Магнитострикционный преобразователь перемещений Советский патент 1990 года по МПК G01B17/00 

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов, в частности к устройствам, преобразующим механические перемещения в цифровой код.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости преобразователя за счет обеспечения дифференцированной задержки импульсов при излучении.

На фиг.1 представлена схема преобразователя, на фиг.2 - временные диаграммы.

Магнитострикционный преобразователь перемещений содержит магнито- стрикционньш волновод 1, помещанный концами в демпферы 3 импульсов с входом усилителя-формирователя 4 импульсов записи, с К-входом RS-триггера 5,с входом запуска счетчика 6импульсов,через линию 7 задержки -с контактным входом первого коммутатора 8 и линию 9 задержки - с контактным

входом третьего коммутатора 10. Выход коммутатора 8 соединен с входом линии 11 задержки на время t, с входом первого элемента И 12 и с входом второго элемента И 13, выход линии 11 задержки соединен с контактным входом второго коммутатора 14, выходы которого соединены с входом первого элемента И 12 и с входом усилителя-формирователя 4 импульсов записи, выход первого элемента И 12 соединен с контактным входом третьего коммутатора 10, выход которого через линию 15 задержки соединен с контактным входом четвертого коммутатора 16, выходы которого соединены с входом усилителя 4 и с входом второго элемента И 13, вход элемента И 13 соединен с управляющим входом запоминающего регистра 17 и через линию 18 задержки на время, меньшее периода поступления импульсов с опорного генератора 19 - с счетчиком 6 импуль(Л

сов, генератор 19 соединен с счетчиком 6, выход усилителя-формирователя

20импульсов считывания соединен с S-входом RS-триггера 5 и через линию

21задержки с контактным входом первого коммутатора 8, выход RS-триггера 5 соединен с управляющими входами коммутаторов 8,10,14 и 16. Выход усилителя-формирователя 4 соединен с катушкой 22 записи с постоянным магнитом 23, катушка 24 считывания с постоянным магнитом 25 соединена с входом усилителя-формирователя 20 считывания .

Преобразователь работает следующим образом.

При включении генератора 3 он формирует импульс, идущий через усилитель-формирователь 4 записи на излучение, одновременно он попадает на К-вход RS-триггера 5 и устанавливает его в состояние логического О, при ,этом RS-триггер 5 формирует импульс, отправляя его на управляющие входы всех четырех коммутаторов 8,10,14 и 16, подключая выходы второго 14 и четвертого 16 коммутаторов к усили- |Телкгформирователю 4, отключая, входы коммутаторов 10 и 8 от элемента И 12. В тот же момент времени импульс с генератора 3 поступает на вход запуска счетчика 6, который считает импульсы опорной частоты с генератора 19. Импульс с генератора 3, задержавшись на линии 7, поступает на вход коммутатора 8 и аналогично через линию 9 задержки - на вход коммутатора 10 и задерживается на время 11 и t/j. Соответственно два импульса поступают через коммутаторы 14 и 16 на усилитель-формирователь 4 записи на излучение . Излучаемые импульсы имеют фиксированную задержку по времени - первый идет без задержки, второй задерживается на время t,, а третий - на время 1г. Эти импульсы, пройдя расстояние X по волноводу, наведут ЭДС в катушке 24 и поступят на вход усилителя 20 импульсов записи и далее на S-вход RS-триггера 5, перебросят его в состояние логической 1 и одновременно поступят на линию 21 задержки. Триггер 5 при этом сформирует импульс, который.установит коммутаторы 14 и 16 так, что они отключат ся от усилителя 4 и подключатся соответственно к элементам-И 12 и 13, а входы коммутаторов 8 и 10 отключат

10

15

20

2700 .

ся от линий 7 и 9 задержки. Вход коммутатора 8 подключится к линии 21 задержки, а вход коммутатора 10 - к элементу И 12.

Серия импульсов, идущих через линию 21 задержки, попадает на вход коммутатора 8, пройдет через него на линию 11 задержки и входы первого элемента И 12 и второго элемента И 13. Пройдя линию 11, импульсы поступают через коммутатор 14 на вход элемента И 12, причем первый импульс поступающей пачки задержан на время t и он совпадает с вторым импульсом пачки, пришедшей с коммутатора 8. В этом случае элемент И 12 отправит импульс на вход коммутатора 10, который, пройдя через линию 15 и через коммутатор

16,окажется задержанным на время tt, поступив на вход элемента И 13, он совпадает с последним импульсом в пачке, пришедшей с коммутатора 8. Тогда элемент И 13 формирует импульс, идущий на линию 18 задержки и на управляющий вход запоминающего регистра

17.По поступающей команде (т.е. импульса с выхода элемента И 13) регистр 17 скопирует число N в счетчике 6, которое пропорционально измеряемому перемещению. Импульс с линии

18 задержки, поступив на управляющий вход счетчика 6, сбросит его в нулевое состояние . Цикл преобразования закончен и может повториться сначала при поступлении нового импульса с генератора 3.

Преимущество преобразователя заключается в том, что импульс помехи не будет считываться, так как импульсы помехи с очень малой вероятностью могут следовать друг за другом с ин25

30

35

40

тервалами времени t

1

-1

Время

45

50

55

задержки t, tt выбирается из ряда простых чисел (1,3,5,7,11...) для исключения влияния синхронных помех и Их гармоник.

Формула изобретения

Магнитострикционный преобразователь перемещений, содержащий магнито- стрикционный звукопровод с демпферами на концах, последовательно соединенные генератор импульсов, усилитель-формирователь импульсов записи и катушку записи с постоянным магнитом катушку считывания с постоянным магнитом, установленную с возможностью перемещения вдоль звукопровода, соединенный с ней усилитель импульсов считывания, триггер, входы которого соединены с генератором импульсов и усилителем импульсов считывания, первую линию задержки, соединенную с усилителем импульсов считывания и регистр, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, он снабжен по крайней мере двумя блоками формирования сигналов, второй линией задержки, опорным генератором и счетчиком импульсов, каждый из блоков формирования сигналов включает последовательно соединенные первый коммутатор, третью линию задержки, - второй коммутатор и элемент И и четвертую линию задержки, вход которой соединен с выходом генератора импульсов, а выход - с вторым входом первого коммутатора, второй выход второго коммутатора соединен с соответствующим входом усилителя-формирователя

п 25

Ъ

U

импульсов записи,а управляющие входы коммутаторов соединены мезду со- бой, входы счетчика импульсов соединены с генератором импульсов, второй линией задержки и опорным генератором, а выход - с регистром, информационный вход первого коммутатора первого блока формирования сигналов соединен с

Q выходом первой линии здержки, управляющие входы коммутаторов соединены с выходом триггера, выход элемента И каждого блока формирования сигналов, кроме последнего, соединен с третьим

5 входом первого коммутатора последующего блока формирования сигналов, выход элемента И последнего блока формирования сигналов соединен с входом второй линии задержки и вторым входом

0 регистра, а вторые выходы первых коммутаторов каждого блока формирования сигналов, кроме последнего, соединены с соответствующими входами элементов И своего и последнего блоков формирования сигналов.

23 г /

5 /Г

1/

Изобретение касается автоматизации производственных процессов и относится в частности, к устройствам, преобразующим механические перемещения в цифровой код. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости преобразователя за счет обеспечения дифференцированной задержки импульсов при излучении. Схемное решение обеспечивает дифференцированную задержку импульсов при излучении и сравнение по времени приема соответствующих импульсов при считывании. Этим практически исключается прохождение помех в схему преобразователя. 2 ил.

го

L

к-ш

Фиг.1

Фиг.2