Магнитострикционный преобразователь линейных перемещений Советский патент 1976 года по МПК G01D5/12 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для измерения и контроля длинномерных изделий.

У1звестны магнитострикционные линии задержки LIJ, содержащие звукопровод, один конец которого демпфирован, а другой конец оставлен свободным или жестко закреплен.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является магнитострикционный преобразователь линейных перемещений, содержащий звукопровод, демпфированный с обоих концов, на котором установлены передающая, приемная и дополнительная компенсационные катушки 2J.

Однако чувствительность известных устройств недостаточна, кроме того, повышение их точности достигается усложнением конструкции установкой на звукопровод дополнительной катушки.

Цель изобретения - упрощение конструкции преобразователя.

Это достигается тем, что в предлагаемом преобразователе один конец звукопровода со стороны приемной катушки жестко закреплен, а приемная и передающая катушки выполнены подвижными относительно звукопровода и расположены на фиксированном расстоянии одна от другой.

Для исключения взаимного влияния прямой и отраженной волн и повышения быстродействия в выходную цепь формирователя импульсов считывания введен счетный триггер, оба выхода которого «1 и «О соединены с входом измерителя отношения временных интервалов, и выход «1 триггера через элемент задержки подсоединен к входу формирователя импульсов записи.

В качестве элемента задержки использован одновибратор.

На чертеже показана схема преобразователя.

На звукопроводе 1, выполненном из магнитострикционного материала, на фиксированном расстоянии одна от другой расположены подвижные передающая и приемная катушки 2 ,3. Звукопровод со стороны передающей катушки помещен в демпфер 4, а со стороны приемной закреплен жестко. Для повышения эффективности преобразования звукопровод в области катушек подмагничивается постоянными магнитами 5.

Электронная часть преобразователя содержит формирователь 6- импульсов записи, усилитель 7 считывания, формирователь 8 импульсов, триггер 9 со счетным входом, одновибратор 10 и измеритель 11 отношения временных интервалов.

3

Преобразователь работает следующим образом.

По команде «Запуск формирователь импульсов записи сбрасывает схему в исходное состояние, при этом на единичном выходе триггера 9 устанавливается низкий уровень напряжения, а на нулевом выходе - высокий. Одновременно подается импульс тока записи в передающую катущку 2, который возбуждает на участке звукопровода, находящемся под катушкой, упругую волну. Упругая волна, распространяясь вдоль звукопровода, доходит до приемной катушки 3 через время

где to - расстояние между катушками; V - скорость упругой волны.

Проходя под приемной катушкой, упругая волна наводит в ней ЭДС, которая после усиления усилителем 7 и формирования формирователем 8, опрокидывает триггер 9, на нулевом выходе которого формируется строб-импульс длительностью , поступающий в измеритель 11 отношения временных интервалов.

Распространяясь далее, упругая волна доходит до жестко закрепленного конца звукопровода, отражается от него и вновь проходит под приемной катушкой через время

2х --Т

где X - измеряемое перемещение.

В приемной катушке наводится ЭДС, которая после усиления и формирования опрокидывает триггер 9, на единичном выходе которого формируется строб-импульс длительностью tx, поступаюш,ий в измеритель 11. Задний фронт этого строб-импульса запускает одновибратор 10 и через время задержки tos , задаваемое одновибратором, на вход формирователя импульсов записи поступает команда «Запуск. Таким образом, период посылки импульсов записи составляет ()/v, что исключает взаимное влияние прямой и отраженной волны.

Выходной величиной преобразователя служит отношение интервала времени распространения упругой волны от приемной катушки до жестко закрепленного конца звукопровода и обратно (tx) к времени распространения упругой волны между катушками (to).

Так как выходная величина преобразователя

Q д; 2. J

0 /о

оказывается независимой от скорости распространения упругих волн в звукопроводе, то обеспечивается высокая точность измерения перемещений.

Для получения результатов измерения перемещений в заданных единицах, расстояние между катушками берут кратным единице измерения. Таким образом, предлагаемый преобразователь обеспечивает вдвое более высокую чувствительность, а необходимая точность измерения перемешений достигается без установки на звукопровод дополнительной компенсационной катушки

Формула изобретения

1. Магнитострикционный преобразователь линейных перемещений, содержащий звукопровод, передающую и приемную катущки, демпфер, постоянные магниты, формирователи импульсов записи и считывания, счетный

триггер, элемент задержки и измеритель отнощения временных интервалов, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности преобразователя и упрощения

его конструкции, конец звукопровода со стоРОНЫ приемной катущки жестко закреплен, а передающая и приемная катушки выполнены подвижными относительно звукопровода и расположены на фиксированном расстоянии одна от другой.

2.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, с целью исключения взаимного влияния прямой и отраженной волн и повыщения быстродействия, в выходную цепь

формирователя импульсов считывания введен счетный триггер, оба выхода которого «1 и «О соединены с входом измерителя отнощения временных интервалов, и выход «1 триггера через элемент задержки подсоединен к входу формирователя импульсов записи.

3.Преобразователь по пп. 1 и 2, отличающий с я тем, что в качестве элемента задержки использован одновибратор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт. св. № 29952, Н 03h 9/30, 1971. 2. Авт. св. № 284650, G Old 5/12, 1970 (прототип).

у