Устройство для измерения линейных перемещений Советский патент 1989 года по МПК G01B7/00 

1

(21)4287296/25-28

(22)20.07.87

(46) 07.12.89. Бюл.К 45

(71)Куйбышевск1ш авиационный институт им. акад. С.П.Королева

(72)Ю.С.,Тмитриев, В.И. Католиков, А.И.Меркулов, А.В.Евсигнеев

и О.р.Сильченко

(53)531.71:531.14 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1420345, кл. О 01 N 27/90, 1986.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕ№НИЙ

(57)Изобретение относится к электро измерительной технике и может быть использовано для контроля линейных перемещений электропроводящих объектов. Целью изобретения является по- вьшение точности измерений. Генераторные катушки 10, 11 вихретокового преобразователя 8 запитываются от ге нератора импульсного периодического напряжения прямоугольной формы, пост роенного на мультивибраторе 5, двух

импульсных Лазосдвигающих блоках, каждый из которых содержит по два D-триггера 1,2 и 3,4, а также инверторах 6,7, диодах 14,15 и источнике 16 постоянного напряжения. Обработка выходного сигнала вихретокового преобразователя, сн1о аемого с измерительной обмотки 9, имеющей две катушки, включенные встречно, осуществляется в синхронных детекторах 17, 18, каждый из которых включает в себя логические элементы И-НЕ 19- 22, инверторы 23-26 и резисторы 27- 34. Логические элементы И-НЕ 19-22 имеют связи с D-григгерами 1-4 и поэтому нечувствительны к третьей и пятой гармоническим составляющим сигнала вихретокового преобразователя 8, которые являются причиной основной составлякш|ей погрещности измере- ния. Новым в устройстве является введение двух D-триггеров 3,4 и логических элементов И-НЕ 19-22 с их связями. 1 3.п. ф-лы, 2 ил.

(Л

Изобретение относится к электронз- мерите. и.ной технике, и может быть использовано ;у1я измерения перемещений электропроводящих объектов.

Целью изобретения является повьппе- нче точности измерения.

На фиг.1 показана блок-схема устройства; на фиг.2 - осциллограммы напряжений в различных его точках.

Устройство содержит два импульсных фазосдвигающих блока, построенных на D-триггерах 1,2 и 3,4 соответственно. D-триггеры 1 и 3 включены для работы

после.цних D-триггеров формируются напряжения П, а на инверсных выходах противофазные напряжения и О, которые имеют период следования в два раза больший, чем напряжения U,и U,. Два противофазных напряжения U и П через инверторы 6 и 7, работающие в ключевом режиме, осуществляют попеременное подключение генераторных катушек 10 и 11 вихретокового преобразователя 9 к источнику 16 постоянного напряжения. Напряжение с выхода П- триггера 2 прямого выхода и U

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для контроля линейных перемещений электропроводящих объектов. Целью изобретения является повышение точности измерений. Генераторные катушки 10, 11 вихретокового преобразователя 8 запитываются от генератора импульсного периодического напряжения прямоугольной формы, построенного на мультивибраторе 5, двух импульсных фазосдвигающих блоках, каждый из которых содержит по два Д-триггера 1,2 и 3,4, а также инверторах 6,7, диодах 14, 15 и источнике 16 постоянного напряжения. Обработка выходного сигнала вихретокового преобразователя, снимаемого с измерительной обмотки 9, имеющей две катушки, включенные встречно, осуществляется в синхронных детекторах 17, 18, каждый из которых включает в себя логические элементы И-НЕ 19-22, инверторы 23 - 26 и резисторы27 - 34. Логические элементы И-НЕ 19 - 22 имеют связи с Д-триггерами 1 - 4 и поэтому нечувствительны к третьей и пятой гармоническим составляющим сигнала вихретокового преобразователя 8, которые являются причиной основной составляющей погрешности измерения. Новым в устройстве является введение двух Д-триггеров 3, 4 и логических элементов И-НЕ 19 - 22 с их связями. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

в счетном режиме. Выходы D-триггеров с противофазного сдвинуты по отношеHVDO к напряжениям 1) и U на угол

, В результате выполнения логической операции И-НЕ логическими элементами И-НЕ 19-22. а также действия ин1 и 2 первого фазосдвигающего блока соединены с входом мультивибратора 5, а их вь ходы через П-триггеры 3 и 4 второго Hf-inynbCHoro фазосдвигающего

блока через инвефторы 6 и 7 подключе- 20 верторов 23-26 осуществляется подключение резисторов 27-34 к общему проводу. Если резисторы 27, 29, 31 и 33 отключены от измерительной катушки 9 вихретокового преобразователя и под- ключены к источнику 16 постоянного напряжения непосредственно, то на выходы конденсатора 35 относительно (общего привода устанавливаются напряны к катушкам вихретокового преобразователя Я, две катушки измерительной оПмотки 9 которого соединены последовательно встречно, а генератор- ые катутики 10 и 11 зашунтированы 25 конденсаторами 12 и J3. Между одной парой одноШ 1енных выводов гене1 атор- ньп: 10 и 11 и выходами инверторов h и 7 включены диоды 14 и 15, а /фугая пара выводов соединена с -Q положительным выводом источника 16 постоянного напряжения. Кроме указанных блоков устройство содержит син-:: хронные детекторы 17 и 18, которые включают в себя логические элементы И-ИЕ 19-22 и инверторы 23-26, соединенные с П-триггерами 1-4 двух импульсных фазосдвигающих блоков, а также резисторы 27-34, соединенные с выходадМИ логических элементов И-НЕ 19-22,инверторов 23-26,и измерительной отметкой 9вихретокового преобразователя 8. Па выходе устройств вк.1тчйны кондет1сат()ры 35 и 36 параллельно KOTopbiM подключены входы индикаторов 37 и 38.

Устройство работает след погцгм образом .

Мулггтивибратор 5 вырабатывает пос- ледовательчос т ь прямоугольных импульсов 11с1пгяжения llj (фиг. 2) со скважностью два и чапускает первое импульсное фазосдвигающее устройство на П-триггерах 1 и 2. Противофаз1ше напряжения Ч, и 11, с прямого и инверсного выходов 1)-триггера 1 поступают напряжения гинхронизпции D-триггеров 3 и 4 ВТ01ЮГО импульсного фазосдвигаю- щего устройства. На прям1 1х выходах

жеаия U,j и U

35

Аналогичные по форме, НС сдвинутые по фазе напряжения Uj и и устанавливаются и на выводах конденсатора 36. Соотношения между величинами ступенек а и Ь определяются соотношениями между значениями 35 сопт отивлений пар резисторов 27 и 28, 23 и 30, 31 и 32, 33 и 34. Напряжения вида и , Uj, и и , не содержат в своем спектре третьей и пятой гармонических соста вляющих сигнала

40

при соотношении между величинами ступенек (фиг. 2) - 0,701. Поэтому при обработке вносимого напряжении с обмотки 9 на конденсаторах 35 и 36 будут выделяться напряжения, про- 45 порциональные действительной и мнимой составляющим с подавлением действия указа)шых составляющих спектр сигнала.

ЬО

«

Соотношение -,- определяется только Ъ

соотношениями яеличт{н сопротивлений указанных ранее пар резисторов 27-34. Кроме того, напряжения на конденсаторах 35 и 36 не зависят от изменений величин остаточных напряжений логических элементов И-НЕ 19-22 и инверторов 23-26, так как определяются ОКИ разностью на.гряжений с выходов одинаковых лот ических элементов.

жеаия U,j и U

35

Аналогичные по форме, НС сдвинутые по фазе напряжения Uj и и устанавливаются и на выводах конденсатора 36. Соотношения между величинами ступенек а и Ь определяются соотношениями между значениями сопт отивлений пар резисторов 27 и 28, 23 и 30, 31 и 32, 33 и 34. Напряжения вида и , Uj, и и , не содержат в своем спектре третьей и пятой гармонических соста вляющих сигнала

при соотношении между величинами ступенек (фиг. 2) - 0,701. Поэтому при обработке вносимого напряжении с обмотки 9 на конденсаторах 35 и 36 будут выделяться напряжения, про- порциональные действительной и мнимой составляющим с подавлением действия указа)шых составляющих спектр сигнала.

О

«

Соотношение -,- определяется только Ъ

соотношениями яеличт{н сопротивлений указанных ранее пар резисторов 27-34. Кроме того, напряжения на конденсаторах 35 и 36 не зависят от изменений величин остаточных напряжений логических элементов И-НЕ 19-22 и инверторов 23-26, так как определяются ОКИ разностью на.гряжений с выходов одинаковых лот ических элементов.

работающих в одинаковых режимах и выполненных на элементах одной интегральной схемы с одинаковыми остаточными напряжениями. v

Формула изобретения

Q Q

5

а прямой и инверсный выходы четвертого триггера соединены соответственно с инверторами,двумя синхронными детекторами, первые входы которых соединены с одним из выходов измерительной обмотки, другой выход которой подключен к положительному полюсу источника постоянного напряжения, вторые выходы первого и второго синхронных детекторов подключены соответственно к прямым и инверсным выходам второго триггера, третьи входы первого и второго синхронных детекторов подключены соответственно к инверсным выходам третьего и четвертого триггеров, четвертые входы первого и второго синхронных детекторов подключены соответственно к прямым выходами третьего и четвертого триггеров, два выхода обоих синхронных детекторов зашунтиро- ванны конденсаторами и соединены с соответствукщими индикаторами.

TTj

№.Z