Преобразователь линейных перемещений в последовательность временных интервалов Советский патент 1977 года по МПК G01B7/14 H03M1/50 

1

Изобретение отнооится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано для связи первичных источников информации с вычислительным устройством, в частности в преобразователях перемещений в код.

Известны преобразователи линейных перемещений в последовательность временных интервалов. ОднИ из известных преобразователей содержат матнитомодуляционный датчик, подключенный к компараторам напряжений. Этот нреобразователь сложен по построению и имеет низкую точность работы 1. Наиболее близким к изобретению техническим решением является нреобразователь линейных перемещений, содержащий постоянный магнит, укрепленный на Измерительном штоке, магнитный мультивибратор, выполненный на неподвижном тороидальном сердечнике, одни обмотки которого включены между источником питания и коллектором транзисторов, вторые подключены к базам транзисторов и через резисторы - к источнику запирающего напряжения смещения, а третья обмотка подключена к выходу преобразователя, эмиттеры транзисторов подключены к общей шине, тенератор прямоугольного напряжения, подключенный к трансформатору 2. Этот известный преобразователь характеризуется значительными погрешностями нелинейности длительности выходных сигналов -в функщщ от величины измеряемого перемещеНИЯ.

Целью изобретения является новышение точности работы. В описываемом преобразователе это достигается тем, что в нем тороидальный сердечник содержит ярмо, соединяющее диаметрально противоположные стороны сердечника, параллельно с ярмом установлен шунт, в прорезях ярма и шунта располо0жен постоянный магнит, один выход трансформатора через конденсатор подключен к базе одного транзистора, другой выход подключен непосредственно к базе другого транзистора, а базы транзисторов через диоды с)еди5нены с эмиттерами.

На фиг. 1 показан описываемый преобразователь с магнитопроводами -в одном из вариантов выполнения; на фит. 2 - принципиальная электрическая схема преобразователя; на

О фиг. 3 - временная диаграмма работы преобразователя: а - выходное напряжение генератора 16 прямоугольного напрян еНИя; б - продифференцированное конденсатором 18 выходное напряжение генератора 16; в - последовательность временных интервалов на выходе преобразователя.

Преобразователь содержит неподвижный тороидальный сердечник 1 с ярмом 2, параллельно которому установлен шунт 3. В прорезях ярма 2 и шунта 3 расположен постоянный магнит 4. Магнитный мультивибратор 5 выполнен на тороидальном сердечнике 1, одни обмотки 6 которого включены между источником 7 питания и коллекторами транзисторов 8, вторые обмотки 9 подключены к базам 5 транзисторов 8 и через резисторы 10 - к источнику 11 запирающего напряжения смещения, а третья обмотка 12 подключена к выходу преобразователя 13. Эмиттеры транзисторов 8 подключены к общей шине 14. Базы Ю транзисторов 8 через диоды 15 подключены к эмиттерам. Генератор 16 прямоугольного напряжения подключен к трансформатору 17, один выход которого через конденсатор 18 подключен к базе одного транзистора 8, а дру- 5 ой выход подключен непосредственно к базе (фугого транзистора 8. Постоянный магнит 4 укреплен на измерительном щтоке 19. Постоянный магнит 4 на измерительном щтоке 19 перемещается в прорези ярма 2. По- 20 токи выпучивания постоянного магнита 4 отводятся щунтом 3. Прямоугольное напряжепие синхронизации от генератора 16, продифференцированное конденсатором 18, подается па базы транзисторов 8. При введении посто- 5 яинОГо магнита 4 в прорезь ярма 2 в торойдалыюм сердечнике 1 появляется поток постоянного подмагничивания Фо. В одной половине сердечника 1 поток Фо совпадает с магнитным потоком Ф, создаваемым коллекторной обмот- 30 кой, а в другой - направлен встречно. Первой насыщается та часть сердечника, в которой паправления потоков Ф и Фо совпадают. Переключение магнитного мультивибратора 5 происходит Б момент времени, определяемый 35 разностью потоков насыщения Фз и постоянного подмагннчивания Фо, а длительность выходного импульса преобразователя составляет 2(P,,).w, я -;; где W - число витков обмотки 6; Е - напряжение источника 7 питания. Поскольку для данной конструкции преобразователя поток постоянного подмагничива- 45 пня Фо является линейной функцией перемещения h постоянного магнита 4 Ф (/j ,° где К - коэффициент пропорциональности, то 50 длительность t выходных импульсов преобразователя изменяется линейно в зависимости 40 от перемещения h постоянного магнита 4 в зазоре ярма 2. В процессе работы преобразователя транзисторы 8 магнитного мультивибратора 5 переключаются попеременно с приходом запускающнх импульсов от генератора 16. При отсутствии запускающих импульсов оба транзистора 8 закрыты напряжением источника И. Описываемый преобразователь позволяет получать периодическую последовательность импульсов с крутыми фронтами, длительность импульсов пропорциональна измеряемому перемещению, а частота их следования и амплит)да - постоянны. Формула изобретения Преобразователь линейных перемещений в последовательность временных интервалов, содержаи ;ий постоянный магнит, укрепленный на измерительном щтоке, магнитный мультивибратор, выполненный на неподвижном тороидальном сердечнике, одни обмотки которого включены между источником питания и коллектором транзисторов, вторые подключены к базам транзисторов и через резисторы-к источнику запирающего напряжения смещения, а третья обмотка подключена к выходу преобразователя, эмиттеры транзисторов подключены к общей щине, генератор прямоугольного напряжения, подключенный к трансформатору, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности преобразователя, тороидальный сердечник содержит ярмо, соединяющее диаметр.ально противоположные стороны сердечника, параллельно с ярмом установлен щунт, в нрорезях ярма и щунта расположен постоянный магнит, один выход трансформатора через конденсатор подключен к базе одного транзистора, другой выход подключен непосредственно к базе другого транзистора, а базы транзисторов через диоды соединены с эмиттерами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:. 1. Розенблат М. А. Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники. Наука, с. 336, рис. 8-27. 2. Коржавин О. А. и Куликовский Л. Ф. Псследование магнитно-усилительного датчика линейных перемещений с постоянным магнитом п его погрешностей. Изв. вузов. СССР, «Приборостроение, 1965, N° 6, с. 25-32.