Устройство для измерения перемещений Советский патент 1979 года по МПК G01B7/00 H03M1/26 G08B23/00 

Изобретение относится к контрольто- -измерительной технике и может быть ис пользовано для дистанционного контроля дискретных положений или перемещений рабочих органов, находящихся в (:-ерме- тичных объемах. Известно устройство для измерения перемещений, которое содгфжит мгпннто равляемые контакты, расположенные на немагнитной трубе с определенным шагом постоянный магнит, перемепшемый вдоль трубы и связываемь п с контролируемым рабочим органом, источник питания, блок индикации и блок дешифрации. Магнитоунравляемые контакты (МУК) разделены на группы, в каждой из которых все МУК обт.одннены одним выводом. Противоположные вывопь кажяог-о ЛАУК в одной группе соединены с соответствующими выводами МУК о :тальных групп, обеспечиваюшими инпчк пию одинаковых цифр (в пределах до IЗ) в бло ке индикации. Гшок дсшифг1,чнии выполне в виде чувствительных взаимно сблокн1) реле, через которые выводы групп МУК подключены к различным полюсам источника питания. При нахождении магнита в зоне срабатывания магнитоуправляемого контакта последний замыкается и замыкает, в свою очередь, цепь питания реле дешифратора, замыкающие контакты которого передают сигнал на блок индикации. Поремешение магнита сопровождается последовательным переключением сигна- лов на табло единиц и десятков. Положение магнита при его перемещении в прямом ходе определяется моментом срабатывания МУК, при обратном ходе - моментом отпускания МУК. Ввиду того, что МУК имеют петлю гистеризиса, т. е. срабатывание и сзт- пускание МУК происходит при различных величинах магнитного потока (другими словами - при различных положениях магнита), точность измерения положе}1ия магнита известным устройством недостп точна. Еюлее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для и,змерени5 перемещений, содер жащее источник питания, постоянный магнит, связываемый с объектом измере йия, катушку индуктивности, магнитоун- ривляемые контакты, расположенные с заданным шагом to пути перемещения магнита и размещенные внутри катушек индуктивности, и обработки сигна лов. Повышение точности измерения перемещений в этом устройстве осуществля- ется за счет уменьшения разницы между потоками включения и отключения МУК благодаря наличию катушек индуктивности, питающихся через ограничители тока от стабилизатора пульсирующего напря- i жения. Однако электрическая схема такого стабилизатора достаточно сложна, кроме того, поскольку все катушки индуктив- ности подключены к нему непрерывно, потребляемая ими мощность высока. Целью изобретения является упрощение устройства и уменьшение нотребляе- мой мощности, Поставленная цель достигается тем, что схема обработки сигналов вынолнена в виде релейного блока дешифрации, один конец каждой катушки индуктивности под ключен к выводу магнитоуправляемого контакта, соединенному с соответствующим релейным элементом низшего разря да блока дешифрации, а противоположные концы всех катушек объединены в группы каждая из которых подключена к одному из полюсов источника питания через нормально разомкнутый контакт релейного элемента следующего высшего разряда блока дешифрации, связанного с той же группой катушек. Катушки индуктивности выполнены так- что создаваемый ими магнитный поток направлен навстречу по току постоянного магнита, Благодаря такому выполнению устройства отпадает необходимость в дополнительном источнике питания для катушек индуктивности,поскольку они возбуждают ся от общего для всех блоков устройства источника питания постоянного тока. Кроме того, катушки индуктивности возбуждаются только при прохождении постоянного магнита мимо соответствующе го МУК, вследствие чего потребляемая ИМИ мощность существенно ниже, чем в известном устройстве. На фиг. 1 представлено коноуруктив- нов выполнение устройства; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема устройства. Устройство для измерения перемеше|ний содержит МУК 1, 2, ..., 30, расположенные на немагнитной трубе 31, внутри которой перемещается постоянный магнит 32, жестко связанный с контролируемым объектом 33, а также блок дешифрации, блок индикации (не показан на чертежах) и источник питания постоянного тока. Магнитоуправляемые контакты разделены на группы, например, 1-10, 11-2О, 21-30, в каждой из которых все МУК объединены между собой по одному из выходов. К общей точке соединекия этих выводов подключен релейный элемент следующего высшего разряда блока дешифрации t реле десятков), например к группе МУК 1-Ю присоединено реле 34. Противоположные выводы МУК, соединенные в общую точку с одноименными выводами МУК в других группах, обеспечивающих индикацию одинаковых цифровых значений единиц, подключены к соответствующему релейному элементу низшего разряда блока дешифрации (реле единип). Например, выводы МУК 1,11 и 21 взаимосвязаны между собой и подключены к обмотке возбуждения реле 35, выводы МУК 2,12 и 22 - к обмотке возбуждения реле 36 и т. д. Каждый МУК размещен внутри катушки 37 индуктивности, один конец каждой из которых подключен к выводу МУК, присоединенному к соответствующему релейному элементу низшего разряда блока дешифрации, например реле 35, 36 и т. д. Противоположные концы катушек индуктивности объединены в группы, каждая из которых подключена к одному из полюсов источника питания (в данном случае - к минусу) через нормально разомкнутый контакт релейного элемента следующего высшего разряда блока дешифрации, связанного с той же группой катушек. Например, группа катушек 37, связанных с группой МУК 1-10, подсоединена к минусу источника питания через контакт 38 реле 34. С целью исключения возможности одновременной индикации цифровых значеНИИ единиц на табло индикатора сразу от двух реле единиц (что, в принципе, возможно, так как в зависимости от габаритов постоянного магнита 32 могут одновременно замкнуться несколько МУК в цепьпитания обмоток возбуждения каж дого реле единиц включены нормально замкнутые контакты реле, обеспечивающего индикацию последующего, более высокой значащей цифры. Например, контакт 39 реле 36 включен в цепь питания реле 35 и т. д. С целью исключения возможности одновременной индикации цифровых значений десятков, на табло индикатора ера- зу от двух рзеле десятков при положениях магнита, замыкающих одновременно МУК на грани двух групп, в цепь питания каждого такого реле включены нормально разомкнутые контакты реле, обес печивающего индикацию последующей, более высокой значащей цифры десятков, например реле 34 подключено к плюсу источника питания через контакт 4О реле 41 и т. д. Группа контактов - контакт 42 реле 35, контакт 43 реле 36 и контакты 44 и 45 реле 46, предназначенного для индикации цифры 9 - обеспечивает подключение к источнику питания реле 35, предназначенного для индикации цифры О, при переходе магнита из зоны одной группы МУК в зону соседней группы МУК. Контакт 47 принадлежит реле 35, а контакт 48 - реле 46. Стабилитроны 49 служат для стабилизации напряжения питания на каждом из реле aecRTKOB в переходные периоды отключения одного и включения другого реле единиц . Устройство работает слецую1цим образом. При прямом ходе магнита 32 |в моме нахождения его в зоне срабатывания МУК 1, соответствующего самому нижне му положению контролируемого органа, последний замыкается. В результате воз буждаются реле 34 и 35, обеспечивая индикацию сигналов О -десятков и О- единиц и переключая соответствующим образом свои нормально замкнутые и нормально разомкнуты контакты. Благодаря замыканию контакта 38 реле 34 на катушку 37 индуктивности МУК 1 подается напряжение питания, вследствие чего она создает ма1 нитный поток, направленный навстречу магнитному потоку постоянного магнита. Однако этот поток размагничивания не оказывает влияния на состояние МУК 1, так как последний уже замкнулся, и разомкнуться не может ввиду недостаточной для этой цели величины потока размагничивания. При перемещении магнита 32 в положение, при котором замыкается МУК 2, срабатывает реле 36, обеспечивая индикацию - единицы и отключая своими контактами 39 обмотку возбуждения реле 35. При этом реле 34 остается включенным, обеспечивая по-прежнему индикацию О- десятков. При дальнейших перемещениях магнита 32 каждое после.дующее реле единиц отключает предыдущее реле единиц. При попадании в зону срабатывания МУК 10 возбуждается реле 46, обеспечивая индикацию 9 - единиц и подключая своим замыкающимся контактом 44 обмотку возбуждения реле 35 к минусу источника питания а своими размыкающимися контактами 45 и 48 отключая минус источника от остальных реле этого разряда. Само реле 46 остается возбужденным благодаря замкнутому контакту 47 реле 35. Когда магнит 32 попадает в зону срабатывания МУК 11, обеспечивающего индикацию О- единиц во второй группе МУК, возбуждается реле 41 и реле 35, Размыкающийся контакт 40 реле 41 отключает реле 34, в результате чего с блока индикации снимается сигнал Одесятков и появляется сигнал 1-десятков. Одновременно реле 35 обеспечивает индикацию О- единиц. Контакт 47 реле 35 отключает от минуса источника питания реле 46, в результате чего его контакт 44 размыкается. Однако реле 35 остается возбужденным через нормально замкнутый контакт 43 реле 36 и его собственный замкнувшийся контакт 42. При дальнейшем перемещении магнита в зоне расположения МУК второй группы работа устройства протекает аналогично вышеописанному. Так же устройство работает и при обратном перемещении магнита, только соответствующие реле отключаются в обратной последовательности. При этом магнитный поток, создаваемый катушками индуктивности, вычитается из магнитного потока постоянного магнита, благодаря чему обеспечиваются ускорение момента отпускания МУК, а следовательно, и повышение точности измерения положения магнита за счет устранения указанного ранее явления гистере