Преобразовател перемещения в код Советский патент 1979 года по МПК G08C9/04 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В ЮД

Изобретение относится к системам автоматического преобразования неэпест рических величин в дискретный электрический сигнал, а именно к преобразова- тепям перемеше сйя в код.

Известны преобразователи линейного Т1ер емёщения в код с помощью шкал, полученных ультразвуковыми волнами, распространяющимися в волноводе, который возбуждается с помощью кварцевой пластины, подключенной к высокочастхэгному генератору 11.

Недостатком известного устройства является зависимость цены деления от изменения температуры волновода, что ведет к снижению точности ттреобразователя.. .

Наиболее близким по своей тезсничёской сущности к данному изобретению является преобразователь перемещения в код, содержащий подвижный элемент, волновод из магнитострикциоНного ; материала, на концах которого расположены демпферы, обмотку опроса, расположенную на одном конце волновода и соединенную через усилитель опросу с первым входом счетчика импульсов, к второму входу которого подключен выход усилителя считывания, первый вход которого соединен с другим концом волновода, а второй его вход соединен с первым выходом генератора импульсов счета, второй выход которого соединен с третьим входом счетчика ймпуйьсовИ-.

Недостаток этого известного устройства состоит в недостаточно высокой точности, которая зависит от положения с к ckopocTH движения визира, времени пробега импульса, от дрейфа порога ограничения в усилителе, а также иа-за возникновения паразитных импульсов в обмотке опроса.

Цель изобретения состоит в повышении точности преобразователя.

Поставленная цель достигается за счет того, что в преобразователь перемещения в код введены обмотка записи, , .3 делитель частоты и блок гзаниси и стир ния, подключенный к другому концу волновода и к обмотке записи, которая распбпбжена на подвижном элементе, вход делителя частоты соединен с вторым выходом генератора импульсов счета, а его выход - с входом усилителя опроса. На фиг. 1 приведена фуйкцибйапьйая схема преобразователя перемещения в код; на фиг. 2 - временные диаграммы уйравляйщих и выходных сигналов. Преобразователь пёрем«аценйя в код содержит волновод 1, выполненный из мйгнйто-стрикционного материала, демп- феры 2, установленные на концах волновода 1, обмотку 3 опроса, подвижный элемент 4, связанный с объектом пере мешения (на чертеже не показан), обмотку 5 записи расположенную на подвижном элементе 4, блок 6 записи и стирания, усилитель 7 считывания, счет чик 8 импульсов, генератор 9 импульсо счета, делитель 10 частоты и усили-. тель 11 опроса. Делитель 10 частоты и усилитель 11 опроса образуют блок 1 опроса. , На концах волновода 1 укреплены демпферы 2 для устранения (Сраженных улбтраавуковьк импульсов б и исключения ложных отсчетов вводимых ана- поговых величин. Вблизи одного из демп феров 2 с Бопвбводом 1 электромагнитйо связана обмотка 3 опроса импульсов 0 в волноводе 1. Один конец волно вода 1 электрически заземлён, а другой - га пьванйческй связан; с пходом усилителя 7 считывания и выходом блока б записи и стирания. Вы , од усипителя 7 подключён к одному из входо счетчика 8. К второму Еходу счетчика подключен выход блока 12, который дру гшу1 Своим выходом электрически, с вязан Ч с входными клеммами обмотки 3. Тре тий вход счетчика 8 подключен к выход генератора 9 импульсов счета. С волно.ьрдом 1 йндукТйЁЯб связан магнитный сердечник подвижного элемента 4, который в СБОЮ очередь механически соедивен с объектом йеремещения и снабжен об1йоткой 5 записи подключенной к блоку б. Расстояние между элементом 4 и по ьерхностью йолвовода 1. определяется уровнем индуктивной связи элемента 4 и волновода 1, необходимой для необратимой записи информации, и зависит 204 оТ магнитных характеристик материала магнитопровода подвижного элемента 4 и волновода 1.. . Устройство работает следующим образом. Процессу записи аналоговой величины в волновод I предшествует операция стирания, которая необходима для получекий однородного исходного магнитного состояния материала волновода 1 по всей его длине. При этом с одного из выходов блока б, гальванически-, связанного с волноводом I, в волновод подают импульс определенной полярности и величины 1/к (фиг.2, диаграммуf). Параметры импульса Uc, определяются геометрическими и магнитными характеристиками волновода 1. Длительность импульса U зависит от его амплитуды и частотных свойств ма- тё{эйала волновода, д полярность его такова, что сигнал, наводимый на входе усилителя 7 в режиме стирания противоположен по знаку полезному сигналу, наводимому на входе усилителя / в режиме считывания (фиг. 2, диаграммаV). Импульсы batracH с определенной периодичностью подаются с вьрсода блока б в обмотку 5, ампер-витки которой выбраны так, чтобы обеспечить необратимое изменение магнитного состояния материала части волновода 1, находящейся в зоне действия магнитного поля подвижного элемента 4. .. Каждый очерёдной импульс записи, подаваемый в обмотку 5 обеспечивгает фиксацию в определённой точке волновода информации о положении подвижного элемента 4, связанного с объектом в момент действия этого импульса записи. Если к моменту 1 тфихода в оёмотку 5.6че{)едного импульса записи (фиг. 2, диаграмма I) подвижный объект ййменйл свое положение то происходит фиксация в йрвой точке Xj волновода I информаШЙИ о новом Положении подвижного объекта, находящегося в данный момейт нетасредственно над точкой х волновода. Фиксация информации о каждом поСлёйуЬщей положеййй подвижного объекта в период единого цикла работы устройства происходит без разрушения точек фиксации информации о предыдущих Положениях подвижного объекта. Через Определенный промежуток времени после выдачи очередного импульса стирания блоком б блок 12 опроса генёрйрует Щугаульс считывания. 56 воэбуждаюший ЭДС в обмотке 3 (фиг.2, диаграмма II), Благодаря индуктивной связи обмотки 3 с вопоноводом 1, обладающим магнито стрикционными свойствами , в последнем наводится ультразвуковой Импупьс (фиг. 2 диаграмма П). Одновременно импуЛьс с выхода бпока 12 поступает на вход счетчика 8 и вкгаочает его (фиг. 2, диаграмма VJl). С этого момента счетчик 8 начинает считать калиброванные по длительности импульсы, поступающие н1а второй вход счетчика 8 от генератора 9 (фиг. 2, диаграмма IV). Длительность и частота следования импульсов Ug определяется требуемой точностью преобразования перемещения подвижного объекта в цифровой код.; Ультразвуковой импульс 6 считывает последо вательйо. магнитные неоднородХц волности в зонах X, новода I. В процессе считывания магнитных неоднородностей по длине волновода 1 на его концах благодаря гальваномагнитному эффекту формируются сигналы, величина каждого из которых пропорциональна скорости изменения магнитной неоднородности в соответствующей области волновода 1 и длительности импульсов б (фиг. 2, диаграммаV). Сигналы и, усиленные усилителем 7, поступают последовательно на соответствующий вход рчетчика 8 (фиг.2, диаграмма VI), определяя моменты считывания содержимого, накопленного к давйому времени от момента запуска Ij счетчика очередным импульсом от блока 12 (фиг. 2, диаграмма Ш до момента t « Поскольку величина импульса о выбирается такой, что&1 обеспечить считывание информации на волноводе 1 без её разрушения, появляется возможность неоднократаого считывания информации, записанной на волноводе 1, за один цикл перемещения подвювдрго объекта. Точность преобразования перемещения в код в рассматриваемом устройстве определяется крутизной фронта упьтра. О6 авукопых импупьсои и дрейфом уровня ограничения снизу считываемых с вопновода сигналов в усилителе 7. Необходимая крутизна переднего фронта импульсов ё достигается путем форсированного перемагнйчивания волновода обмоткой 3. Дня уменьшения влияния указанного дрейфа на точность преобразования в устройство введены- делите ль to частоты и электрические связи входов блока 12 и усилителя 7 с выходами блока 9. Формула изобретения Преобразователь перемещения в код, Содержащий подвижный элемент, йогаовод Из магнитрстрикционного материала, на концах которого расположены Демпферы, обмотку опроса, расположенную на одном конце волновода и соединенную через 5гсилитель опроса с первым входом счетчика импульсов, к второму входу которого подключен выход усилителя считгывания, первый вход которого соединен с другим концом волновода, а второй его вход соединен с первым выходом генератора импульсов счета, второй вькод которого соединен с третьим входом счетчика импульсов, о т п и ч а ющ и и с я тем, что, с цель повыше. ния точности йреобразователя, в него введены обмотка записи, делитель частоты и блок записи и стирания, подкгаоченный к другому концу воnHOBOjSa и к об- мотке записи, которая расположена на подвижном элементе, вход делителя частоты соединен с вторым выходом генератора импульсов счета, а его вьосод - с входом усилителя опроса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Воронцов Л.Н. Фотоэлектрические системы контроля линейных величин.,М., 1965 , с. 127-130. 2.Авторское свидетельство СССР, NO 262158, кл. Н 03 К 13/О2, 1968, (прототип).