Устройство для измерения перемещений с частотным выходом Советский патент 1980 года по МПК G01B7/00 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерений перемещений. Известно устройство для измерения перемещений с частотным выходом, содержащее параметрический датчик перемещений, управляемый автогенератор и устройство коррекции нелиней ности характеристики преобразования 1 . Недостатками известного устройства являются низкая точность измерения и нещирокий динамический диапазон измерения. Наиболее близко по технической сущности к изобретению устройство для измерения перемещений с частотным выходом, содержащее параметрический дифференциальный датчик, блок выделения разностной частоты и регистратор, подключенный к выходу блока выделения разностной частоты 2, Недостатками такого устройства являются невысокая точность и узкий диапазон измерения. Цель изобретения - повьщ1ение ючиоста измерения и расщирение динамического диапазона измерения. Достагается это тем, что устройство для измерения перемещений с частотным выходом снабжено опорным генератором, первым и вто- рым смесителями, первые входы которых подключены к выходу генератора, первым и вторым управляемыми полосовыми усилителями с неизменной при перестройке добротностью, информационные входьг которых подключены к выходам соответственно первого и второго смесителей, а выходы подключены ко входам блока выделения разностной частоты и ко вторым входам соответственно второго и первого смесителей, и первым, и вторым блоками управления, входы которых соединены с выходами днфферешшального датчика, а выходы подключены к управляющим входам соответственно первого и второго управляемых полосовых усилителей. На чертеже приведена блок-схема устройства для измерения перемещений. Устройство содержит опорный генератор 1, первый и второй смесители 2 и 3, первые входы которых подключены к выходу генератора, первый и второй управляемые .полосовые уси37лители 4 и 5 с неизменной при перестройке добротностью, параметрический дифференциальный датчик 6, блоки 7 и 8 управления, входы которых соединены с выходами датчика 6, блок 9 вьщеления разностной частоты, входы которого подключены к выходам полосовых усилителей 4 и 5 и регистратор 10, подключенный к выходу блока , выделения раз юстной частоты. Устройство для измерения перемещений с частотным выходом работает следующим образом. Измеряемое перемещение создает на выходах датчика 6 сигналы, которые поступают на входы блоков 7 и 8 управления, посредством которых устанавливаются собственные резонансные частоты управляемых полосовых усилителей 4 и 5, райными РЮ и FJQ. При наличии на пряжения опорного генератора с частотой РЗ на входах смесителей 2 и 3 и достаточного коэффициента усиления полосовых усилителей 4 и 5 происходит самовозбуждение устройства, и на выходах полосовых усилителей 4 и 5 появляются напряжения с частотами Fj и Pjj кото рые поступают на блок 9 вьщеления разностной частоты, а разность - на регистратор 10. Особенностью данного устройства является то, что генерируемые частоты могут быть не равны соответствующим резонансным, но находиться в полосе пропускания усилителей 4 и 5 где выполняется баланс амплитуд. Данный эффект используется для стабилизации генерируемых частот и коррекций нелинейной характери тики датчика, Если добротности Q полосовых усилителей равны, то изменение Fjo и Fjo в противоположные стороны вызывает такие изм нения в противоположные стороны генерируемы частот FI и Fj, при которых вьшолняются усл вия устойчивой генерации. Таким образом, изменение величины измеря емого перемещения вызывает изменение разнос ной частоты на выходе блока 9. Если полосовые усилители конструктивно выполнены идентич1 ыми, то стабильность генерируемых частот равна стабильности частоты кварцевого опорног генератора. При этом если где ДР,о и AFjo одновременньш отклонени резонансных частот под действием различных факторов, то генерируемые частоты Fj и Fj не изменяются. Если считать, что величины AFjo и AFjo есть отклонения текущих значени астот FIO и FJO, которые являются нелинейыми функциями перемещения, от желаемых начений FI и F2, которые являются линейныи функциями перемещения, то получим услоие линеаризации: (0 Следовательно, рабочие участки нелинейных функций FIO и FJO при заданных линейных функциях FJ и F2 от измеряемого перемещения подбираются с помощью блоков управления таким образом, чтобы для каждого значения измеряемого параметра отношения генерируемых частот к соответствующим резонансным были равны. Описанное устройство позволяет повысить точность измерения, расширить динамический диапазон измерения и повысить стабильность выходной частоты устройства. Форм у л-а изобретения Устройство для измерения перемещений с частотным выходом, содержащее параметрический дифференциальньм датчик, блок вьщеления разностной частоты и регастратор, подключенный к выходу блока выделения разностной частоты, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и расщирения динамического диапазона, оно снабжено опорным генератором, первым и вторым смесителями, первые входы которых подключены к выходу генератора, первым и вторым управляемыми полосовыми усилителями с неизменной при перестройке добротностью, информационные входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго смесителей, а выходы подключены ко входам блока вьщеления разностной частоты и ко вторым входам соответстаенно второго и первого смесителей, и первым, и вторым блоками управления, входы которых соединены с выходами дифференциального датчика, а выходы подключены к управляющим входам соответственно первого и второго управляемых полосовых усилителей. Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 304437, кл. G 01 В 7/00, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР № 478125, кл. G 01 В 7/00, 1976 (прототип).