Способ преобразования перемещение-фаза Советский патент 1989 года по МПК G01B7/00 

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при создании датчиков для измерения перемещения.

Цель изобретения - повышение точности путем уменьшения чувствительности к помехам за счет обеспечения синфазной зависимости от помехи двух сигналов, относительная фаза которых позволяет судить о величине перемещения.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ; на фиг.2 - векторная диаграмма работы устройства.

Устройство содержит источник 1 переменного напряжения, амплитудный датчик 2, масштабирующий блок 3, фа- зосдвигающий блок 4, сумматоры 5 и 6, фазометр 7. Кроме того, показан перемещающийся объект 8 (фиг.1).

Выход источника 1 переменного напряжения подключен к входу амплитудного датчика 2, первый выход ко- торого подключен к первым входам фазосдвигающего блока 4 и сумматора 5, а второй выход через масштабирующий блок 3 подключен к второму входу фазосдвигающего блока 4 и первому входу сумматора 6.

Способ осуществляют следующим образом.

Амплитудный датчик 2, питаемый синусоидальным сигналом от источника переменного напряжения, формирует два основных сигнала U,(х) и иг, по меньшей мере один из которых U,(х) промодулирован в функции перемещения. Первый основной сигнал U(x) с выхода амплитудного датчика 2 поступает на первый вход сумматора 5 и на первый вход фазосдвигаю4

ч|

4 Јь 4 ОЭ

3- U

щего блока А, на выходе которого формируется первый дополнительный сигнал и,-(х), модулированный в функции перемещения и сдвинутый по фазе относительно первого основного сигнала U.(х), который поступает на первый вход сумматора 6.

Второй основной сигнал U через масштабирующий блок 3 поступает на второй вход сумматора 6 и на второй вход фазосдвигающего блока 4, на выходе которого формируется второй дополнительный сигнал U2a который сдвинут по фазе относительно второ- 15 го основного сигнала Ult который поступает на второй вход сумматора 5. На последнем происходит геометрическое сложение первого основного и второго дополнительного сигналов 20 U, (х) и и. С выхода сумматора 5 результирующий сигнал Upe, , поступает на один их входов регистрирующего прибора - фазометра 7.

. помеха, проявляющаяся, например, в увеличении амплитуд противофазных сигналов на выходе амплитудного датчика 2, приводит к синфазному повороту векторов результирующих сигнаto лов ире,, и ., а перемещение - к их противофазному повороту.

Формула изобретения

Способ преобразования перемещение - фаза, заключающийся в том, что формируют первый и второй основные сдвинутые по фазе гармонические сигналы, по крайней мере один из которых амплитудно промодулирован в зависимости от перемещения и амплитуды которых равны между собой в точке Х0 перемещения х, для которой производная по х от функции перемещения

На сумматоре 6 происходит геомет- 25 Ср(х,у), где ф - угол сдвига фаз сиг

текущему значению измеряемого перемещения .

Из диаграммы (фиг.2) видно, что

помеха, проявляющаяся, например, в увеличении амплитуд противофазных сигналов на выходе амплитудного датчика 2, приводит к синфазному повороту векторов результирующих сигналов ире,, и ., а перемещение - к их противофазному повороту.

Формула изобретения

Способ преобразования перемещение - фаза, заключающийся в том, что формируют первый и второй основные сдвинутые по фазе гармонические сигналы, по крайней мере один из которых амплитудно промодулирован в зависимости от перемещения и амплитуды которых равны между собой в точке Х0 перемещения х, для которой производная по х от функции перемещения

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при создании датчиков для измерения перемещения. Цель изобретения - повышение точности за счет обеспечения синфазной зависимости от помехи двух сигналов, относительная фаза которых позволяет судить о величине перемещения. Поставленная цель достигается за счет формирования функции перемещения φ (X, ψ), определяемой выражением φ (X, ψ) = ARC TG {SIN (180° - φ) : [COS(180° - φ) + U₁ (X) / U₂G]} + ARC TG {SIN (180° - φ ) : [COS(180° - φ) + U₁ G(X) / U₂]}, где X - текущее значение перемещения

φ - параметр

U₁ (X), U₁G (X) - первые соответственно основной и дополнительный сигналы

U₂, U₂G - вторые соответственно основной и дополнительный сигналы. 2 ил.

рическое сложение первого дополнительного и второго основного сигналов U1(j(x) и U, С выхода сумматора 6 результирующий сигнал U pei2 поступает на другой вход фазометра 7.

С выхода фазометра 7 снимается зависимость разности фаз между результирующими сигналами от измеряемого перемещения q (х,«) .

Работу устройства поясняет векторная диаграмма (фиг.2), где с индексом 1 обозначены сигналы для измерения перемещений, соответствующие началу диапазона измерения, без индекса М1 - соответствующие

sin (180°-V)

налов, имеет наибольшее значени отличающийся тем, чт целью повышения точности, сдвиг основных сигналов выбирают равн 30 180 , из первого и второго осно сигналов формируют путем сдвига угол Cj , соответственно первый второй дополнительные сигналы, метрически суммируют первый осн с вторым дополнительным сигнало и второй основной с первым допо тельным сигналом, а о перемещен судят по значению функции ср Cx,( равной разности фаз результирую

35

40

сигналов, определяемой выражени sin(180°-V)

V(x,V)-arctg --5з()7и™ + arCtg Г -OSI

U2

U.,(x) и U,.(x) - первые соответ- 45

ственно основной и дополнительный сигналы;

налов, имеет наибольшее значение, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, сдвиг без основных сигналов выбирают равным 0 180 , из первого и второго основных сигналов формируют путем сдвига на угол Cj , соответственно первый и второй дополнительные сигналы, геометрически суммируют первый основной с вторым дополнительным сигналом и второй основной с первым дополнительным сигналом, а о перемещении судят по значению функции ср Cx,(fO , равной разности фаз результирующих

5

40

сигналов, определяемой выражением sin(180°-V)

™ + arCtg Г -OSI

и U

П

вторые соответственно основной и дополнительный сигналы.