Магнитострикционный дифференциальный преобразователь перемещений Советский патент 1982 года по МПК G01B7/00 

ом усилителя-формирователя импульсов считывания, RS-триггер, R-вход которого соединен с выходом формироателя импульсов записи, а S-вход выходом усилителя-формирователя мпульсов считывания, генератор 5 бразцовой частоты, две схемы совпаения, первые входы которых соедиены с выходом генератора образцовой астоты, второй вход первой схемы совадения соединен с выходом счетного Ю риггера, а второй вход второй схеы совпадения соединен с выходом RS-триггера, реверсивный счетчик импульсов, входами соединенный с выходами соответствующих схем сов- 15 падения, снабжен неподвижной опорной катушкой считывания с-постоянным магнитов, вторым демпфером, помещенным на звукопроводе со стороны опорной катушки считывания, подклю- 20 ченным к ней входом опорным усилителем-Формирователем имп отьсов -считывания, дополнительным TlS-триггером, S-вход которого связан с выходом опорного усилителя-формировате-25 ля импульсов считывания и с S-входом счетного триггера, а R-вход его связан с S-входом RS-триггера, и подключенными к выходу дополнительного RS-триггера и соединенными последовательно дополнительной схемой совпадения:, второй вход которой соединен с выходом генератора образцовой частоты, счетчиком импульсов и измерителем отношения, второй вход которого связан с выходом реверсивного счет-35 чика импульсов.

На чертеже представлена блок-схема преобразователя.

Магнитострикционный дифференциальный преобразователь перемещений со- 40 держит звукопровод 1, неподвижную катушку 2 возбуждения, подвижную приемную катушку 3, неподвижную опорную катушку 4считывания, демпферы 5 и 6, помещенные на концах звукопро-45 вода 1, постоянные магниты 7 - 9, тактовый генератор 10, выходом соединенный с входом формирователя 11 импульсов записи, выход которого подключен к неподвижной катушке 2 возбуждения, гл усилитель-формирователь 12 импульсов считывания, входом соединенный с подвижной приемной катушкой 3, RS-триггер 13, R-вход которого соединен с выходом формирователя 11 импуль- .сов записи, S-вход - свыходом уси- лителя-формирователя 12 импульсов считывания, дополнительный триггер 14, R-BXOjCtoM (Соединенный с выходом усилителя-формирователя 12 импульсов считывания, генератор 15 образцовой 0 частоты, схемы 16 и 17 совпадения, первые входы которых соединены с выходом -генератора 15 образцовой частоты, второй вход первой схемы 16 совпадения соединен с выходом RS-триг- 65

гера 13, а второй вход дбполнительной схемы 17 совпадения соединен с выходом дополнительного триггера 14, реверсивный счетчик 18 импульсов, вхдами соединенный с выходами соответсвующих схем 16, и 17 совпадения, опорный усилитель-формирователь 19 импульсов считывания, входом подключенный к опорной катушке 4 считывания, счетный RS-триггер 20, S-вход которого связан с выходом опорного усилителя-формирователя 19 импульсов считывания и с S-входом триггера 14 а lR-вход его связан с R-входом RS-триггера 13, к выходу счетного RS-триггера 20 подключены соединенные последовательно схема 21 совпадения, второй вход которой соединен с выходом генератора 15 образцовой частоты, счетчик 22 импульсов и измерител 23 отношения, второй вход которого связан с выходом реверсивного счетчика 18 импульсов.

Преобразователь работает следующим образом.

Тактовый генератор 10 запускает формирователь 11 импульсов записи, который подает в катушку 2 возбуждения импульс тока, под действием которого на участке звукопровода 1, находящемся под катушкой 2 возбуждения, вследствие прямого магнитострикционного эффекта возбуждается ультразвуковая волна, распространяющаяся по звукопроводу 1 со скоростью V .

Одновременно импульс от тактового генератора 10 переводит RS-триггеры 1-3 и 20 в единичное состояние, схемы 16 и 21 совпадения открываются и импульсы от генератора 15 образцовой частоты поступают на счетчик 22 импульсов и суммирующий вход реверсивного счетчика 18 импульсов.

Волна, распространяющаяся вправо по звукопроводу 1 доходит до приемной катушки 3 и наводит в ней ЭДС, которая после соответствующего усиления и формирования усилителемформирователем 12 импульсов считывания переключает RS-триггер 13 и дополнительный триггер 14. RS-триггер 13 закрывает схему 16 совпадения и на суммирующий вход реверсивного счетчика 18 импульсов ..поступит чило импульсов N, пропорциональное расстоянию между катушкой 2 возбуждения и приемной катушкой 3

X о дХ

fci

- расстояние между катушкой 2 возбуждения и приемной катушкой 3 в

исходном СОСТОЯНИИ} -опорное расстояние между катушкой 2 воз буждения и опорной к тушкой 4 считывания; -измеряемое перемещен частота генератора 1 образцовой частоты. Знак и X зависит от направления п ремещения, при этом знак плюс соответствует случаю, изобращенному на чертеже. Дополнительный триггер 14 открывает схему 17 совпадения, и импульсы образцовой частоты начинают пост пать на вычитающий вход реверсивног счетчика 18 импульсов. Распространяясь далее, волна доходит до неподвижной опорной катушки 4 считывания, наводит в ней ЭДС которая: после соответствующего усцп ния и формирования опорным усилител формирователем 19 переключает RS-тр гер 20 и триггер 14. Последний закр вает схему 17 совпадения, и пересче импульсов реверсивным счетчиком 18 .импульсов прекращается. На вычитающий вход его поступит N,j импульсов, пропорциональное расстоянию между приемной катушкой 3 и опорной катушкой 4 считывания X тлх . V-V-foПосле окончания измерения в реверсивном счетчике 18 импульсов ока зывается записанным число VNn-Na .дх RS-триггер 20 закрывает схему 21 совпадения, и в счетчике 22 импульсов оказывается записанным число Ng, пропорциональное опорному расстояниюN fВыходной величиной служит отношеа х. , k {. Как видно из полученного выражения, преобразователь обеспечивает регистрацию направления измеряемого перемещения, а также обеспечивает при измерении высокую точность. Использование преобразователя позволяет с высокой точностью и быстродействием измерять не только величину перемещения, но и его направление. Формула изобретения Магнитострикционный дифференциальный преобразователь перемещений по авт. св. 747812, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, он снабжен неподвижной опорной катушкой считывания с постоянным магнитом, вторым демпфером, помещенным на звукопроводе со стороны опорной катушки считывания, подключенным к ней опорным усилителем-формирователем импульсов считывания, дополнительным RS-триггером, S-вход которого связан с выходом опорного усилителя-формирователя импульсов считывания и с S-входом счетйого триггера, а R-вход его связан с S-входом RS-триггера, и подключенными к выходу дополнительного RS-триггера и соединенными последовательно дополнительной схемой совпадения, второй вход которой соединен с выходом генератора образцовой частоты, счетчиком импульсов и измерителем отношения, второй вход которого связан с выходом реверсивного счетчика импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 747812, кл. G 01 В 7/00, 1978 (прототип).

сЬ

-СП

в

23