Бесконтактный сигнализатор положения Советский патент 1990 года по МПК G01B7/00 

ел

СП

со

vl

своих выходах формирует сигналы О или 1 в зависимости от направления перемещения якоря 2. Указанные сигналы поступают на первый и второй вхо- ды формирователя 8 выходного сигнала. Формирователь 8 выходного сигнала исключает появление ложного сигнала о положении контролируемого изделия на своем выходе в случае, если якорь 2 выходит из зоны взаимодействия с сердечником 3 чувствительного элемента 1. При поступлении на первый или второй вход формирователя 8 сигнала, соответствующего изменению логиче-

ского О на логическую I1 , и отсут ствии логической 1 на третьем входе соответствующего D-триггера 15 или

16произойдет изменение выходного состояния соответствующего триггера из О в 1. При этом через элемент ИЛИ 13 сигнал поступит на D-триггер

17и при поступлении положительного Фронта на другой его вход с выхода источника 6 переменного тока на выходе формирователя 8 сформируется сигнал о прохождении якоря 2 над сердечником 3 чувствительного элемента 1.

2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерений. При протекании переменного тока через обмотку 4 возбуждения чувствительного элемента 1 от источника 6 переменного тока в обмотках 5₁ и 5₂, расположенных на крайних стержнях сердечника 3, индуцируются ЭДС. В зависимости от направления перемещения якоря 2 чувствительного элемента на вход фазочувствительного детектора 7 поступает фаза сигнала, совпадающая с фазой, поступающей на его опорный вход, или противоположная ей. По сигналам компаратора 9 D-триггер 10 на своих выходах формирует сигналы "0" или "1" в зависимости от направления перемещения якоря 2. Указанные сигналы поступают на первый и второй входы формирователя 8 выходного сигнала. Формирователь 8 выходного сигнала исключает появление ложного сигнала о положении контролируемого изделия на своем выходе в случае, если якорь 2 выходит из зоны взаимодействия с сердечником 3 чувствительного элемента 1. При поступлении на первый или второй вход формирователя 8 сигнала, соответствующего изменению логического "0" на логическую "1", и отсутствии логической "1" на третьем входе соответствующего D-триггера 15 или 16 произойдет изменение выходного состояния соответствующего триггера из "0" в "1". При этом через элемент ИЛИ 13 сигнал поступит на D-триггер 17 и при поступлении положительного фронта на другой его вход с выхода источника 6 переменного тока на выходе формирователя 8 сформируется сигнал о прохождении якоря 2 над сердечником 3 чувствительного элемента 1. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для сигнализации положения движущихся объектов в устройствах автоматики и телемеханики.

Цель изобретения - повышение тсч- ности измерений за счет уменьшения влияния окружающих условий и нестабильности источника питания.

На чертеже представлена блок-схема сигнализатора,

Сигнализатор содержит чувствительный элемент 1, выполненный в виде дифференциального трансформаторного датчика перемещения, включающего якорь 2 в виде ферромагнитной пластины, размещаемой на контролируемом изделии (не показано), Ш-образного сердечника 3, на котором размещены обмотка 4 возбуждения и синальная обмотка 5. Обмотка 4 возбуж- деиия подключена к источнику 6 переменного тока, сигнальная обмотка 5, представляющая собой две встречно включенные обмотки 54 и 5г - к первому входу фазочувствнтельного де- тектор 7. Выходы фазочувствительного детектора 7 подключены к первому и второму входам формирователя 8 выходного сигнала. Фазочувствительный детектор 7 содержит компаратор 9 и подключенный к нему D-триггер 10, второй вход D-триггер 10 образует опорный вход фззочувствительного детектора и подключен к второму выходу источника 6 переменного тока. Формирователь 8 выходного сигнала содержит три элемента ИЛИ 11-13, элемент НЕ 14, вход которого образует четвертый вход формирователя 8 выЬ

5

y

Qд

ходного сигнала, выход подключен к одному из входов элемента ИЛИ 11, три D-триггера 15-17, первые входы триггеров 15 и 16 образуют соответственно первый и второй входы формирователя 8, вторые входы объединены и подключаются к плюсовой шине источника питания, третьи входы подключены к выходам элементов ИЛИ 11 и 12 соответственно. Первый вход D-триггера 17 образует третий вход формирователя 8 выходного сигнала, а выход образует выход формирователя 8 и подключен к вторым входам элементов ИЛИ 11 и 12.

Сигнализатор работает следующим образом.

При протекании переменного тока через обмотку 4 возбуждения чувствительного элемента 1 в обмотках 5г-5 расположенных на крайних стержнях ID-образного сердечника 3, индуцируются ЭДС. В связи с тем, что обмотки 54-5а включены встречно, сигнал на выходе сигнальной обмотки магнитного чувствительного элемента соответствует разности ЭДС. При движении подвижного объекта и, следовательно,связанного с ним якоря 2, , например, в сторону, соответствующую знаку Г:, якорь 2 магнитного чувствительного элемента располагается таким образом, что уменьшает воздушный зазор между магиитопрово- дами, на которых расположена обмотка 5 2 и обмотка 4 возбуждения. В этом случае на вход фазочувствительного детектора 7 поступает сигнал, Фаза которого определяется ЭДС обмотки 52. При этом сигнальная обмот5

ка чувствительного элемента 1 подключена к входу фазочувствителъного детектора 7 таким образом, что отрицательная полуволна сигнала совпадает с положительным Фронтом сигнала на втором выходе источника 6 переменного тока. В определенный момент движения подвижного объекта (не показан) якорь 2 чувствительного эле- мента 1 примет такое положение, что ЭДС 5 превысит ЭДС обмотки 5„ , флэа сигнала на первом входе Фазочувстви- тельного детектора 7 изменится на 180 . При этом положительная полу- волна сигнала на первом входе фазо- чувствительного детектора 7 совпадает с положительным фронтом сигнала на втором выходе источника 6 переменного тока , В момент изменения фазы сигнала на первом входе детектора 7 и поступления на второй его вход положительного фронта сигнала от источника 6 переменного тока произойдет изменение уровня логиче- ского сигнала на выходе фазочувствителъного детектора 7. На выходе формирователя 8 выходного сигнала появится сигнал,фиксирующий момент изменения фазы при прохождении яко- ря 2 над Ш-обраэным сердечником 3. У чувствительного элемента 1 имеется ложное состояние изменения фазы выходного сигнала, что обусловлено некоторой несимметричностью обмоток 5 4 - 5g, вызванной погрешностями при их изготовлении. Ложное состояние изменения фазы может возникнуть, например, при дальнейшем движении подвижного объекта, связанного с яко- рем 2. В этом случае якорь 2 проходит положение максимального воздушного зазора между магнитопроводами сердечника 3, на которых расположены обмотка 4 возбуждения и сигнальная 0 мотка, например 5. При удалении якоря 2 от Ш-обраэного сердечника 3 возникает момент изменения фазы выходного сигнала, если остаточная ЭДС обмотки 52 больше остаточной ЭДС обмотки 5,. Под остаточной ЭДС понимается ЭДС, наводимая в обмотке ка крайнем стержне сердечника 3 при достаточном удалении якоря 2, когда его влиянием можно пренебречь. Ука- занное изменение фазы выходного сигнала чувствительного элемента 1 вызывает изменение уровня логического сигнала на выходе Фазочувствительно706

го детектора 7, но при этом на выходе формирователя 8 выходного сигнала не появится сигнал, так как значение сигнала на четвертом входе не соответствует изменению уровня логического сигнала на выходе фазочувст- вительного детектора 7. То же самое произойдет при возвратном движении подвижного объекта и связанного с ним якоря 2. При прохождении ложного состояния изменения фазы выходного сигнала чувствительного элемента меняется уровень логического сигнала на выходе фаэочувствительного детектора 7, но сигнал на выходе формирователя 8 выходного сигнала CHI- нализатора отсутствует по тон самой причине, что и в предыдушем случае. При дальнейшем движении подвижного объекта в опредепенный момент времени якорь 2 чувствительного элемента 1 принимает такое положение, что ЭДС обмотки 52 превышает ЭДС обмотки 5(, фаза сигнала на первом входе Фазового детектора 7 меняется на 180 . В момент изменения фазы сигнала на первом входе фазового детектора 7 и поступлении на его второй вход сигнала от источника 6 переменного тока происходит изменение уровня логического сигнала на выходе фазочувст- вительного детектора 7. На выходе формирователя 8 выходного сигнала сигнализатора появляется сигнал, фик- сируюший момент изменения фазы при прохождении якоря 2 над Ш-образным сердечником 3 чувствительного элемента I .

Цифровой фазочувствительный детектор 7 работает следующим образом. Если положительный фронт сигнала на его опорном входе совпадает с высоим уровнем сигнала на выходе компаратора 9, происходит установление уровня логического сигнала 1 на первом выходе и уровня логического сигнала 0 на втором выходе фазо- увствительного. детектора 7. Если оложительный фронт сигнала на опорном входе совпадает с низким уровнем игнала компаратора 9, происходит установление уровня логического сигнаа на первом выходе и уровня логического сигнала I1 на втором выоде фазочувствителъного детектора.

Формирователь 8 выходного сигнала игнализатора работает следующим обазом. Если на четвертом входе значение сигнала знак О, то состояние D-триггера 15 соответствует О и независимо от значений сигнала на первом входе не меняется. Если на четвертом входе значение сигнала энак 1, то состояние D-триггера 16 соответствует О, и независимо от значений сигнала на втором входе не меняется. При поступлении на первый или второй входы сигнала, соответствующего изменению логического О на логическую 1|;, и отсутствии логической 1|: на третьем входе соответствующего D-триггера 15 или 16 происходит изменение состояния выходного сигнала D-триггера 15 или 16 из О в . Логическая |:Г: через элемент ИЛИ 13 поступает на вход D- триггера 17 и при поступлении поло- .жительного фронта сигнала с третьего входа установит его в состояние логической 1. Сигнал с выхода D-триггера 17 поступает на выход формирователя и через элементы ИЛИ 11 и 12 обнуляет D-триггеры 15 и 16, что вызывает через период входного сигнала на третьем входе завершение формирования выходного сигнала сигнализатора .

Формула изобретения

Составитель Ю.Петраковский Редактор Л. Зайцева Техред А.Кравчук Корректор 0. Пиале

Заказ 320

Тираж 500

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

детектора подключены к первому и второму входам формирователя выходного сигнала соответственно, источник переменного тока выполнен с двумя входами, подключенными к опорному входу фазочувствителъного детектора и третьему входу формирователя выходного сигнала, четвертый вход которого предназначен для подключения сигнала направления перемещения .

2,Сигнализатор по п. 1, о т л и- чаюп ийся тем, что Фазочувст- вительный детектор выполнен в виде компаратора, входы которого являются первыми входами фазочувствительного детектора, и D-триггера, входы которого соединены соответственно с выходом компаратора и опорным входом фазочувствительного детектора,

а выходы D-триггера являются выходами фазочувствителъного детектора.

чающийся тем, что Формирователь выходного сигнала выполнен в виде трех D-триггеров, трех элементов ИЛИ, элемента НЕ, первые входы первого и второго D-триггеров образуют соответственно первый и второй входы формирователя, вторые входы объединены и предназначены для подключения к плюсовому выводу источника питания, третьи входы подключены соответственно к выходам первого и второго элементов ИЛИ, первый вход первого элемента ИЛИ подключен к элементу НЕ, вход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и образует четвертый вход формирователя, вторые входы первого и второго элементов ИЛИ объединены, подключены к выходу третьего D-триггера и образуют выход формирователя, первый вход третьего D- 5 триггера является третьим входом формирователя, а выходы первого и второго D-триггеров через третий элемент или подключены к второму входу третьего D-триггера.

5

0

5

0

Подписное