Устройство для измерения линейных перемещений Советский патент 1989 года по МПК G01B17/00 

1

(61) 1179106

(21)4411905/25-28

(22)18.04.88

(46) 30. П. 89. Бюл. № 44

(71)Куйбышевский институт инженеров железнодорожного транспорта

(72)А.П,Андреев

(53)534.232(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1179106, кл. G 01 В 17/00, 1985.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ 1ШРЕМЕПш;нга1

(57)Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано в устройствах автоматического измерения линейных перемещений и является усовершенствованием устройства для измерения линейных перемещений по авт.св. № 1179106. Цель изобретения - повышение точности измерения путем исключения погрешности, вызванной изменением внешних условий. Сигналы от встречно-штыревых преобразователей 2 и 5 поступают на формирователи 11 и 12, которые формируют импульсы длительностью, равной времени распространения сигналов..В сумматоре 15 осуществляется вычитание зтих длительностей, в сумматоре 16 - их сложение, а в делителе 17 - деление выходного сигнала сумматора 15 на выходной сигнал сумматора 16. Результат деления не зависит от изменения внешних условий эксплуатации устройства. 1 ил.

W

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано в устройствах автоматического измерения линейных перемещений и является усовершенствованием устройства для измерения линейных перемещений по а.с. N 1179106. Целью изобретения является повышение точности измерения путем исключения погрешности, вызванной изменением внешних условий. Сигналы от встречно-штыревых преобразователей 2 и 5 поступают на формирователи 11 и 12, которые формируют импульсы длительностью, равной времени распространения сигналов. В сумматоре 15 осуществляется вычитание этих длительностей, в сумматоре 16 - их сложение, а в делителе 17 - деление выходного сигнала сумматора 15 на выходной сигнал сумматора 16. Результат деления не зависит от изменения внешних условий эксплуатации устройства. 1 ил.

10

Ях х Л ел

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано в устройствах автоматического измерения линейных перемещений и является дополнительным к авт. св. 1179106.

Цель изобретения - повышение точности измерения путем исключения погрешности, вызванной изменением внешних условий.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения линейных перемещений.

Устройство содержит первую пьезо- пластину 1, размещенные в ней первый встречно-штыревой, преобразователь 2 и первый поглотитель 3, вторую пьезо пластину А, размещенные на ней второ .встречно-штыревой преобразователь 5 и второй поглотитель 6, конденсатор 7 на неподвижной обкладке 8 которого установлены первая.и вторая пьезо- пластины 1 и 4, оси которых ориентированы параллельно одна другой, а подвижная обкладка 9 выполнена из двух частей, которые расположены над пьезопластинами 1 и 4 с возможностью перемерения в плоскости, параллель- ной неподвижной обкладке 8 конденсатора 7 импульсный генератор 10, выход которого, соединен с входами первого и второго встречно-штыревых преобразователей 2 и 5, входами формирователей 11 и 12, другие входы которых соединены с частями 13 и 14 подвижной обкладки 9 копденсатора 7, а выходы формирователей 11 и 12 - с прямыми входами первого сумматора 15 прямым и инверсным входами второго сумматора 16, выходы обоих сумматоро 15 и 16 соединены с входами делителя 17, выход которого соединен с входом блока 18 регистрации. Пьезопластины 1 и 4 выполнены в виде клиньев, прос углом

, d ., .ители установлены в вершинах пьезопластин. Части 13 и 14 подвижной обкладки 9 конденсатора 7 соединены с подвижным объектом (не показан) посредством диэлектрического стержня 19.

Устройство для измерения линейных перемещений работает следующим образом.

При поступлении электрических импульсов от импульсного генератора 10 на первый и второй встречно-штыревые преобразователи 2 и 5 на пьеэопластитивоположно ориентированных

при вершине 3-30°, а поглотители

0

5

0

5

0

5

0

нах 1 и 7 создаются потоки противоположно направленных поверхностных акустических волн, которые гасятся в вершинах пьезопластин 1 и 4 поглотителями 3 и 6. Бегущие потоки поверхностных акустических волн на пьезо- пластинах 1 и 7 создают потоки противоположно направленных пространственно-периодических электрических no-ft лей. На неподвижной обкладке 8 конденсатора 7 и частях 13, 14 подвижной обкладки 9 конденсатора 7 образуются электрические заряды.

В исходном состоянии подвижная обкладка 9 конденсатора 7 посредством диэлектрического стержня 19 устанавливается на равном расстоянии от встречно-штыревых преобразователей 2, 5, а при воздействии контролируемого объекта через диэлектрический стержень 19 на подвижную обкладку 9 конденсатора 7 последняя перемещается относительно встречно-штыревых преобразователей 2, 5, что приводит к изменению величины электрического заряда на частях 13, 14 подвижной обкладки 9 и на неподвижной обкладке 8 конденсатора 7,

Формирователи J1, 12 вырабатывают электрические сигналы прямоугольной формы, длительность которых равна времени распространения акустических поверхностных волн от встречно-штыревых преобразователей 2, 5 до участков пьезопластин 1, 4, над которыми расположены части 13, 14 подвижной обкладки 9 конденсатора 7. В первом сумматоре 15 происходит вьпштание длительностей Т и Т импульсных сигналов, сформированных формирователями J1 и 12,

- Т,

S(

v3

s

Vo6

5

5

(,.,) (, ,)J

V где V

2- X

0

скорость распространения поверхностных акустических волн в пьезопластинах; S,,S, - расстояния приемников от излучателей акустических волн;

а - начальное смещение преобразователя по перемещению; X - измеряемое линейное перемещение.

Во втором сумматоре 16 суммируются длительности импульсов:

Т, + Т,

-Si ,

Si

- i; t- X) . (a - X) . |-.

В делителе 17 происходит деление выходного сигнала первого сумматора 15 на выходной сигнал второго сумматора 16 и формируется выходной сигнал всего устройства

ТР Т.

2х Vei V72a

X

а

kx,

не зависящий от действия возмущающих факторов на параметры преобразователя, а следовательно, от скорости распространения поверхностных акустических волн в пьезопластинах преобразователя.

Таким образом, при введении в известное устройство второго сумматора и делителя повышается точность изме

рения за счет повышения стабильности устройства, полной инвариантности его к воздействию возмущений, независимости выходного сигнала устройства от скорости распространения поверхностных акустических волн в пьезопластинах преобразователя.

Формула изобретення

Устройство для измерения линейных перемещений по .св. №1179106, о т- личающееся тем, что, с целью повышения точности измерения путем исключения погрешности, вызваннбй изменением внешних условий, оно снабжено последовательно соединенными вторым сумматором, входы которого соединены с выходом формирователей, и делителем, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора, а выход - с входом блока регистрации.