Дистанционный датчик линейных перемещений Советский патент 1991 года по МПК G01B7/00 

дами 13-20 к выходам 3-10 катушки 2. Управляющие входы 21 и 22 коммутатора подключены к выходам 23 и 24 двоичного счетчика 25, вход которого подключен к выходу задающего генератора 26, соединенному с синхронизирующим входом управляемого коммутатора 12. Двоичный счетчик 25 совместно с задающим генератором 26 образу- ет блок 27 управления. Выходы 28 и 29 управляемого коммутатора J 2 подключены к входам измерительного частотного преобразователя 30, выходы которого подключены к входам формиро- вателя 31 двух разнополярных напряжений, выполненного в виде двуплечево- го последовательного RC-фильтра. Выходы формирователя 31 подключены к линии 32 связи.

Датчик работает следующим образом.

В исходном состоянии сердечник 11 занимает относительно секций катушки 2 положение, определяемое текущим значением измеряемой величины X. За начальное положение XQ условно принимается положение сердечника 2, симметричное относительно секций 3-4 и 5-6 катушки 2. За положительное направление движения сердечника принима- ется направление по стрелке на чертеже.

Функция преобразования f, (x) датчика с достаточной точностью аппрожи- мируется полиномом: % ахг + be + с, где а, Ь, с - случайные коэффициенты, зависящие от внешних мешающих факторов. Отличие текущих значений этих коэффициентов от номинальных определяет погрешности нелинейности (а), чувствительности (Ь), начального уровня (с). Для исключения влияния трех нестабильных коэффициентов на результат измерения (х) в предлагаемом датчике проводятся 4 такта измерения, в каждом из которых информа- ция снимается с одной из четырех идентичных одна другой секций катушки 2: 3-4, 5-6, 7-8, 9-10. Соседние секции 3-4 и 7-8, а также 5-6 и 9-10 смещены одна относительно другой на известное расстояние и .

При подаче по двухпроводной линии 32 связи на датчик напряжения постоянного тока от удаленного вторичного измерительно-регистрирующего прибо- ра (не показано) на выходах формирователя 31 двухполярного напряжения формируются напряжения +U h и Uh, поступающие на соответствующие

0

5 о

Q с „

,.

5

шины питания элементов датчика. При этом двоичный счетчик 26 блока 27 управления устанавливается в исходное состояние, при котором на его выходах 23-2° и 24-2 устанавливаются сигналы нулевого уровня. При этом входы 13-А, и 14-В управляемого коммутатора 12 подключаются соответственно к выходам 3 и 4 катушки 2 индуктивности индуктивного чувствительного элемента 1, в результате чего к входам измерительного частотного преобразователя 30 подключается секция 3-4 катушки 2, а с его выхода в линию 32 связи поступает сигнал (электрический).частота Х которого определяется величиной Х0-Х .

С приходом первого тактового импульса с задающего генератора 26 на Т-вход двоичного счетчика 25 последний устанавливается в состояние, при котором с его выхода 23-2 снимается сигнал высокого уровня, а с выхода 24-2 - сигнал нулевого уровня. При этом происходит переключение входов управляемого коммутатора 12: входы 1 3-А и 14-В( отключаются от выходов 3 и 4 катушки 2, а входы 17-Ал и 18-Bj подключаются к выходам 7 и 8 катушки 2 соответственно. В линию 32 связи поступает электрический сигнал с частотой 7-й пропорциональной величине Х0- X +Д.

С приходом второго тактового импульса с задающего генератора 26 на Т-вход двоичного счетчика 25 на его выходах 23-2° и 24-2 устанавливаются соответственно сигналы нулевого и высокого уровня, по которым входы 17 и 18 управляемого коммутатора 12 отличаются от выходов 7 и 8 катушки 2, а входы 20-Aj подключаются соответственно к выходам 9 и 10 катушки 2. В линию 32 связи поступает электрический сигнал с частотой %5, пропорциональной величине Х0+Х - &. ,

С приходом третьего тактового импульса с задающего генератора 26 на Т-вход двоичного счетчика 25 на его выходах 23-2° и 24-21 устанавливаются сшналы высокого уровня, по которым входы I9 и 20 управляемого коммутатора I2 отключаются от выходов 9 и 10 катушки 2, а входы 15-Вд. и 16-А4 подключаются соответственно к выходам 5 и 6 катушки 2. В линию 32

5162781

связи поступает сигнал с частотой

АД, пропорциональной величине Х„ .

Выходнце электрические сигналы датчика обрабатываются вторичным прибором, в котором реализуется алгоритм

х ,

а,) - arV

Подключение секций катушки 2 в частотно-зависимую цепь измеритель- ного частотного преобразователя осуществляется с помощью бесконтактного электронного коммутатора, в связи с чем практически исключается влияние переходных активных сопротивлений, вносимых в частотно-зависимую цепь, значениями и вариациями которых можно пренебречь, не происходит изменения добротности частотно-зависимой цепи в различных тактах, значительно увеличивается и надежность датчика.

5

S

Формула и. зобретеиия Дистанционный датчик линейных перемещений, содержащий индуктивный чувствительный элемент в виде диф-. фере.нциальной секционированной катушки индуктивности, секции которой через коммутатор соединены с входом измерительного частотного преобразователя, и блок управления коммутатором, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, быстродействия и точности измерения, он снабжен формирователем раэнополяр- ных напряжений, коммутатор выполнен в виде управляемого мультиплексора, а блок управления выполнен в виде задающего генератора н двухразрядного счетчика импульсов, выходы которого соединены с управляющими входами мультиплексора, синхронизирующий вход которого соединен с выходом задающего генератора, а выходы формирователя разнополярных напряжений соединены с соответствующими шинами питания мультиплексора.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений при отсутствии доступа к датчику, например, для измерения величины раскрытия строительных швов и упругих деформаций монолитных бетонных сооружений. Цель изобретения - повышение точности, надежности и быстродействия. Датчик содержит индуктивный чувствительный элемент в Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений при отсутствии доступа к датчику, например для измерения величины раскрытия строительных швов и упругих деформаций монолитных бетонных сооружений. Цель изобретения - повышение надежности, быстродействия и точности при дистанционном измерении перемещений. виде дифференциальной секционированной катушки индуктивности, секции которой через коммутатор соединены с входом измерительного частотного преобразователя, блок управления коммутатором и формирователь разно- полярных напряжений. Коммутатор выполнен в виде управляемого мультиплексора, ллок управления коммутатором выполнен в виде задающего генератора н двухразрядного счетчика импульсов. Выходы формирователя разно- полярных напряжений соединены с шинами питания мультиплексора, управляющие входы которого соединены с выходами счетчика блока управления. Использование мультиплексора практически исключает влияние переходных сопротивлений, вносимых в частотно- зависимую цепь, что повышает точность и надежность измерений. Использование разнополярного формирователя напряжений обеспечивает идентичность условия генерации во всех тактах измерения. 1 ил. На чертеже представлена принци- ) пиапьная электрическая схема предлагаемого датчика. Датчик содержит индуктивный чувствительный элемент 1, выполненный в виде дифференциальной санкционированной катушки 2 индуктивности с выходами 3-10 и подвижного сердечника 11, связанного с измеряемой величиной X. Управляемый коммутатор 12, выполненный в виде электронного двоичного мультиплексора, подключен своими вхоS (П оэ ND 00 СЈ

/л

+ и„