Индукционный датчик положения Советский патент 1993 года по МПК G01B7/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных и управляющих системах, в качестве датчика расстояния для электропроводного обьекта.

Цель изобретения - повышение точности преобразования.

На чертеже приведена блок-схема устройства

Датчик содержит параллельный колебательный контур 1, соединенный с выходом генератора 2 импульсов, счетчик и дешифратор 3, аналоговый ключ 4 и формирователь уровня 5. Генератор 2 импульсов выполнен с управляющим входом, выход колебательного контура 1 подключен к входу аналогового ключа 4 и через формирователь уровня 5 к информационному входу счетчика, первый и второй выходы дешифратора

подключен к управляющим входам соответственно аналогового ключа 4 и генератора 2 импульсов, прямой выход генератора 2 подключен к входу сброса счетчика, выход аналогового ключа 4 подключен к входу формирователя 5 уровня

Устройство работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения генератор 2 вырабатывает импульсы, в течение которых в контуре 1 накапливается электромагнитная энергия. После окончания этого импульса начинаются затухающие колебания в контуре 1, характер которых описывается выражением

Ut - U0 e cos ад, t,(1)

где Uo - начальное значение амплитуды колебаний;

у- коэффициент затухания;

00 hO х| СЛ Ю OJ

Г/AJ - частота контура.

При внесении электропроводного обь- екта в переменное магнитное поле контура 1 в объекте создаются вихревые токи, создающие поле, направленное навстречу основному, что приводит, к изменению индуктивности и активного сопротивления контура 1, При относительно высоких частотах коэффициент затухания увеличивается при приближении к контуру 1 объекта 6. Из выражения 1 видно, что амплитуда колебаний изменяется от Do до нуля при изменении 1отО до во при любом изменении коэффициента затухания UKCB. Следовательно, разность функций зависимостей амплитуды колебаний до внесения и после внесения объекта 6 имеет свой максимум

дг .Продифференцировав разность функций и приравняв результат к нулю,можно определить время максимума разности функций

In Yi - In yi

где yi - коэффициент затухания до внесения в поле катушки контура 1 объекта 6; YI посде внесения. Счетчик и дешифратор проводят счет периодов и подается сигнал п синхронизации на вход аналогового ключа А и величи- на n-й амплитуды запоминается в формирователе 5 уровня. Следующий период вызывает появление сигнала на выходе n + 1, который запускает генератор 2. При этом идет накопление энергии в контуре 1 и сбрасывается счетчик в нулевое состояние.

0

5

0

5

0

5

Устройство позволяет повысить чувствительность за счет фиксации амплитуды коле- баний находящейся в зоне максимума разности функций изменения амплитуды до внесения объекта в поле контура 1 и после внесения. Синхронизация генератора 2 по сигналу п + 1 дешифратора позволяет уменьшить в 2-3 раза время колебаний, т.е. повысить быстродействие.

Формула изобретения Индукционный датчик положения, содержащий генератор импульсов, колебательный контур ударного возбуждения с индуктивным чувствительным элементом и формирователь уровня, первый выход генератора импульсов подключен к входу колебательного контура ударного возбуждения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены последовательно соединенные счетчик и дешифратор, аналоговый ключ и амплитудный детектор, а генератор импульсов выполнен с управляющим входом, выход колебательного контура ударного возбуждения под- ключен к входу аналогового ключа и через формирователь уровня к информационному входу счетчика, первый и второй выходы дешифратора подключены к управляющим входам соответственно аналогового ключа и генератора импульсов, прямой выход которого подключен к входу сброса счетчика, выход аналогового ключа подключен к входу амплитудного детектора, выход которого является выходом индукционного датчика.положения.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах в качестве датчика расстояния до электропроводного обьекта. Цель изобретения - повышение точности преобразования. Индукционный датчик положения содержит колебательный контур вихретокового преобразователя, соединенный с выходом генератора, счетчик и дешифратор, аналоговый ключ и формирователь уровня. Устройство позволяет повысить чувствительность за счет фиксации амплитуды колебаний находящейся в зоне максимума разности функций изменения амплитуды до внесения объекта в поле колебательного контура и после внесения. 1 ил.