Устройство для индикации линейных перемещений Советский патент 1981 года по МПК G01D7/00 G08C9/08 

(54) УСТРОЙСТВО Д1Ш ИНДИКАЦИИ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к устройствам для дистанционного контроля диск ретных положений рабочих органов механизмов и может быть использовано для контроля положения органов перемещающихся в герметичных объемах. По основному авт.св. № 600391 известно устройство для индикации линейных перемещений, содержащее грубы канал измерения, выполненный в виде размещенных с определенным шагом гер конов, которые объединены в п групп по с герконов в каждой, одни концы герконов каждой группы объединены и подключены к одному из входов соответствующих элементов ИЛИ-НЕ, соединенных между собой последовательно, и выходы которых подключены к лампам индикатора высшего разряда, другие концы одноименных герконов нечетных и четных групп объединены между собой, точный канал измерения, выпол ненньй на герконах, размещенных по окружности с определенным шагом и об единенных в m групп по с герконов в каждой, одни концы герконов в каждой группе объединены между собой, а другие концы одноименных герконов каждой группы объединены между собой, два постоянных магнита каналов точного и грубого измерения, элементы И, индикаторы среднего и младшего разрядов, элементы И-НЕ, дополнительные элементы И объединены попарно, входы каждой пары элементов И соединены с одноименными выходами грубого канала измерения, другие выходы которого подключены к входам основных элементов И, которые между собой объединены попарно, выход каждого основного элемента И объединен с соответствующим выходом дополнительного элемента И и подключен к сЪответствукяцим лампам индикатора среднего разряда, один выходы точного канала измерения подключены к первым входам соответствующих дополнительных элементов ИЛИ-НЕ, которые соединень между собой последо-. 3 вательно, вторые входы каждого допол нительного элемента канала точного отсчета ИЛИ-НЕ соединены с шиной питания, второй выход первого дополнительного элемента ИЛИ-НЕ соединен с вторыми входами четвертого и восьмого основных элементов И, второй вход второго дополнительного элемента ИЛИ-НЕ соединен с вторыми входами первого, пятого и девятого основных элементов И и третьего, шестого и седьмого дополнительных элементов И, выход третьего дополнительного элемента ИЛИ-НЕ соединен с вторыми входами первого, второго, шестого и десятого основных элементов И и второго и десятого дополнительных элементов И, второй выход четвертого до полнительного элемента ИЛИ-НЕ соединен с вторь ми входами третьего и сед мого основных элементов И и первого, четвертого, пятого, восьмого и девятого дополнительных элементов И, дру гие выходы точного канала измерения соединены с входами группы элементов И-НЕ, которые между собой соединены последовательно и вькоды которы подключены к соответствующим лампам индикатора младшего разряда, выходы пятого дополнительного элемента ИПИсоединены с третьими входами соответ ствующих элементов ИЛИ-НЕ, входы пятого дополнительного элемента ИЛИ-НЕ соединены с выходами последней пары дополнительных элементов И j,l J. Недостатком устройства является невысокая точность из-за возможности потери информации при отклонениях климатических условий от нормальных, например, при повышении температуры окружающей среды, при наличии внешних магнитных полей, действующих встречно полю постоянного магнита ил же при понижении чувствительности са мих герконов в результате того, что происходит задержка или опережение включения линейного канала по отношению к моментам включения соответствующих герконов кругового канала. Цель изобретения - повышение точ ности устройства для индикации линейных перемещений. Сигнал

2 и 3

1 1 и 2

10

3 и 4 4

4 и 5

5 и 6 IZElIIIlLllJlLlEnLlIIi 74 Поставленная цель достигается тем, что в устройство для индикации линейных перемещений по авт. св. № 600391, введены дополнительные эле менты И-НЕ, элемент НЕ и элементы ИЛИ, входы одного из которых соединены с входами индикатора среднего разряда, а выход через элемент НЕ с одними входами дополнительных элементов И-НЕ, каждый выход грубого канала измерения соединен с одними входами двух соседних элементов ИЛИ, другие входы которых соединены с выходами соответствующих дополнительных элементов И-НЕ, другие входы которых соединены с предыдущим и последующим выходами грубого канала измерения соответственно, выходы элементов ИЛИ соединены с соответствующими входами элементов И. На фиг. 1 изображен вариант выполнения схемы соединения герконов линейного канала; на фиг, 2 - то же, точного канала; на фиг. 3 - принципиальная электрическая схема устройства для индикации линейных перемещений . Устройство содержит герконы 1-20, которые входят в грубый канал 21 измерения, герконы I -20 , которые входят в точный канал 22 измерения, индикаторы старшего разряда 23, индикаторы среднего разряда 24, индикаторы младшего разряда 25, основные элементы И 26-45, дополнительные элементы ИЛИ 46-65, основные элементы И-НЕ 66-75, ИЛИ-НЕ 76-84, дополнительньй элемент ИЛИ 85, элемент НЕ 86 и дополнительные элементы И-НЕ 87-96. ПостояМные магниты не показаны, при этом конструкция их для грубого 21 и точного 22 каналов выбрана так, что при определенном шаге расположения герконов в каналах, обеспечивают получение от 5 герконов в группе 10 сигналов на выходе. Номера выходных сигналов и состояние (номер замкнутого) герконов приведены в таблице. 5 При получении 10-го сигнала в линейном канале должны быть замкнуты герконы 5 и 6, а в круговом канале герконы 5 и 6, или 1 и 20, Устройство работает следующим образом. При нахождении магнитов грубого канала 21 и точного канала 22 в зоне срабатывания герконов ,1 и 1-20 - гер коны замкнутся и сигнал из грубого канала 21 поступает на элемент ИЛИНЕ 77 и с его выхода поступает на ин дикатор 23 старшего разряда, который начинает индицировать цифру 0. Из грубого же канала 21 поступает сигнал на один из входов двухвходового элемента И 26 через дополнитель ный элемент ИЛИ 46, а на второй вход элемента И 26 поступает сигнал из точного канала 22 с выхода элемента ИЛИ-НЕ 84. С выхода элемента И 26 сигнал поступает на индикатор 24 среднего разряда, который начинает индицировать цифру 0. Одновременно из точного канала 22 сигнал поступает на элемент И-НЕ 75, с выхода которого сигнал поступает на индикатор 25 мла шего разряда, в котором загорается цифра О. Таким образом при замкнутых герконах 1 и 1-20 указатель положения индицирует 000, т.е. контролируемый орган находится в Исходном положении . При перемещении контролируемого органа, например на 5 мм, состояние элемента ИЛИ-НЕ 77 не изменится, так как наего вход поступает сигнал из грубого канала 21. Состояние элемента И 26 также не изменится, потому что геркон в грубом канале 21 оста ется замкнутым и включенным остается элемент ИЛИ-НЕ 84, на вход которого поступают сигналы от герконов 1-5 точного канала 22. Перемещение контролируемого органа на 5 мм вызовет изменение состояния элементов И-НЕ 75, 66, 67, 6В, i70, так как магнит круглого канала при этом вызовет изменение состояния герконов 20, 1, 2, 3 и,согласно таблице сигналов и состояния герконов будет замкнут геркон 3, а герконы 1 и 20 окажутся разомкнутыми. Сигнал с геркона 3 поступит на вход элемента И-НЕ, включающий в индикаторе 25 младшего разряда цифру 5. Указатель положения будет индицировать цифры 005, т.е. контро.гш76руемый. орган переместится на 5 мм. Состояние индикатора 23 будет неизменным до перемещения контролируемого органа на 100 мм, индикатора 24 - на 10 мм, индикатора 25 ка I vffi, При перемещении контролируемого органа на 10 мм в точном канале 22 магнит замкнет герконы 5 и 6, и на элемент И-НЕ 75 поступит сигнал, который вызовет отключение элемента И-НЕ 74 и загорание цифры О в индикаторе 25 младшего разряда. Одновременно из точного канала 2 поступает два сигнала, один от первой группы герконов 1-5 на элемент ИЛИ-НЕ 84 и от второй группы герконов 6-10 на элемент ИЛИ-НЕ 83. С выхода элемента ИЛИ-НЕ 83 поступает два сигнала: один запрещающий - на элемент ИЛИ-НЕ 84, который отключит цифру О в индикаторе 24 среднего разряда, второй сигнал - на один из входов элемента И 27, на другой вход которого поступает сигнал через дополнительный элемент ИЛИ 47 из грубого канала 21. С выхода элемента И 27 сигнал поступает на индикатор 24, в котором загорается цифра . Таким образом, указатель положения будет индицировать 10 мм перемещения. В случае перемещения контролируемого органа назад, например от 10 мм до 9 мм, в круговом канале 22 магнит займет положение, при котором геркон 6 отключится и останется включенным только геркон 5, элемент И-НЕ 75 отключается, снимая запрещающий сигнал на элемент И-НЕ 74, цифра О в индикаторе 25 отключается, а включается цифра 9. Одновременно с отключением геркона 6 пропадает сигнал на элементе ИЛИ-НЕ 83. С выхода элемента ИЛИ-НЕ 83 сигналы пропадают, элемент И 27 отключается, а включаются элементы ИЛИ-НЕ 83 и И 26, в индикаторе 24 загорается цифра О. Таким образом, на указателе положения будут индицироваться цифры 009. Продолжая .перемещаться вперед контролируемый орган переместится, например на 90-мм, в это время во включенном состоянии находятся элемент ШШ-НЕ 77, индицирукмций цифру О в индикаторе 23, Элемент И 35, на 7 один из входов которого поступает сигнал из точного канала 21 от геркона 5 через дополнительный элемент ИЛИ 55, на второй вход элемента И 3 поступает сигнал с выхода элемента Ш1И-НЕ 83, на вход которого сигнал поступает от второй группы герконов точного канала 22. С выхода элемента И 35 сигнал поступает на индикатор 24, индицирующий цифру 9. В точном кансШе 22 в этот момент замкнуты герконы 5-6, т.е. индикатор 25 индицирует цифру О, а указатель положения индицирует 90 мм перемещения. При дальнейшем перемещении указатель положения будет индицировать цифры 091, 092 и так далее; С целью синхронизации показаний разрядов выходы с элементов И 34 и 35 заведены дополнительно на входы элемента ИЩ-НЕ 76, выход которого подключен к входам элементов ИЛИ-НЕ 78 и 79. Это выполнено с целью предотвраще акя одновременного загорания в индикаторе 23 старшего разряда двух цифр при переходе из одной сотни мм перемещения в другую. Например, цифр О и 1 в случае включения геркона 6 грубого канала 21 при положении контролируемого органа 80 (180) - 99 (199) мм. Продолжая перемещаться магнит грубого канала 21 замыкает герконы 5-6 % магнит кругового канала 22 включает герконы 10 и 11. В этот момент включится элемент И-НЕ 75, с выхода его один сигнал поступает на индикатор 25, который индицирует цифру О и запрещающий сигнал - на вход элемента И-НЕ 74, отключающий цифру 9 в .индикаторе 25. На вход элемента ИЛИ-НЕ поступит сигнал из кругового канала 22 от геркона 1 I, который рас положен в третьей группе, и элемент ИЛИ-НЕ 82, включаясь, подает запрещакидий сигнал на элемент ИЛИ-НЕ 83, выдававший сигнал, разрешающий индицировать индикатором 24 цифру 9, т.е. элемент И 35 отключается. Включается элемент И 36, на один из входов которого поступает сигнал из грубого канала 21 от геркона 6 через дополнительный элемент ИЛИ 56 а на второй вход элемента И 36 посту пает сигнал с выхода элемента ИЛИНЕ 82. Выход элемента И 36 подключе 8 как и элемент И 26 к индикатору 24, который начинает индицировать цифру О. На элемент ИЛИ-НЕ 78 с грубого канала 21 от герконов второй группы поступает сигнал. В связи с тем, что элементы И 34 и 35 отключились, элемент ИЛИ-НЕ 78 включается и с его выходов поступают два сигнала - один на элемент ИЛИ-НЕ 77, который отключает цифру О в индикаторе 23, и второй сигнал, включающий в том же индикаторе цифру . Указатель положения индицирует 100 мм перемещения контролируемого органа. При движении контролируемого органа назад магнит точного канала 22 перемещается, геркон 1 размыкается, элемент ИЛИ-НЕ 82 отключается, а включается элемент ИЛИ-НЕ 83, соответственно отключается элемент И 36 и включается элемент И 35, в индикаторе 24 цифра О отключается и включается цифра 9. Одновременно с включением элемента И 35 включается элемент ИЛИ-НЕ 76, который отключает элемент ИЛИ-НЕ 78 и включает элемент ИЛИ-НЕ 77 в индикаторе 23 цифра 1 отключается, а включается цифра О. Вследствии того, что в точном канале 22 включен только геркон 10, включается элемент И-НЕ 74, а элемент И-НЁ 75 отключает в индикаторе 25 цифру О. Элемент И-НЕ 74 включает цифру 9 и таким образом указатель положения индицирует цифры 099, т.е. контролируемый орган перемещается на 1 мм назад. Аналогично работает устройство во всем заданном диапазоне перемещения контролируемого органа в нормальных климатических условиях. При отклонениях климатических условий от нормальных, что в конечном счете приводит к понижению чувствительности датчиков линейного и кругового каналов, схема работает следующим образом. Например, индикаторы индицируют цифры 019, т.е. 19 мм перемещения контролируемого органа от исходной точки. При перемещении контролируемого органа вперед на 1 мм в индикаторах должны загореться цифры .20. Элемент И 28 при этом должен бып включиться по сигналам от элементов ИЛИ-НЕ 82 и от геркона 2 линейного канала 21 через элемент ИЛИ 48. При повышении температуры геркон 2 может не включится, однако цифра 2 в индикаторе 24 все же загорится. Эт происходит ввиду того, что в индика.торе 24 задержка включения цифры 2 произошла только на время быстродейс вия элементов ИЛИ 85, элемента НЕ 86 элементов И-НЕ 87, ИЛИ 48 и И 28. В момент переключения цифры 9 на О в .индикаторе 25 включается элемент ИЛИ 85, сигнал с которого ин вертируется элементом НЕ 86 и поступает на входы элементов И-НЕ 87-96. На втором входе элемента И-НЕ 88 сигнала нет (геркон 2 не включен), а на элементе И-НЕ 87 поступают оба сигнала (на второй от геркона 1), последний включается, и сигнал, прой дя элемент ИЛИ 48, поступает на второй вход элемента И 28, на другой вход которого поступает сигнал из точного канала 22 через элемент ИЛИ-НЕ 82, в результате чего в индикаторе 24, хотя геркон 2 и не включился, загорается цифра 2 и возможность потери информации устраняет ся. Таким образом, с помощью предпола гаемого устройства можно замерять по ложение контролируемого органа механизма в заданном диапазоне перемещения с точностью ±1 мм с высокой надежностью без потери информации в ши710роком диапазоне отклонений климатических условий от нормальных. Формула изобретения Устройство для индикации линейных перемещений по авт.св. № 600391, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства,в него введены дополнительные элементы И-НЕ, элемент НЕ и элементы ИЛИ, входы одног.о из которых соединены с входами индикатора среднего разряда,а выход - через элемент НЕ с одними входами дополнительных элементов И-НЕ, каждый выход грубого канала измерения соединен с одними входами двух соседних элементов . ИЛИ, другие входы которых соединены с выходами соответствующих дополнительных элементов И-НЕ, другие входы которых соединены с предьщущим и последующим выходами грубого канала измерения, соответственно, выходы элементов ИЛИ соединены с соответствующими входами элементов И. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Авторское свидетельство СССР 600391, кл. G 01 О 7/00, 1975.