быть построены на логических элементах с открытым выходом.

Устройство работает следующим образом.

Триггер 8 выдает импульсы напряжения Uj и UL прямоугольной формы с частотой повторения fp, (фиг. 2, график л), управляющие состоянием ключей 10 и 11. В нечетные полупериоды изменения напряжения Ug ключи 12 закрыты - имеют большое внутреннее сопротивление, а ключи 13 - открыты обеспечивая рост тока L 2. одной полуобмотки обмотки 2. В четные полупериоды изменения Vg состояние ключей

12 и 13 становится противоположным: 12 - открыты, а 13 - закрыты. При этом ток I2 обеспечивает перезаряд конденсаторов 14, а 17 (ток второй полуобмотки) увеличивается под действием и, (фиг. 2, графики Б и В).

В результате ток

имеет малую величину пульсаций, что позволяет снизить влияние токопроводящих проводников на соединительные линии измерительных каналов.

Возбуждающий магнитный поток в магнитопроводе 1 создается током

функция изменения которого во времени близка к синусоидальной (фиг. 2, график Г), поскольку использованы большие величины емкости конденсаторов 14 и индуктивности 303буждающих обмоток 2 и 2, при которых собственная частота полученного контура значительно меньше f„. Это упрощает балансировку измерительных обмоток 3 и исключает взаимные помехи между измерительными каналами на высших гармониках.

Обмотки 2 и 2 включены по автотрансформаторной схеме с коэффициентом связи, близким к единице. Ввиду их согласного включения переменный магнитный поток наводит на крайних выводах возбуткдающей обмотки напряжение и „-, 2U, . Для устранения токов разряда конденсаторов 14 при возникновении отрицательных напряжений U-2 или Uj (фиг. 2, график Е) установлены диоды 10 и 11, что позволяет исключить перегрев логических элементов, на которых построены ключи 12 и 13 обратными токами открытых выходов.

Когда преобразователь удален от граней опорного уголка (на фиг. 1 не показан), высокая симметрия возбуждающего поля магнитопровода 1 обеспечивает равенство ЭДС на измерительных обмотках 3 и нулевые значения выходных напряжений U и Up, соответствующих в общем случае контролируемым линейным h и угловым р перемещениям объекта. Установка корпуса 15 преобразователя в рабочее положение внутри проводящих опорных уголков приводит к появлению выходных напряжений U, и Ь , определяющих взаимное пространственное положение системы преобразователь - грани опорного уголка (фиг. 2. график Ж).

Л б

б Г

и,

вз

V

Г I I .-1/4Е Hi

л /л

- t