Магнитострикционный дифференциальный преобразователь перемещений Советский патент 1980 года по МПК G01B7/00 

1

Изобретение относится к измерительной технике, в частноЬти к устройствам для измерения и контроля перемещений, применяе «лм в системах автоматического .управления и регулирования.

Известны магнитострикционнаё преобразователи перемещений, использующие принцип отражения ультразвуковой волны от жестко закрепленного или свободного конца эвукопровода l .

Наиболее близким техническим решением к изобретению является магнитострикционный дифференциальный преобразователь перемещений, содержащий звукопровод, демпфер, постоянные магниты, катушки возбуждения, формирователь ймпу.пьс6в йаписй, выосодом подключенный к катушке возбуждения, тактовый генератор, выходом соеди, ненный со входом формирователя им й ёсов зШ сиг7ТТ™риемн9К) Katytaxy, усилитель-формирователь импульсов считывания, входом соединенный с -приемной катушкой, счетный триггер, входом соединенный с выходом усилителя-формировате.ля импульсов считывания 2 .

Недостатки известных устройств - невозможность опр.еделить знак измеряемого перемещения и невысокая чувствительность. Цель изобретения - расширение

функциональных возможностей и повышение чувствительности устройства.

Поставленная цель достигается

10 тем, что предлагаемый преобразователь снабжен R5-TpHrrepoM, R-вход которого соединен с выходом формирователя импульсов записи, а 5-вход - с выходом усилителя-формирователя импульсов

15 считывания, генератором образцовой частоты, двумя схемами /совпадения, первые входа которых соединены с выходом генератора образцовой частоты, второй вход первой схемы совпадения

20 (Соединен с выходом счетного триггера а второй вход второй схемы совпадения соединен с выходом RS-триггера, реверсивным счетчиком иМпульсов, входами сое диненный с выходами сбот25 ветствующих схем совпадения.

На чертеже представленаблок-схег ма предлагаемого преобразователя.

Магнитострикционный дифференциальный преобразователь перемещений содержит подвижную приемную катушку 1, йёподвижную катушку 2 возбуждения, звукопровод 3, демпфер 4, постоянные магниты 5, тактовый генератор 6, фор№1рова;тель 7 импульсов записи, усилитель-формирователь 8 импульсов считывания, счетный триггер 9, схемы Ю и 11 совпадения, RS-триггер 12, генератор 13 образцовой частоты и реверсивный счетчик 14. Устройство работает следующим образом. Волна, распространяющаяся вправо псЗ звукопроводу, проходит под приемной катушкой 1 и наводит в ней импульс ЭДС, который после соответствую щего усиления и формирования усилителем-формирователем 8 переключает триггеры 9 и 12. Триггер 12 закрывает схему совпадения, в результате в счетчике оказывается записанным чис ло N., пропорциональное расстоянию между катушками ( V. 01 где 2хо - расстояние между катушками в исходном состоянии; АХ - измеряемое перемещение; V - скорость ультразвука в 3 вукс проводе; fg - частота образцового генератора. ЗЦак лх зависит от направления пе ремещения, при этом знак (+) соответ ствует случаю, изображенному на чертеже. .Триггер 9 открывает схему 10 срвйадения, и импульсы образцовой частоты начинак т поступать ;на вйчйтающий входреверсивного счётчика 14 РаспрЪстраняясьдайеё, в6лна дбхо дит до недемпфированного конца звуко провода, отражается от него и, прохо дя под приемной катушкой 1, вновь наводит в ней ЭДС, которая после соответствующего усиления и формирования переключает триггер 9, при этом со стояниё триггера 12 не изменяется. Триггер 9 закрывает схему 10 совпаде ния, и подсчет импульсов реверсивным счётчиком прекращается. На вычитаюиций вход реверсивного счетчика посту пает Nп импульсов, пропорциональное времени распространения ультразвуковой вЪлны от приемной катушки до недемпфированного конца звукопровода и Обратно: () Информацией о величине и направле нии измеряемого перемещения д х служит цифровой код Числа Ы, записанно го В счетчике по окончании измеЬёния N Н-Н -±Ф-Д о V Как видно из полученного выражения, чувствительность предлагаемого преобразователя в 1,5 раза превышает чувствительность известного. Для исключения взаимного влияния прямой и отраженной волны период тактового генератора выбирается из условияT.. Таким образом, предлагаемый преобразователь обладает более высокими метрологическими характеристиками и больашми функциональными возможностями, так как позволяет регистрировать не только величину, но и направление перемещения.. Формула изобретения Магнитострикционный дифференциальный преобразователь перемещений, содержащий звукопровод, демпфер, постоянные магниты, катушку возбуждения, формирователь импульсов записи, выходом подключенный к катушке возбуждения, тактовый генератор, выходом соединенный со входом формирователя импульсов записи, приемную катушку, усилитель-формирователь импульсов считывания, входом соединенный с приемной катушкой, сЧетный триггер, ВХОДОМ соединённый с выходом усилителяформирователя импульсов считывания, отличающи.йся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и увеличения чувствительности, преобразователь снабжен RS-триггёром, R-вход которого соединен с выходом формирователя импульсов записи, а 5-вх6д - с выходом усилителяформирователя импульсов считывания, генератором образцовой частоты, двумя схемами совпадения, первые входы которых соединены с выходом генератора образцовой частоты, второй вход первой схемы совпадения соединён с выходом счетного триггера, а; второй вход второй схемы совпадения соединен с выходом RS-триггера, реверсивным счетчиком импульсов, входами соединенный с выходами соответствующих схем совпадения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №564527, кл. G 01 О 5/12, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР №537242, кл. G 01 D 5/12,1976 (прототип ).