Устройство для преобразования линейных перемещений в частоту Советский патент 1989 года по МПК G01B7/00 

1

(21)4330942/24-28

(22)18.11.87

(46) 07.12.89. Бюл. № 45

(72) А.В.Абрамушкин и А.В.Левицкий

(53)621.317.39:531.717 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1404801, кл. G 01 В 7/00, 1986.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В ЧАСТОТУ

(57)Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность преобразования линейных перемещений в частоту путем компенсации влияния внешних магнитных полей. В устройство, содержащее якорь 1, П-образный магнитопровод

2, входную обмотку 3, датчик 4 ядерного магнитного резонанса, усилитель 6, фильтр 8, формирователь 10, генератор 14 тока, источник 17 входного сигнала, дополнительно введены датчик 5, усилитель 7, фильтр 9, формирователь 11, злемент ИЛИ 12, делитель 13 частоты, одновибраторы 15, 16. При воздействии внешних магнитных полей на П-образный магнитопровод 2 в одном из стержней магнитное поле увеличивается, а в другом уменьшается на некоторую величину В, следовательно, и частота импульсов на одном из входов элемента ИЛИ 12 уменьшается на величину f (В) , а на другом увеличивается на f (В). Считая частоту на входах элемента ИЛИ 12, соответствующую магнитному полю без помех, равной f(A), на вы- ходе элемента ИЛИ 12 получаем F« (f(A)+f(B))+(f(A)-f(B))-2f(A). На выходе делителя 13 частоты получают частоту f(A), пропорциональную линейному перемещению якоря 1. 1 ил.

(Л

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность преобразования линейных перемещений в частоту путем компенсации влияния внешних магнитных полей. В устройство, содержащее якорь 1, П - образный магнитопровод 2, входную обмотку 3, датчик 4 ядерного магнитного резонанса, усилитель 6, фильтр 8, формирователь 10, генератор 14 тока, источник 17 входного сигнала, дополнительно введены датчик 5, усилитель 7, фильтр 9, формирователь 11, элемент ИЛИ 12, делитель 13 частоты, одновибраторы 15 , 16. При воздействии внешних магнитных полей на П-образный магнитопровод 2 в одном из стержней магнитное поле увеличивается, а в другом уменьшается на некоторую величину B, следовательно и частота импульсов на одном из входов элемента ИЛИ 12 уменьшается на величину F/B/, а на другом увеличивается на F/B/. Считая частоту на входах элемента ИЛИ 12, соответствующую магнитному полю без помех, равной F/A/, на выходе элемента ИЛИ 12 получаем: F = (F(A)+F(B))+(F(A)-F(B))=2F(A). На выходе делителя 13 частоты получают частоту F/A/, пропорциональную линейному перемещению якоря 1. 1 ил.

.. . Л

г / - I

/ / Г

ел кэ

;

00

со

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений.

Цель изобретения - повышение точности преобразований путем компенсации влияния внешних магнитных полей.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит якорь 1, П- образный магнитопровод 2, входную обмотку 3, датчики 4 и 5 ядерного магнитного резонанса, усилители 6 и 7, фильтры 8 и 9, формирователи 10 и 11, элемент ИЛИ 12,делитель 13 частоты, генератор 14 тока, одновибра- торы 15 и 16, источник 17 входного сигнала.

Входная обмотка 3 расположена на перемычке П-образного магнитопрово- да 2. В разрезе первого стержня маг- нитопровода 2 расположен датчик 4, а в разрезе второго- стержня - датчик 5, выход датчика 4 подключен через i соединенные последовательно усилитель 6, фильтр Я, формирователь 10, одновибратор 15 к первому входу элемента ИЛИ 12, выход датчика 5 подключен аналогичным образом через сов диненные последовательно усилитель 7 фильтр 9, формирователь 11, одновиб- ратор 16 к второму входу элемента ИЛИ 12, выход элемента ИЛИ 12 подключен к входу делителя 13 частоты, выход генератора 14 тока подключен к чходам датчиков 4 и 5.

Устройство для преобразования линейных перемещений в частоту работав следующим образом.

На входную обмотку 3 подают стаби лизированное напряжение от источника 17, вследствие чего в магнитопрово- де 2 и в датчиках 4 и 5 возникает магнитное поле. С помощью генератора 14 тока в датчиках 4 и 5 кратковременно наводят вспомогательное магнит ное поле, после действия которого возникает прецессия ядер, с датчиков 4 и 5 снимают сигнал ядерной индукции с частотой, пропорциональной величинам магнитных полей в соответствующих стержнях магнитопровода 2. Сигналы с первого датчика 4 усилива- ют усилителем бив фильтре 8 выделяют его из шумов, блоком 10 формиру ют из напряжения синусоидальной зату хающей формы сигнала ядерной индукции последовательность и 1пульсов пря

10

5

20

25

30

35

40

45

50

55

моугольной формы, из одноименных фронтов которых получают на выходе одно- вибратора 15 короткие импульсы. Частота полученной последовательности этих импульсов пропорциональна величине магнитного поля в первом стержне магнитопровода 2, Аналогично сигнал ядерной индукции с датчика 5 снимают и обрабатывают усилителем 7, фильтром 9, формирователем 11 и одновиб- ратором 16. На выходе элемента ИЛИ 12 частоты суммируют, полученную последовательность импульсов подают на вход делителя 13 частоты. Изменяя положение якоря 1 изменяют величину магнитного сопротивления в зазоре между якорем 1 и стержнями магнитопровода 2, а следовательно, и величину магнитного поля в стержнях магнитопровода 2, вследствие чего меняется частота импульсов на выходе формирователей 6 и 7, в блоке 12 эти частоты суммируются, а в делителе 13 частоты делятся на 2, вследствие чего на выходе элемента ИЛИ 12 получаем частоту, пропорциональную величине линейного перемещения якоря 1. При воздействии внешних магнитных полей на П-образный магнитопровод 2 в одном из стержней магнитное поле увеличивается, а в другом уменьшается на некоторую величину В. Следовательно, и частота импульсов на одном из входов элемента ИЛИ 12 уменьшается на величину f (В), а на другом увеличится на f (В), принимая магнитное поле без внешних магнитных полей в магнитопроводе 2 за А и соответствующую ему частоту на входах смесителя 12 за f (А), имеем частоту на выходе элемента ИЛИ 12

F(f(A)+f(B))+(f(A)-f(B))2f(A).

Таким образом, разделив эту частоту делителем 13 частоты на 2, получают частоту, пропорциональную линейному перемещению якоря 1 .

Формула изобретения

Устройство для преобразования линейных перемещений в частоту, содержащее якорь, П-образный магнитопровод, входную обмотку, источник входного сигнала, генератор тока, первый датчик ядерного магнитного резонанса, первьш усилитель, первый фильтр и первьй формирователь, входная обмотка расположена на П образном ма:-

51527483«

нитопроводе, яервый датчик ядерноговторой формирователь, два однойибрамагнитного резонанса расположен втора, элемент ИЛИ и делитель часторазрезе первого стержня П-образноготы, второй датчик ядерного магнитномагнитопровода, выход генератора то-го резонанса расположен в разрезе

ка через последовательно соединенныевторого стержня П-образного магнитпервый датчик ядерного магнитногоного провода, выход генератор тока

резонанса, первый усилитель, первыйчерез последовательно соединенные

фильтр подключен к входу первоговторой датчик ядерного магнитного

формирователя, выходы источника вход- дрезонанса, второй усилитель, второй

ного сигнала подключены к выводамфильтр, второй формирователь и первходной обмотки, отличающее-вый одновибратор подключен к первос я тем, что, с целью повышения точ-му входу элемента ИЛИ, выход котороности путем компенсации внешних маг- t o подключен к входу делителя частонитных полей, в негр введены второй f5ты, выход первого формирователя чедатчик ядерного магнитного резонан-рез второй одновибратор подключен

са, второй усилитель, второй фильтр,к второму входу элемента ИЛИ.