Устройство для измерения линейной скорости движения Советский патент 1979 года по МПК G01P3/54 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНОЙ СКОРОСТИ

ДВИЖЕНИЯ

и усилитель 6 блока съема сигнала, вход которого связан с одной пластиной конденсатора и первым концом измерительного проБодт1ка. Второй конец измерительного проводника соединен со второй пластиной конденсаюра. Выход усилителя блока съема сигнала связан с входом формирователя 7 частотного сигнала, вь1ход которого соединен с обмоткой подмагничивания ферромагнитного сердечника. К вы1ходу усилителя блока съема сигнала параллельно подключены один вход схемы сравнения ,8 и вход триггера управления 9. Второй вход схемы сравне1шя связан с источником 10 опорного напряжения. Выход схемы сравнения через буферньи усилитель 11 связан с элементом упра ления 12, например варикапом, который включен в состав генератора 13 .управляемой частоты. Выход генератора управляемой частоты соединен с од1шм входом смесителя 14, второй вход которого связан свыходом генератора 15 опорной частоты. Выход смесителя через фильтр 16 Ш1жних частот и усилитель 17 возбуждения связан с обмоткой подмагнишвания ферромагнитного сердечш1ка 18. Два входа ключа 19 связаны, с ответственно, с выходом триггера управле1шя и выходом генератора опорной частоты.

Устройство работает следующим образом. При движе1ши устройства с линейной скоростью измерительный проводник пересекает силовые лииш магнитного поля Земли, и на его концах возш1кает ЭДС пропорциональная скорости движения и определяемая свойствами и габаритами ферромапштного сердечника и индукцией маг1ШТНОГО поля Земли. При перемаггшчивании фео1Юмагш1тного сердечника с помощью обмотк подмагничивания и блока формирователя частотного сигнала по измерительной цепи, включающей в себя измерительный проводник, пластины ковденсатора, ферромагнитный сердечник и входное соп}Х)тивле1ше усилителя блока съема сигнала, протекает переменный ток, вызванный существующей в рассматриваемом режиме на концах измерительного провошшка ЭДС, изменяющейся синхронно с изменением магнитной дифференциальной проницаемости сердечника при его перемагкичивании, и пропорциональный этой ЭДС, и частоте тока перемагничивания ферромагнитного сердечника. При этом период колебаний тока подмагничнвания пропорционален линейной скорости движения, а частота сигнала на выходе усилителя блока съема сигнала является второй гармошкой по отношению к частоте тока подмагничивания.

Сигнал Ux с выхода усилителя 6 сравнивается в схеме сравнения с напряжением UQ. Сигнал рассогласования &U через буферный усилитель преобразуется в постояшюе налряжение Ua.Hanряже1ше U4 поступает на вход элемента управления, например варикапа, на выходе которого образуется изменение емкости ЛС. Элемент управле}шя входит в состав генератора управляемой частоты (ГУЧ). Напряжение на выходе генератора имеет частоту f, пропорциональную величине разбаланса схемы сравне1шя.

Начальная частота генератора управляющей частоты выбирается достаточно высокой, чтобы обеспечить больщую крутизну преобразования напряжения в частоту. Для питания катущки возбуждения обычно используется переменный ток с частотой, не превыщающей 20-50 кГц. Вьщеление такой частоты с ГУЧ производится путем смешивания частоты с ГУЧ с частотой генератора опорной частоты. Смещение двух частот производится в смесителе 14, на выходе которого имеется сигнал f-fo и сигаал f-f-fo- Обыно сумма частот значительно отличается от разности частот, поэтому выделе1ше разности частот (f-fj,) легко осуществить. Вьщеление разности частот производится путем подачи сигнала со смесителя, на вход фильтра 16 нижних частот. Выделенный сигнал ; выхода фильтра через усилитель 17 возбуждешш поступает на обмотку подмапшчивання ферромагнитного сердечш1ка 18.

Время, в течение которого ключ 18, связанный с выходом генератора управления 9, находится в открытом состоянии, совпадает с полупериодом тока подмаппгаивания. .Число импульсов с генератора 15 опорной частоть, прошедщих за время открытия ключа, будет характеризовать полупериод частоты тока подмапшчивания. Сигнал на выходе ключа представляет собой пачку импульсов, причем число импутп сов в этой пачке пропорционально линейной скорости движения.. При изменении линейной скорости движения изменяются как число импульсов в пачке, так и длительность пауэ мехсд пачками импульсов.

Использова1ше предложенного устройства позволит упростить схему и повысить точность измерения. Одновременно с эгам сигналом на выходе устройства имеет частотную форму, что исключает необходимость применения специальных устройств для преобразования амплитуды тока, протекающего через измерительньш ,провод шк, в частоту генератора подмапшчнвания, следовательно, в конечном счете также приводит к повьццению точности измерения линейной скорости движения.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения линейной скорости движения, содержащее ферромагнитный сердеч1шк с размещенной на нем обмоткой

,подмагничива1шя и блок съема сигнала, о т личающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен формирователь частотного сигнала, вход которого связан с выходом блока съема сигнала, а выход соединен с обмоткой подмагничивания.

2. Устройство ио п. 1, о. т л и ч а ю щ ее с я тем, что формирователь частотного сигнала содержит схему сравнения и триггер, соединенные с выходом блока съема сигнала, источник опорного напряжения, подключенный ко второму входу схемы.сравнения, последовательно соединенные элемент управления, связанный с выходом схемы сравнения, генератор управляемой частоты, смеситель, фильтр

994296

нижних частот и усилитель возбуждения обмотки подмагничивания, генератор опорной частоты, подключенный ко второму входу смесителя, и ключ, один вход которюго соединен с 5 выходом триггера, а второй - с выходом генератора опорной частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 10 1. Авторское свидетельство СССР №30867, кл. G 01 Р 3/50, 1932.

2.Авторское свидетельство СССР №37496, кл. G 01 Р 3/50, 1932.

3.Авторское свидетельство СССР №477345, 15 кл. G 01 Р 3/50, 1972 (прототип).