Датчик линейных перемещений Советский патент 1980 года по МПК H03M1/26 G01B7/00 H01H36/00 G08B23/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля положения регулирующих органов, перемещающихся в герметичных объемах, например в аппаратах химической промышленности и ядерных реакторах. Известны устройства для индикации линейных перемещений, содержащие постоянный магнит, связанный с рабочим органом, положение которого контролируется магнитоуправляемые KOHTajcTbi (МУК), расположенные на немагнитной трубе с определенным пЬстоянным шагом и соединенные одним концом с общей шиной, другими концами подключенные че-, рез диоды матрицы к выходным шинам, шины связи, дешифратор, цифровые лампы, развертывающее устройство lj Контролируемый орган с постоянным магнитом перемещается вдоль трубы, на которой расположены МУК и диоды матрицы, и замыкает один из МУК. МУК разбиты на группы. Одни выводы МУК, принадлежащих одной группе, соединены в одну точку и подключены А реле, которое индицирует цифру этой :. группы. Другие - с одноименными выводами МУК каждой группы и через реле, ; индицирующим бдну и ту же цифру, - с одним из полюсов источника питания; Наиболее близким к изобретению по технической сущности является датчик линейных перемещений, содержащий источник питания, постоянный магнит, имеющий высоту, равную шагу дискретности, и связанный с контролируемым органом, МУК, расположенные по длине перемещения на расстоянии один от другого, равном двум шагам дискретнхюти, и объединенные в группы, в каждой группе одни выводы МУК объединены, а другие вьгаоды соединены с одноименньтми выводами других групп, двухразрядный индикатор цифр . Указанные датчики имеют относительно большое количество линий связи для

индикации цифр, как младшего и высшего раарядоп, кроме того, двухразрядный индикатор имеет большое число активных элементов. . .

Цель изобретения - упрощение датчика и увеличение его надежности.

Указанная цель достигается тем, что в датчике линейных перемещений каждая группа МУК подключена к источнику питания через регистр, а общие выводыю одноименных МУК групп подключены к формирователю сигналов управления ключами индикатора цифр младшего разряда и к входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу формирова- j теля сигналов управления ключами индикатора цифр высшего разряда.

На фиг. 1 изображена электрическая схема датчика; на фиг. 2 - график зависимости выходных напряжений от вход- 20 нык. ..

Датчик линейных перемещений содержит блок 1 МУК, состоящий из трех групп магнитоуправляемых контактов 2-6, 7 - 11 и 12 - 16, подключен- 25 ных соответственно через резисторы 17 - 19 к плюсу источника питания (не показан), элемейт 20 ИЛИ, формирователь 21 сигналов управления (ФСУ), состоящий из резисторов 22 - 46 и ди- зо одов 47 - 56. Соответствующие пять входов элемента 20 ИЛИ и ФСУ- 21 подсоединены к объединенным одноименным выводам магнитоуправляемых контактов каждой группы, а десять выходов35 ФСУ 21 подключены к ключевому устройству 57, а именно: к базам транзисторов 58 - 67 ключей, коллекторной нагрузкой которых является индикатор 68 цифр младшего разряда, эмиттеры тран- 40 аисторов 58 - 67 Ьбъединены и через резистор 69 подключены к нулевой шине источника питания, выход элемента 2О ИЛИ подключен ко входу ФСУ-7О, состоящему из резисторов 71 - 79, выхо- 45 ды ФСУ 70 подключены к ключевому устройству - к базам транзисторов 81 - 83 ключей, управляющих работой индикатора 84 цифр старшего разряда.

Устройство работает следующим обра- 50 зом.

При прследовательнбм .перемещении контролируемого органа, перемещающийся вместе сним постоянный магнит (не показан) замыкает МУК датчика таким 55 образом, что каждому из десяти возможшлх положений контролируемого органа в пределах одного младшего разряда ставится в соответстпие своя комбинация состояний МУК, причем замкнутым может быть либо один МУК какой-либо группы, либо два соседних МУК, принадлежащие одной или разным группам, в соответствии с этим, положительный полюс источника питания подключается через один из резисторов 17 - 19 к одному или двум соответствующим входам ФСУ 21, которое на тех или иных своих выходах формирует три различных уровня напряжения. Так, например, если замкнут один из МУК 2, 7 или 12, то на выходах , fcjj, -6 ФСУ 21 появляются потенциалы V, , V I соответственно, причем Vj, V, . Так как транзисторы 58 - 67, входящие в состав ключевого устройства 57, имеют общее сопротивление в цепи эмиттера, то при поступлении на их базы положительного потенциала открывается тот из транзисторов, потенциал на базе которого наибольший. В рассматриваемом случае это будет транзистор, 58, зажигающий цифру О .на индикаторе 68 цифр младшего разряда. В том случае, когда замкнута какая(ттбо пара МУК 2, 3; 7,8 или 12, 13 на входах 6п . -Во i t появляются потенциалы Vj, V , V, , Vi соответственно, причем Vj V 1 т. е. откроется транзистор 59 и загорится цифра 1 индикатора 68.

При замыкании одного какого- тибо из МУК 3, 8 или 13 появляются положительные потенциалы на выходах О| , 2. и j, соответственно, открывается Транзистор 60, на индикаторе 68 загорается цифра 2 и т. д.

Формирование, .цифр старшего разряда происходит следующим образом.

Пусть контролируемый орган находится в положении, при котором замкнутся какие-либо МУК первой группы, например, МУК 6. Тогда положительный потенциал от источника питания поступает через резистор 17 и элемент 20 ИЛИ на вход ФСУ 70 индикатором цифр старшего разряда, представляющего из себя три параллельно соединенных делителя напряжения с разными коэффициентами деления и примерно одинаковым входным сопротивлением, состоящим из резисторов 71 - 78. Зависимости выходных напряжений V, , Vj, Vj Каждого из делителей от величины входного напряжения приведены на фиг. 2. Величина резистора 17 выбирается такой, что при замкнутом М,УК 6 первой группы на входе ФСУ 70 подается напряжение .i вьицода О. . в соответствии с фиг. 2 появляются потенциалы V.(, а так как ключевое устройство 80, управляющее индикатором 84, цифр старшего разряда, выполнено аналогично ключевому устройству 57, то открывается транзистор 81 с большим базовым потенциалом и зажигается цифра О. При дальнейшем перемещении контролируемого органа, как только замыкается МУК 7 второй группы, 11ри замкнутом МУК 6 на входе ФСУ 70 появляется напряжение VBX J Vgx-p такое, что на выходах ФСУ 70 Л i, появляются в соответствии с фиг. 2 потенциалы Vji V V, , и открывается транзистор 82, зажига1ющий цифру на индикаторе 84 цифр и т. д. Таким образом, с помощью описанного датчика линейных перемещений можно измерять положение контролируемого органа механизма в заданном диапазоне перемещения, при этом, на диапазоне пе перемещения в 1ООО мм схема датчика содержит в 2 раза меньшее количество элементов, чем в прототипе, чти позволяет увеличить его надежность. Формула изобретения Датчик линейных перемещений, содержащий источник питания, постоянный маг нит, имеющий высоту, равную шагу дискретности, и связанный с контролируемым органом, магнитоуправляемые контакты, расположенные по длине перемещения на расстоянии один от другого, равном двум шагам дискретности, и объединенные в группы, в каждой группе одни выводы магнитоуправляемых контактов объедине ны, а другие выводы соединены с одноименными выводами других групп, двухразрядный индикатор цифр, отличающийся тем, что, с целью упрощения датчика и повышения его надежности, каждая группа магнитоуправляемых контактов подключена к источнику питания через резистор, а общие выводы одноименных магнитоуправляемых контактов групп подключены к формирователю сигналов управления ключами индикатора цифр младшего разряда и к входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу формирователя сигналов управления ключами индикатора цифр высшего разряда. Источники информации, Принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 6 247080, кл. G Oli)5/18, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР 381874, кл. G 01 В 7/14, 1973. 3.Авторское свидетельство СССР 511616, кл. G 08 С 9/04, 1976 прототип).

f8lgi™5iSgyP F SggSSS ai;SKФиг. 2