Магнитострикционный преобразователь перемещения в код Советский патент 1991 года по МПК H03M1/30 

31

18 и 19, усилители-формирователи 20-22, элементы 23-25 задержки и элемент ИЛИ 26.

Каждая неподвижная катушка 2 возбуждения и соответствующий магнит 6 образуют неподвижный элемент возбуждения, а каждая неподвижная приемная катушка 3 и соответствующий

подать код на его адресные входы, элемент 9 задержки задерживает прохождение импульса на время, необходимое для установления кода на управляющих входах демультиплексора 10 с выхода счетчика 11 импульсов. Все три элемента 23-25 задержки задерживают прохождение сигнала на время, необJ5

. 20

магнит 7 -.неподвижный элемент считы- JQ холимое для срабатывания триггера 13

и элемента И 14. Второй импульс, выработанный генератором 8 импульсов, через элемент 9 задержки поступает на второй выход дмультиплексора 10, затем возбуждает ультразвуковую волну во втором звукопроводе 1 преобразователя. Этот же импульс с выхода генератора 8 импульсов оставляет триггер 13 в единичном состоянии, обнуляет счетчик 16, записывает число 2 в счетчике 17, далее все происходит аналогично рассмотренному выше при условии, что над вторым звукопро- водом 1 отсутствует магнитная головка 4 считывания.

Если магнитная головка 4 считыва-t ния находится над любым, кроме послед- .него, звукопроводом 1, то ультразвуковая волна, распространяющаяся по зву- копроводу 1, наводит в ней импульс ЭДС вследствие обратного магнито- стрикционного эффекта через время

вания„

Магнитострикционный преобразователь перемещения в код работает следующим образом.

При включении преобразователя из внешней цепи подается импульс на вход Запуск генератора 8 импульсов, который вырабатывает импульс тока. Этот импульс тока через элемент 9 задержки, первый выход демультиплексора 10 и блок 12 усилителей-формирователей (импульсов записи) поступает в катушку 2 возбуждения первого звукопровода 1 преобразователя. На участке первого звукопровода 1, находящемся под катушкой 2 возбуждения, вследствие прямого магнито- стрикционного эффекта возбуждается ультразвуковая волна, распространяющаяся по звукопроводу со скоростью v

Импульс с выхода генератора 8 импульсов также переводит RS-триг- гер 13 в единичное состояние, обнуляет счетчик 16 импульсов и записывает число 1 в счетчкие 17 импульсов. При переключении триггера 13 в единичное состояние элемент И 14 открывается, импульсы с генератора 15 импульсов проходят через элемент И 14 и считываются в счетчике 16.

Если магнитной головки 4, связанной с контролируемым объектом, нет над первым звукопроводом 1 преобразователя, то ультразвуковая волна проходит всю его длину а со скоростью v через время t a/v

и вследствие обратного магнитострик- ционного эффекта наводит импульс ЭДС в приемной катушке 3 этого же звукопровода 1 и затухает. Наведенный импульс усиливается и формируется усилителем-формирователем 20, поступает на входы элемента 23 задержки и через элемент ИЛИ 26 запускает генератор 8 импульсов и подается в счетчик 11 импульсов. Так как для коммутаций входа демультиплексора 10 с определенным выходом надо предварительно

25

30

35

40

t x/v

t

где х - расстояние, пройденное волной с момента возбуждения до момента считывания в магнитной головке 4. Этот импульс через усилитель-формирователь 22 переводит триггер 13 в нулевое состояние. В результате элемент И 14 закрывается и в счетчике 16 записывается N импульсов, поступающих с генератора 15 импульсов:

45

N t,/T

где Т 50

55

период следования импульсов, вырабатываемых генератором 15 импульсов.

Этот же импульс, задержанный в элементе 25 задержки на время срабатывания триггера 13 и элемента И 14, подается на синхровходы регистров 18 и 19. Код со счетчиков 16 и 17 записывается в регистры 18 и 19 по фронту импульса на их синхровходах. Регистр 18 хранит информацию о горизонтальном перемещении магнитной головки, т.е. о координате X, а реподать код на его адресные входы, элемент 9 задержки задерживает прохождение импульса на время, необходимое для установления кода на управляющих входах демультиплексора 10 с выхода счетчика 11 импульсов. Все три элемента 23-25 задержки задерживают прохождение сигнала на время, необхолимое для срабатывания триггера 13

. 20

t x/v

t

где х - расстояние, пройденное волной с момента возбуждения до момента считывания в магнитной головке 4. Этот импульс через усилитель-формирователь 22 переводит триггер 13 в нулевое состояние. В результате элемент И 14 закрывается и в счетчике 16 записывается N импульсов, поступающих с генератора 15 импульсов:

45

N t,/T

где Т 0

5

период следования импульсов, вырабатываемых генератором 15 импульсов.

Этот же импульс, задержанный в элементе 25 задержки на время срабатывания триггера 13 и элемента И 14, подается на синхровходы регистров 18 и 19. Код со счетчиков 16 и 17 записывается в регистры 18 и 19 по фронту импульса на их синхровходах. Регистр 18 хранит информацию о горизонтальном перемещении магнитной головки, т.е. о координате X, а регистр 19 - о ее вертикальном перемещении, т.е. о координате Y. Затем эта волна наводит импульс ЭДС в неподвижной приемной катушке 3 того же звукопровода 1. Этот импульс проходит через усилитель-формирователь 20 на вход элемента 23 задержки, затем через элемент ИЛИ 26 запускает генератор 8 импульсов, который вырабатывает следующий импульс. Регистры 18 и 19 хранят записанную информацию. Элементы 24 и 23 задержки имеют равные по времени задержки с элементом 25 задержки для того, чтобы ки при каких условиях не происходили обнуление счетчика 17 и запуск генератора 8 импульсов раньше записи кода Счетчиков 16 и 17 в регистры 18 и 19 Некоторая особенность заключается в считывании ультразвуковой волны с последнего звукопровода 1 преобразователя. При отсутствии магнитной головки 4 над последним звукопроводом в неподвижной приемной катушке 3 на водится импульс ЭДС через время t после его возбуждения. Он проходит через усилитель-формирователь 21, задерживается в элементе 24 задержки, поступает на вход элемента ИЛИ 26 и одновременно обнуляет счетчик 17. Затем этот импульс запускает генератор 8 импульсов и далее все повторяется, начиная с первого звукопровода 1

496616

первый звукопров од, на первом конце которого расположен первый демпфер, а напротив второго конца - первый не, подвижный элемент возбуждения, подвижную магнитную головку считывания, выход которой соединен с первым .усилителем-формирователем, выход которого соединен с R-входом RS-триггера,

Ю выход которого соединен с первым входом элемента И, первый генератор импульсов, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход которого соединен со счетным входом

15 первого счетчика импульсов, второй генератор импульсов, выход которого соединен с входом установки первого счетчика импульсов и S-входом RS-триггера, отличающийся тем,

20 что, с целью расширения области применения преобразователя, в него введены N звукопроводов, 2N+1 демпферов, N неподвижных элементов возбуждения, N+1 неподвижных элементов считьгеа25 ния, два усилителя-формирователя, де- мультиплексор, четыре элемента задержки, два счетчика импульсов, два регистра, элемент ИЛИ и блок усилителей-формирователей, второй генератор импульсов выполнен управляемым, зву- копроводы расположены в плоскости перемещения контролируемого объекта и параллельны друг другу, на втором конце первого звукопровода располо

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля двух- координатных перемещений в системах автоматического управления и регулирования. Целью изобретения является расширение области применения преИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля двух координатных перемещений в системах автоматического управления и регулирования . Целью изобретения является расширение области применения преобразователя. На фиг.1 приведена структурная схема магнитострикционного преобразователя перемещения в код; на фиг, 2 - пример выполнения звукопроводов. образователя. Для этого в магнито- стрикционный преобразователь, содержащий первый звукопровод,первый демпфер, подвижную магнитную головку считывания, первый элемент возбуждения, два генератора импульсов, R&- триггер, элемент И, первый счетчик импульсов , первый усилитель-формирователь, введены N,звукопроводов, 2N-M демпферов, N неподвижных элементов возбуждения, два усилителя-формирователя, демультиплексор, четыре элемента задержки, два счетчика импульсов, два регистра, элемент ИЛИ и блок усилителей-формирователей. Цель достигается за счет того, что звукопроводы расположены в плоскости перемещения контролируемого объекта. Расположе™ ние подвижной магнитной головки считывания определяется по номеру звуко- провода, что соответствует координате Y, а ее расположение относительно начала звукопроводов соответствует координате X. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. . Магнитострикционный преобразователь перемещения в код содержит звукопроводы 1, неподвижные катушки 2 возбуждения, неподвижные приемные катушки 3, подвижную магнитную головку 4 считывания, .ггмпферы 5, постоянные магниты 6 и 7, генератор 8 импульсов, элемент 9 задержки, демультиплексор 10, счетчик 11 импульсов, блок 12 усилителей-формирователей, RS-триггер 13, элемент И 14, генератор 15 импульсов, счетчики 16 и 17 импульсов, регистры § (Л % & оэ ОЭ

Если магнитная головка 4 находится ,5 жен второй демпфер, на концах каждого

над последним звукопроводом 1, то импульс ЭДС, наведенный ультразвуковой волной в магнитной головке 4, усиливается усилителем-формирователем 22, переводит триггер 13 в нулевое состояние, и элемент И 14 закрывается, Этот же импульс через элемент 25 задержки записывает код счетчиков 16 и 17 в регистры 18 и 19.

Ультразвуковая волна доходит до неподвижной приемной катушки 3 последнего звукопровода ), наводит в ней импульс ЭДС, который проходит через усилитель-формирователь 21 и элемент 24 задержки, обнуляет счетчик 17, через элемент ИЛИ 26 запускает генератор 8 импульсов и далее опрос осуществляется, начиная с первого звукопровода 1.

Формула изобретения|

из остальных звукопроводов расположены демиферы, напротив первого конца каждого звукопровода расположен неподвижный элемент считывания, на40 против второго конца каждого из звукопроводов, кроме первого расположен неподвижный элемент возбуждения, выход неподвижного элемента считывания первого звукопровода соединен с

45 входом второго усилителя-формирователя, выход которого через первый элемент задержки соединен с первым входом элемента ИЛИ и входом установки второго счетчика импульсов, вы50 ходы неподвижных элементов считывания остальных звукопроводов соединены с входом третьего усилителя-формирователя, выход которого соединен через второй элемент задержки с вто55 рым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом второго re-- нератора импульсов и входом третьего счетчика импульсов, выходы которого соединены с адресными входами

из остальных звукопроводов расположены демиферы, напротив первого конца каждого звукопровода расположен неподвижный элемент считывания, напротив второго конца каждого из звукопроводов, кроме первого расположен неподвижный элемент возбуждения, выход неподвижного элемента считывания первого звукопровода соединен с

входом второго усилителя-формирователя, выход которого через первый элемент задержки соединен с первым входом элемента ИЛИ и входом установки второго счетчика импульсов, выходы неподвижных элементов считывания остальных звукопроводов соединены с входом третьего усилителя-формирователя, выход которого соединен через второй элемент задержки с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом второго re-- нератора импульсов и входом третьего счетчика импульсов, выходы которого соединены с адресными входами

демультиплексора, выход второго генератора импульсов соединен через третий элемент задержки с информационным входом демультиплексора, выходы которого соединены через блок усилителей-формирователей с входами неподвижных элементов возбуждения, выход первого усилителя-формирователя соединен через четвертый элемент задержки с входами записи регистров, выход второго генератора импульсов соединен со счетным входом второго

Запуск

Y

счетчика импульсов, выходы первого и второго счетчиков импульсов соедине- .ны с информационными входами соответствующих регистров, выходы которых являются выходами преобразователя. 2. Преобразователь по п.1, о т- личающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования по координате Y, четные звуко- проводы установлены с продольным смещением относительно нечетных зву- копроводов.

1:

Оп.1

cm

svb

w//////Amzz.

Ш ШУ////,

TL CmCm

a

П.

шшшт /А

Плоскость KOHfTjpo/fff перемещении

jCv

cm

cm

D

X

CD

§

t

-T

КЪлоку

Фаг2