Устройство для измерения линейных перемещений Советский патент 1982 года по МПК G01B7/00 

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений.

Известно устройство для измерения линейных перемеидений, содержащее дифференциальный индуктивный датчик с основными и вспомогательными обмотками, схему измерения и обработки сигналов датчика и коммутатор для подключения соответствующих обмоток датчика к схеме измерения в . различных тактах измерительного процесса tl.

Недостатком устройства является наличие коммутатора, значительная динауическая погрешность измерения, а также небольшое быстродействие, обусловленные процессами коммутации обмоток датчика при многотактных измерениях.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения линейных перемещений, содержащее дифференциальный индуктивный датчик перемещений с парой основных и парой вспомогательных последовательно соедине:нных обмоток, арифметический блок, включающий в себя последовательно соединённые подблоки вычитания и деления и измерительные схемы, подключенные входами к выходам соответствую1цих пар, а выходами - к входам подблока вычитания.

Дифференциальный индуктивный датчик этого устройства содержит еще одну пару вспомогательных обмоток, а все пары обмоток в нем Си о.сновных и вспомогательных) соединены последовательно-встречно и подключены к входам соответствующих измерительных схем, присоединенных к 20 входам двух блоков вычитания 2 .

Однако для реализации заданного алгоритма обработки сигналов уст- , ройства для измерения перемещений, выг одная характеристика которого может быть аппроксимирована полиномом третьей степени, необходимо исполь зовать датчик с тремя парами обмоток и сложный блок обработки еСо сигналов « Цель изобретения - упрощение устройства. Указанная цель достигается тем, что обмотки в обеих парах обмоток индуктивного датчика соединены согласно, а выход одной из измерительных схем подключен к второму входу подблока деления. На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения линейных is перемещений Устройство содержит дифференциальный индуктивный датчик 1 перемещений с парой основных последовательно-согласно соединенных обмоток 2 и 3 и парой вспомогательных последовательно-согласно соединенных обмоток и 5. Подвижные сердечники, 6 и 7 датчика, соединенные между собой через посредство микрометрического винта 8, могут быть смещены относительно среднего положения обмоток на определенную, наперед заданную величину б . К выводам пар обмоток 2 и 3 и 4 и 5 подсоединены измерительные схемы 9 и 10, выходы которых подключены к входам подблока 11 вычитания арифметического блока 12, содержащего также и подблок 13 деления. К одному входу подблока 13 деления подключен выход подблока 11 вычитания, а к второму его входу - выход одной из измерительных схем 9. Устройство работает следующим об- Q разом, В нейтральном положении сердечника 6 датчика относительно пары основных обмоток 2 и 3 токи в этих обмотках равны, вследствие чего сигнал на выходе подключенной к нему измерительной схемы 9 равен нулю, так как эти токи во входной цепи данной схемы направлены навстречу один другому. Поскольку второй сердечник 7 датчика 1 в этом случае оказывается смещенным относительно пары вспомогательных обмоток t и 5 на величину 9 , токи в них не равны и сигнал на выходе измерительной схемы 10 не разен нулю. При переме1цении сердечников 6 и 7, связываемых в процессе измерения с контропируемым объектом, относителка ках ход 5 рая про пен ся av4 5 гд изм „ ва, ке выр (4 тич вет пол ьно нейтрального положения датчи1, токи, протекающие в его обмот2-5 в соответствии с видом выной характеристики датчика, котов данном случае может быть апксимирована полиноном второй стеи y a +a-x-fajx, будут определятьследую1чими выражениями -a..a(XQ+K)fc(j(Vx; ) , t ч IV Т () иУс токи в соответствущих обмотках датчика, а,апиа-- коэффициенты передачи выходной характеристики датчи ка, X - перемещение сердечников 6 и 7, Х0- начальное положение сердечников, б - заданное смещение сердечников 6 и 7 относительно нейтрали датчика. Разности токов, протекающих через ерительные схемы 9 и 10 устройстбудут равны соответственно (4„ V ri V V -Ч 1/ - 4 sC«J (3) Эти сигналы вычитаются в подбло11, на выходе которого получают ажение следующего вида ,)-() При делении в подблоке 13 арифмееского блока 12 сигналов, соот- ствующих выражениям (2) и (4), учают, что fZ.3 0 (5) )) Анализ выражения (5) показывает, что точность вычисления измеряемой величины перемещения с помои4ью арифметического блока не зависит от нестабильности коэффициентов а, а и а параболической аппроксимации выходной характеристики датчика. При этом блок-схема устройства ynpcujaется по сравнению с известной схемой Формула изобретения Устройство для измерения линейных перемещений, содержащее диффереи циальный индуктивный датчик перемещения с парой основных и парой вспом гательных последовательно соединенных обмоток, арифметический блок, включающий в себя последовательно 9 соединенные подблоки вычитания и деления,- и измерительные схемы, подключенные входами к выводам соответствующих пар обмоток, а выходами - к входам подблока вычитания, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, обмотки в обеих парах обмоток индуктивного датчика соединены согласно, а выход одной из измерительных схем подключен к второму входу подблока деления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .1. Бромберг ,, Куликовский К.Я. Тестовые методы повышения точности измерений. М., Энергия, 1978, с. 52-5. 2. Авторское свидетельство СССР № 699317, кл. G 01 В 7/00, 1979 (прототип).