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

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, в качестве цифрового датчика линейных размеров.

Известен реверсивный импульсный датчик перемещения, содержащий считывающие элементы, кодирующий элемент, щифратор, дешифратор, триггеры и формирователи импульсов I .

Недостатками устройства являются его значительная сложность и необходимость двух считывающих элементов.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для измерения линейных перемещений, содержащее щток, жестко связанную с ним измерительную линейку со считывателем, усилитель, соединенный со считывателем, триггер Шмитта, две дифференцирующие цепи, два ключевых элемента и реверсивный счетчик, первый вход которого соединен с выходом первого ключевого элемента 2 .

Недостатком устройства является значительная конструктивная сложность, связанная с Наличием оптической системы, что затрудняет серийное производство таких датчиков.

Целью изобретения является упрощение конструкции устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения линейных перемещений, содержащее щток, жестко связанную с ним измерительную линейку со считывателем, усилитель, соединенный со считывателем, триггер Шмитта, две дифференцирующие цени, два ключевых элемента, реверсивный счетчик, первый вход которого

10 соединен с вы.чодом первого ключевого элемента, снабжено одновибратором, подключенным входом к выходу второго ключевого элемента, первым выходом - к второму входу первого ключевого элемента, вторым- к второму входу реверсивного счетчика, ли5 нией задержки, включенной между выходом второй дифференцирующей цепи и первым входом второго ключевого элемента, выход усилителя связан с входом последовательной цепи, состоящей из первой дифференцирующей цепи, триггера Шмитта и первого ключевого элемента, выход триггера Шмитта подключен к входу второго ключевого эле.мента, измерительная линейка выполнена в виде магнитного носителя с нанесенными на нем асимметричными магнитными метками, а считыватель выполнен в виде магнитной головки.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений на выходе основных узлов устройства.

Устройство содержит шток 1, жестко связанную с ним измерительную линейку 2, на которую нанесены асимметри.чные магнитные метки, считыватель 3 в виде магнитной- головки, последовательно соединенные усилитель 4, первую дифференцирующую цепь 5, триггер 6 Шмитта, вторую дифференцирующую цепь 7, линию 8 задержки, второй ключевой элемент 9, одновибратор 10. Выходы триггера 6 Шмитта и одновибратора 10 подключены к первому ключевому элементу 11, с выходом которого связан реверсивный счетчик 12.

Устройство работает следующим образом.

При перемещении щтока 1 перемещается связанная с ним измерительная линейка 2 и записанные на ней асимметричные магнитные метки считываются считывателем 3 и подаются на усилитель 4. Форма импульсов на выходе усилителя 4 при прямом и обратном ходах изображена соответственно позициями 13 и 14 (фиг. 2).

При прямом ходе штока первым следует короткий положительный импульс 15, при обратном - длинный положительный импульс 16. Их длительности отличаются друг от друга в 10-15 раз, так как записанный на магнитном слое измерительной линейки стандартный импульс имеет длительность переднего фронта в 10-15 раз меньшую, чем длительность спада. Триггер 6 Шмитта формирует из положительных импульсов 15 и 16 прямоугольные импульсы.

При прямом ходе штока импульсы 17 с выхода триггера Шмитта проходят через первый ключевой элемент 11 на вход счетчика 12. При обратном ходе импульсы 18 с триггера Шмитта поступают на вход второй дифференцирующей цепи 7. После второго дифференцирования образуются короткие импульсы, которые задерживаются линией 8 задержки на длительность, больщую, чем максимальная длительность импульсов 17, Но меньшую минимальной длительности импульсов 18.

Совпадение по времени импульсов на двух входах второго ключевого элемента 9 происходит только при поступлении импульсов 18. Получаемые на выходе второго ключевого элемента 9 импульсы поступают на

ВХОД одновибратора 10, выходной сигнал которого поступает на вторые входы счетчика 12 и первого ключевого элемента 11, запрещая прохождение на счетчик и.мпульсов непосредственно с триггера Шмитта.

Длительность импульсов на выходе одновибратора выбрана такой, чтобы надежно закрыть первый ключевой элемент на время максимальной длительности импульса 18.

Перед измерением, когда шток находится в исходном положении, на табло счетчика с помощью схемы сброса устанавливаются нули.

Таким образом, устройство позволяет получать измеряемую величину в цифровом виде при использовании простого, по сравнению с оптическим, датчика перемещений.

Формула изобретения

Устройство для измерения линейных перемещений, содержащее щток, жестко связанную с ним измерительную линейку со считывателем, усилитель, соединенный со считывателем, триггер Шмитта, две дифференцирующие цепи, два ключевых элемента, реверсивный счетчик, первый вход которого соединение выходом первого ключевого элемента, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, оно снабжено одновибратором, подключенным входом к выходу второго ключевого элемента, первым выходом - к второму входу первого ключевого элемента, вторым - к второму входу реверсивного счетчика, линией задержки, включенной между выходом второй дифференцирующей цепи и первым входом второго ключевого элемента, выход усилителя связан с входом последовательной цепи, состоящей из первой дифференцирующей цепи, триггера Шмитта, первого ключевого элемента, выход триггера Шмитта подключен к входу второго ключевого элемента, измерительная линейка выполнена в виде магнитного носителя с нанесенными на нем асимметричными магнитными метками, а считыватель - в виде магнитной головки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Туригин А. М. Электрические измерения неэлектрических величин. М.-Л., «Энер-ия, 1966, с. 554, фиг. 27-1 (прототип).