Преобразователь угла поворота вала во временной интервал Советский патент 1982 года по МПК G08C9/04 

Изобретение относится к системам контроля и преобразования иеремещений в электрический сигнал, а именно к преобразователям угла поворота вала во вре менной интервал. Известен преобразователь угла поворо та вала в частоту импульсов, содержащий звукопровод в виде полукольца из магнитострикционного материала, датчик цикло входной электроакустический преобразоват ель, подключенный к выходу усилителя записи, выходной электроакустический преобразователь, установленный на входном валу и подключенный к усилителю считывания. Для устранения отражений концы звукопровода зажаты в глушителях С целью осуществления преобразования угла в частоту в него введены триггер, элементы И-ИЛИ и элемент задержки, причем выход усилителя считывания соединен с одним входом элемента ИЛИ, к другому входу которого через элемент задержки подключен выход датчика циклов, соединенный со входом триггера. выход которого подключен к одному входу элемента И, другой вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход - со входом усилителя записи Щ. . Недостаток этого устройства заключается в сложности устройства и сравнительно малой величине максимального угла поворота вала оСуиощ, который данный преобразователь может преобразовать. Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому устройству является преобразователь угла повопота вала во временной интервал, содержащий два звукопровода, выполненные в виде лент из магнитострикционного материала, изогнутых в виде двух полуколец и уста новпенных друг над другом таким образом, что они образуют клльпо,-два узла записи, выполненных в виде марнитных головок и подключенных к генератору импульсов, и считыва1ощего элемента, установленного на входном валу и исполненного Б виде двухканальной магнитно головки f.2 . Недостаток этого устройства состоит в неоднозначности преобразования угла поворота вала во временной интервал, поскольку временной интервал, полученный на выходе устройства, прямо пропорционален величине изменения угла поворота вала только в интервале от О до 180. В дальнейшем полученный вре менной интервал изменяется обратно пропорционально при изменении угла поворота вала в интервале от 180 до 360 . Таким образом, лва разные угла поворота вала, симметричные относи- тельно угла ( (например, углы 40 и 320 и т.д.) преобразуются в один и тот же интервал времени. Цель изобретения повышение разрешающей способности и точности пре- образователя, достижение однозначной и прямо пропорциональной зависимости получаемого време)( интервала от величины угла при упрощении конструкции 71реобразователя и обеспечение полного охвата диапазона преобразования углов повороа-а вала от О до ЗбО. Поставленная цель достигается тем, . что Б преобразователе поворота ва ла ЕЮ временной интервал, содержащем звукопровод из MarHHTOcTpHKUMO jiHoro материала, записывающий элемент, подключенный через усилитель к г енератор импульсов, и считывающий элемент, свя затгый с вхоштым валом и подключенны к блоку считывания и глуиштеля, звуке- провод выполнен в виде кольцевой петли концы которой зажаты глушителями, рас папоженными вне кольпа. На чертеже приведено схематичное изображение преобразователя угла пово рота вала во временной интервал. Преобразователь содержит звукопровод 1, в виде кольцевой петли, выполненный из магнитострикционной проволоки с круглым поперечным сечением, кон цы которого вне кольца для устранения отрая ений зажаты глушителями 3 и 2. В центре кольцевой петли звукопровода 1 установлен входной вал 4, на котором жестко закреплен считываюишй элемент 5, подключенный к блоку б считывания, В точке звукопровода 1, соответствующей нулево}у1у значен1по угла поворота вала 4, установлен запи(5ь ваю1иий элемент 7, соединенный через усилитель 8 с генератором 9 импульсов. Считывающий и записывающий элементы 5 и 7 выполнены в виде съемных широкополое ных магнитострикционных преобразователей. Вал 4 вращается вместе с считывающим элементом 5 против часовой стрелки, при этом записывающий элемент 7 подключен к концу звукопровода 1 с глушителем 2. Если вал 4 вращается по часовой .стрелке, то записывающий элемент 7 подключают к концу звукопрово- да 1 с глушителем 3. Генератор 9 представляет собой генератор импульсов с частотой следования, определяющей цикличность работь преобразователя. Преобразование угла поворота вала во временной интервал происходит следующим образом. При подаче старт - импульса с генератора 9 на усилитель 8 через обмотку записывающего элемента 7 протекает импульс тока и в зоне его прямого преобразования вследствие прямого эффекта магнитострикции возникает импульс продольного механического напряжения. Этот импульс распространяется по звукопрово- ду 1 со скоростью звука V«p от записывающего элемента 7 ( т.е. от нулевой точки отсчитывания угла поворота вала 4) до зоны обратного преобразования считывающего элемента 5, жестко связанного с валом 4, и положение которого определяет угловое положение вала 4. Под действием этого импульса механического напряжения вследствие обратного эффекта магнитострикции в обмотке считывающего элемента 5 возникает электрический сигнал, который усиливается и форNfflpyeTCH блоком 6 считывания. Этот по- лу енный импульс (стоп - импульс) с выхода блока 6 считывания задержан по отношению к старт-импульсу на время задержки, равное ,Ы i5 - длина звукопровода между записывающим и считывающим элементами; Vnp - скорость звука. Таким образом, осуществляется преобразование угла поворота вала во временной интервал между старт-импульсом и стоп-импульсом, равный времени распространения механ11ческого импульса по звукопроводу 1 от записывающего до считывающего элементов. Применение сменных широкополосных магнитострикционных преобразователей в качество элементов считывания вместо магнитных головок позволяет использовать звукопровод любой толщины не только в виде ленты, но и круглого сечения. Экономический эффект от использования предложенного технического решения обусловлен его техническими преимущест вами. Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала во временной интервал, содержащий звукопровод из магнитострикционного материала, записывающий элемент, подключенный через усилитель к генератору импульсов, считывающий элемент, связан ный с входным валом и подключенный к блоку считывания, и глушители, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и разрешающей способности преобразователя, в нем звукопровод выполнен в виде кольцевой петли, концы которой зажаты глушителями, расположенным вне кольца. Источники информации, прин5ггые во ышмание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР Ms 418873, кл. & О8 С 9/О4, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 3853О5, кл. &О8 С 9/О4, 1971 (прототип).