Способ измерения перемещений Советский патент 1982 года по МПК G01B7/00 

1. Изобретение относится к измерительной технике, а имений к генераторным методам измерения перемещений с помощью емкостных датчиков, и может быть использовано в машиностроении для измерения перемещений и геометрических размеров объектов. Известен способ измерения перемещений с помощью емкостного датчика, включаемого в колебательный контур автогенератора 11. Недостатком известного способа яв ляется невысокая степень линейности зависимости выходного параметра от перемещения.. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ измерения.перемещений с помощью емкостного датчика, включаемого в ко лебательный контур автогенератора, основанный на переносе частоты автогенератора с помощью гетеродина на разностную частоту и формировании кода ее периода, по которому судят о перемещении 2. Недостатком этого способа ;1вляет- . ся невысока линейность зависимости выходного параметра от перемещения. Цель изобретения - повышение линейности зависимости выходного параметра от перемещения. Поставленная цель достигается тем, что выбирают частоту гетеродина равной частоте автогенератора при отключенном от него датчике и -в процессе измерения обеспечивают равенство указанных частот. Сущность способа заключается в следующем. Емкостной датчик перемещений включают в колебательный контур автогенератора, частоту колебаний которого переносят на разностную частоту с помощью гетеродина, частоту которого выбирают равной частоте автогенератора при отключенном от него датчике, и в процессе измерения обеспечивают

равенство упомянутых частот, формируют код периода разностной частоты, по величине которого судят о перемещении .

На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит последовательно соединенные емкостной датчик 1 перемещения, первый ключ 2, измерительный автогенератор 3, преобразователь k частоты и частотомер 5, последовательно соединенные блок 6 фазвой автоподстройки частоты (ФАПЧ), второй.ключ 7 и запоминающий элемент 8, опорный генератор 9 и генератор 10 коммутационного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Емкостной датчик 1 перемещения, воздействуя через ключ 2 на частотозависимую цепь измерительного автогенератора 3, изменяет его частоту, которая поступает вместе с частотой опорного генератора 9 на преобразователь 4 частоты, где после смешивания упомянутых частот и фильтрации выделяется разностная частота, период которой или отношение частот измеряется частотомером 5. Если уста новить частоту опорного генератора 9 равной частоте измерительного автогенератора 3 при отключенном от него с помощью, ключа 2 емкостном датчике перемещения, то зависимость периода разностной частоты, полученной в преобразователе t и измеренной частотомером 5 от перемещения будет линейной .

В процессе измерения имеют место уходы частоты измерительного автогенератора 3 под влиянием различных дестабилизирующих факторов, в том числе и при отключенном от него датчике 1, что ведет к понижению степен линейности. Частоту же опорного генератора 9 после установки ее, равной частоте измерительного автогенератора 3 при отключенном от него дат.чике 1, можно застабилизировать известными методами. Для поддержания равенства измерительного автогенератора 3, при отключенном от него датчике 1, частоте опорного генератора 9, упомянутые генераторы 3 и 9 охвачены цепью синхронизации на основе ФАПЧ. Корректировка частоты измерительного автогенератора 3 осуществляется следующим образом. .Генератор 10 коммутационного напряжения выдает импульс, который воздействует на ключ 2, отключающий датчик 1 от измерительного автогенератора 3 и на ключ 7, подключающий блок 6 ФАПЧ к запоминающему элементу 8. В случае неравенства частот измерительного 3 и опорного 9 генераторов блок 6 ФАПЧ вырабатывает корректирующее частоту измерительного автогенератора 3 воздействие, которое запоминается элементом В памяти и корректирует частоту автогенератора 3. По окончании тактового импульса ключ 2 замыкается и датчик 1 перемещения подключается к измерительному автогенератору 3, а блок 6 ФАПЧ отключается от запоминающего элемента 8. Замеры снимаются при отключенном блоке ФАПЧ от запоминающего элемента 8 и подключенном к измерительному автогенератору 3 датчика 1.

Изобретение позволяет получить нелинейности зависимости выходного параметра от перемещения ,01 в диапазоне перемещений от 0,5 до 0,9мм

Формула изобретения

Способ измерения перемещений с помощью емкостного датчика, включаемого .в колебательный контур автогенератора, основанный на переносе частоты автогенератора с помощью гетеродина на разностную частоту и формировании кода ее периода, по чоторому судят о перемещении,отличающийс я тем, что, с целью повышения линейности зависимости выходного параметра от перемещения, выбирают частоту гетеродина равной частоте автогенератора при отключенном от него датчике и в процессе измерения обеспечивают равенство указанных частот.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № ft1l4Q90, кл. G 01 В 7/00, 1979.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2бООб88/28,

кл. G 01 В 7/00, 1979 (прототип).