Двухкоординатный преобразователь Советский патент 1988 года по МПК G01B7/30 G01B7/00 

4

IsD

О СО СЛ ОЛ

управляющим объектом. Каждый канал включает в себя по две пары катушек 5,6,8 н 9; 10,11,13 и 14; 16,17,19 и 20; 21,22,24 и 25 индуктивности, установленных в одной плоскости под углом 90 одна к другой над поверхностью шарообразного элемента 3, и двухканальные электронные блоки 7, 12,18 и 23 вихретоковых измерителей зазоров. Для обеспечения идентичности сигналов от угловых перемещений

звена 2 связи с управляющим объектом выходы второго 12 и четвертого.23 электронных блоков вихретоковых измерителей зазоров соединены с входами преобразователей 15 и 26 координат. Первые выходы злектронных блоков 7 и 18 и преобразователей 15 и 26 координат соединены с взводами первого коммутатора 27, а вторые выхот ды - с входами второго коммутатора 28. 4 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и автоматике н может быть использояано в системах управления перемещением подвижных объектов. Цель изобретения состоит в повышении надежности дв хкоординатного преобразователя при использовании его в качестве элемента систем управления за счет создания четырех каналов формирования управляюп51х сигнапов от угловых перемещений одного звена связи с

1

Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и может быть использовано в системах управления перемещением подвижных объектов.

Целью изобретения является повышение надежности двухкоординатного преобразователя при использовании его в качестве элемента системы управления, имеющего одно звено связи с управляющим объектом.

Поставленная цель достигается увеличением до четырех числа каналов формирования управляющих сигналов U, Up, от угловых перемещений элемента связи с управляющим объектом.

Па фиг.1 показана конструкция доухкоординатного преобразователя, вид сверху; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - вариант структурной схемы одного из четырех двух- канальных вихретоковых измерителей зазоров; на фиг.4 - вариант структурной схемы преобразователя координат. . Двухкоординатный преобразователь содер;кит диэлектрический каркас 1 , электропроводящее звено 2 связи с управляющим объектом, на конце которого на резьбе соосно установлены электропроводящий шарообразный элемент 3 и диэлектрическая полусфера 4 равных диаметров, шарнирно закрепленные в отверстии каркаса 1, катущки 5 и 6 индуктивности, соединенные между собой, и с генераторным выходом и сигнальным входом первого канала электронного блока 7 первого вихретоково- го измерителя зазоров, катущки 8 и 9 индуктивности, соединенные между со- бо;; и с генераторным выходом и сцг- нальным входом второго канала элек0

5

0

5

0

5

0

тронного блока 7 перрого вихретоково- го измерителя зазоров. Пары катушек 5, 6 и 8, 9 индуктивности установлены под углом 90° одна к другой. Катушки 10 и 11 индуктивности соедине- 1Ш между собой и с генераторным выходом и сигнальным входом первого канала электронного блока 12 второго вих- ретокового измерителя зазоров, катушки 13 и 14 индуктивности соединены между собой и с генераторным выходом и сигнальным входом второго канала электронного блока 12 второго вихре- токового измерителя зазоров. Пары катушек 10, 11 и 13, 14 индуктивности установлены под углом 90° одна к другой и под углом 45 к катушкам 5, 6 и 8, 9 индуктивности соответственно. Выходы электронного блока 12 соединены с входом первого преобразователя 15 координат. Катушки 16, 17 индуктивности соединены между собой и с генераторным выходом и сигнальным входом первого канала электронного блока 18 третьего вихретокового измерителя зазоров, катушки 19, 20 индуктивности соединены между собой и с генераторным и сигнальным входом второго канала электронного блока 18 третьего вихр етокового измерителя зазоров. Пары катушек 16, 17 и 19, 20 индуктивности установлены под углом 90 одна к другой и под углом 180 к катушкам 5, 6 и 8, 9 индуктивности соответственно. Катушки 21, 22 индуктивности соединены между собой -и с генераторным выходом и сигнальным входом первого канала электронного блока 23 четвертого вихретокового измерителя зазором, катушки

Выходы электронного блока 23 соединены с входами второго преобразователя 26 координат. Первые выходы электронных блоков 7, 18 и преобразователей 15 и 26 координат соединены с входами первого коммутатора 27. Вторые выходы электронных блоков 7, 18 и преобразователей 15 и 26 координат соединены с входами второго коммутатора 28.

Электронные блоки 7, 12, 18 и 23 вихретоковых измерителей зазоров выполнены идентичными по типовой схеме (на фиг.З пунктир) и состоят из генератора 29 прямоугольных импульсов, соединенного с усилителями 30 и 31 мощности, синхронных детекторов 32, 33 и усилителей 34, 35 ctответственно первого и второго каналов. С выхода усилителей 34 и 35 снимаются сигналы об угловых перемешениях звена 2 связи с управляющим объектом в двух взаимно перпендикулярных плоскотях соответственно Uoi и Up, или и, и U,j в зависимости от положения кату- индуктивности в каркасе I преобразователя. Преобразователи 15 и 26 координат выполнены идентичными по типовой схеме и включают в себя (фиг.4) два модулятора 36 и 37, два синхронных детектора 38 и 39, мультивибратор 40 и фазосдвигающее устройств о 41. .

Двухкоординатный преобразователь работает следуюпшм образом.

Катушки 5, 6, 8, 9, 1C, II, 13, 14, 16, 17, 19, 20, 21, 22, 24 и 25 индуктивности при через генераторные выходы соответствуюп(их элек тронных блоков 7, 12, 18 и 23 напря- яжнием высокой частоты наводят на поверхности шарообразного элемента 3 вихревые токи, которые в свою очередь меняют параметры катушек индуктивности в зависимости от величины зазора между ни№1 и поверхностью шарообразного элемента 3. Зазор между катушками 6, 9, 11, 14, 17, 20, 22

o

5

0

5

0

0

5

0

5

5

и 25 индуктивности и поверхностью шарообразного элемента 3 выбран боль- 1ШМ величины диаметра этих катушек индуктивности, поэтому на них вихревые токи не влияют. В исходном состоянии преобразователя при перпендикулярном положении звена 2 связи с управляющим объектом относительно плоскости расположения катушек 5, 8, 10, 13, 16, 19, 21 и 24 индуктивности зазоры между этими катушками и поверхностью шарообразного элемента 3 одинаковы, поэтому на сигнальные входы электронных блоков 7, 12, 18 и 23 всех четырех вихретоковых измерителей зазоров поступают равные сигналы, близкие к нулю, что обеспечиваемся выбором витков катушек 6, 9, II, 14, 17, 20, 22 и 25 индуктивности. При отклонении звена 2 связи с объектом управления от исходного положения зазоры между катушками 5, 8, 10, 13, 16, 19, 21 и 24 итщуктивности изменяются и на выходах электронных блоков 7, 12, 18 и 23 появятся постоянные напряжения соответственнЪ Uf

и.

Un

и.

и.

и.

Uot, . N

- Р, . OL. IJp, U;, Up,,

пропорциональные изменениям зазороя перед каждой катушкой индуктивности. Для приведения в соответствие напряжений, снимаемых с нечетных и четных электронных блоков нихретоковых измерителей зазоров соответственно 7, 18 и 12, 23 (получения всех постоянных напряжений одной полярности при задании звену 2 связи с управляюпц м объектом углового перемещения одной полярности) каждая из двух пар катушек индуктивности, расположенных под углом 180° одна к другой соединены про- тивофазно с генераторными выходами своих электронных блоков вихретоковых измерителей зазоров. Если, например, перед катушкой 5 индуктивности увеличен зазор, то перед катушкой 16 индуктивности зазор уменьшен, но за счет противофазного включения катушек 5 и 16 индуктивности напряжения на выходах электронных блоков 7 и 18 изменятся на одинаковую величину одной полярности. Для приведения в соответствие величин выходных напряжений электронных блоков 7 и 12, 7 и 23 к последним подключены преобразо-- ватели 13 и 26 координат соответственно. В каждом преобразователе 15 и 26 координат входные постоянные напряжения с помощью модуляторов 36

10

и 37 преобразуются в переменные и затем с помощью синхронных детекторов 38 и 39, на опорные входы которых поступают специально сформированные напряжения последовательно соединенных мультивибратора 40 с фа- зосдвигающим устройством 41, преобразуются в постоянные напряжения U,, Ua. Эти напряжения равны выходным напряжениям других электронных блоков, поскольку фазовый сдвиг опорных напряжений синхронных детекторов 38 и 39 преобразователя 15 или 26 координат равен углу между парами катушек индуктивности, подключенными к сравниваемым электронным блокам вих- ретоковых измерителей зазоров. С помощью коммутаторов 27 и 28 осуществляется переключение каналов формиро- 20 вания управляющих сигналов, вь бор одного из четырех входных.

4203556

лектрическом каркасе преобразователя

15

в плоскости диэлектрической полусферы под углом 45 друг к другу на одинаковом -расстоянии от центра шарообразного, элемента, соединенные попарно между собой и с соответствующими входами и генераторными выходами элек тронных блоков, преобразователь системы координат и два коммутатора, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности, в него введены второй преобразователь системы координат, третий и четвертый двух канальные вихретоковые измерители зазоров, содержащие восемь катушек индуктивности и два электронных блока, катущки индуктивности третьего и четвертого вихретоковых измерителей зазоров установлены в корпусе преобразователя на одинаковом расстоянии и соосно с основными, катущки индуктив- нэсти, установленные над одним участком поверхности шарообразного элемента, соединены между собой и с входом и генераторным выходом электронных блоков вихретоковых измерителей зазоров, ти,

Формула и. зобретения

Двухкоордииатный преобразователь, содержащий звено связи с управляющим объектом, один конец которого с помощью шарообразного электропроводящего элемента, расположенного внутри диэлектрической полусферы, аксиально смещенной относительно центра электропроводящего элемента, шарнирно закреплен в диэлектрическом каркасе преобразователя, два двухканальных вихретоковых измерителя зазоров, содержащих электронные блоки и катущки ивдуктивности, установленнь1е в диэ0

0

5

5

0

5

в плоскости диэлектрической полусферы под углом 45 друг к другу на одинаковом -расстоянии от центра шарообразного, элемента, соединенные попарно между собой и с соответствующими входами и генераторными выходами электронных блоков, преобразователь системы координат и два коммутатора, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности, в него введены второй преобразователь системы координат, третий и четвертый двух- канальные вихретоковые измерители зазоров, содержащие восемь катушек индуктивности и два электронных блока, катущки индуктивности третьего и четвертого вихретоковых измерителей зазоров установлены в корпусе преобразователя на одинаковом расстоянии и соосно с основными, катущки индуктив- нэсти, установленные над одним участком поверхности шарообразного элемента, соединены между собой и с входом и генераторным выходом электронных блоков вихретоковых измерителей зазоров, ти,

к другой, соединена с одним из входов одного из четырех электронных блоков вихретоковых измерителей зазоров, первые выходы которых соединены с входа ми. первого коммутатора, выходы второго и четвертого электронных блоков соединены с входами коммутаторов через соответствующие преобразователи координат.

каждая пара катушек индуктивнос- установЛенная под углом 90 одна

Фиг.З

Ф.иг. 2

u илии

и ft или Uf