Магнитострикционный преобразователь перемещения в код

 

Изобретение относится к системам контроля и преобразования перемещений в электрический сигнал, а именно к устройствам для циклического преобразования углового и линейного перемещения в код. Целью изобретения является повышение точности магнитострикдионного преобразователя f перемещения в код. Для этого в магнитострикционный преобразователь перемещения в код, содержащий звукопровод 1 из магнитострикционного материала , входной 6 и выходной 3 электроакустические преобразователи, усилители записи 7 и считывания 5, счетчик циклов, счетчик импульсов, триггер 14, элемент ИЛИ 11, три элемента И 8, 9, 15, инвертор 13, дешифратор 12, генератор 16 импульсов,- введены второй элемент ИЛИ 19, генератор 20 одиночного импульса, элемент 18 задержки. Поставленная цель достигается за счет того, что в преобразователе интервал времени между импульсами в звуководе зависит от величины перемещения объекта, за счет чего сокращается мертвое время между интервалами, в течение которых формируются стробирующие импульсы. 1 ил. i СЛ С оо о х оо 1с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 03 M 1 50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A8TOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ялр„ .

f f

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3988237/24-24 (22) 09.12.85 (46) 07.05.87. Бюл. У 17 (71) Киевский инженерно-строительный институт (72) В.С.Шикалов, И.Е.Шороп, О.E Øîðîï и Л.M.Mèêàëoâà (53) 681.325(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1016810, кл. Н 03 M 1/50, 1982.

Авторское свидетельство СССР

И - 98205О, кл. Н 03 И 1/50, 1981. (54) МАГНИТОСТРИКЦИОННЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД (57) Изобретение относится к системам контроля и преобразования перемещений в электрический сигнал, а именно к устройствам для циклического преобразования углового и линейного перемещения в код. Целью изобретения является повышение точности магнитострикционного преобразователя

ÄÄSUÄÄ 13()9312 А1 перемещения в код. Для этого в магнитострикционный преобразователь перемещения в код., содержащий звукопровод 1 из магнитострикционного материала, входной 6 и выходной 3 электроакустические преобразователи, усилители записи 7 и считывания 5, счетчик циклов, счетчик иЫтульсов, триггер 14, элемент ИЛИ 11, три элемента И 8, 9, 15, инвертор 13, дешифратор 12 генератор 16 импульсов, введены второй элемент ИЛИ 19, генератор 20 одиночного импульса, элемент

18 задержки. Поставленная цель достигается за счет того, что в преобразователе интервал времени между импульсами в звуководе зависит от Я с величины перемещения объекта, за счет чего сокращается "мертвое" время между интервалами, в течение которых формируются стробирующие импульсы.

1 ил.

Ю е

t 1

3AA V 38 где (— длина звукопровода между электроакустическими преобразователями 3 и 6;

V — скорость распространения ультразвуковых импульсов

15 в звукопроводе 1.

Если скорость перемещения объекта больше нуля, эа время д„рабочая длина звукопровода между электроакустическими преобразователями

20 3 и 6 изменится на величину

Vnsp

3c<* пер 3сц у ьь

1 13093

Изобретение относится к системам контроля и преобразрвания перемещений в электрический сигнал, а именно к устройствам для циклического преобразования углового и линейного пе5 ремещения в код.

Цель изобретения — повышение точности преобразователя.

На чертеже приведена функциональная схема преобразователя.

Магнитострикционный преобразователь перемещения в код содержит звукопровод 1, глушитель 2, выходной электроакустический преобразователь

3, связанный с валом 4, усилитель 5 считЬ вания, входной электроакустический преобразователь 6, усилитель 7 записи, элементы И 8 и 9, счетчик

10 циклов, элемент ИЛИ I1 дешифратор 12, инвертор 13, триггер 14, элемент И 15, генератор 16 импульсов, счетчик 17 импульсов, элемент 18 задержки, элемент ИЛИ 19, генератор

20 одиночного импульса.

Преобразователь работает следующим 25 образом.

При поступлении одиночного импульса с генератора 20 одиночного импульса через элемент ИЛИ 19 счетчик 10 циклов и счетчик 17 импульсов уста- 3О навливаются в нулевое состояние.

Старт-импульс, отмечающий начало временного интервала, поступает на вход триггера 14 и устанавливает его .в такое состояние, чтобы сигнал с его выхода был разрешающим для элемента И 15. После этого через элемент И 15 на счетчик 17 начинают поступать импульсы от генератора 16, имеющего высокую стабильность часто- 40 ты. Кроме этого, старт-импульс с выхода элемента ИЛИ 19 поступает через элемент ИЛИ 11 на вход усилителя 7 записи, а затем на обмотку входного электроакустического нреобразовате- 45 ля 6. Под действием этого усиленного импульса в звукопроводе 1 в зоне его прямого преобразования вследствие прямого эффекта магнитострикции возникает импульс механического . напряжения. Этот импульс распростра" няется по звукопроводу 1, поступает в зону обратного преобразования выходного преобразователя 3, где он вследствие обратного эффекта магнитострикции преобразуется в электрический сигнал, который затем усиливается и формируется в импульс уси лителем 5 считывания. Этот импульс

12 2 задерживается по отношению к стартимпульсу при нулевой скорости перемещения измеряемого объекта и при минимальной рабочей температуре на время ЗВ = зад пеР

1 что вызывает приращение времени задержки на величину где V средняя скорость перемещения измеряемого объекта.

Изменение окружающей температуры на йТ относительно минимальной рабочей температуры вызывает дополнительное изменение времени задержки на величину где г — температурный коэффициент задержки.

Таким образом, на выходе усилителя 5 считывания появляется первый импульс, который задерживается по отношению к старт-импульсу с учетом влияния скорости перемещения объекта и изменения окружающей температуры на время

+ и г. + ДС и ay С 3àð пер — Ь Сgap,.т

Этот импульс поступает на вход счетчика 10 циклов, а также на один из входов элементов И 8 и 9.

Если на второй вход элемента И 9 поступает запрещающий потенциал с выхода инвертора 13, на вход которого поступает потенциал с (п-1)-го выхода дешифратора 12, на выходе элемента И 9 отсутствует импульс. В

Е и "" Ьа*

Ф и приращения аЕи (T п Е ад и

3 13093 то же время на второй вход элемента

И 8 поступает разрешающий потенциал с (n-1)-го выхода дешифратора 12 и поэтому импульс, снимаемый с усилителя 5 считывания, проходит через элемент И 8 и элемент ИЛИ 11, поступает на усилитель 7 записи, совершив циркуляцию по приведениой цепи, вновь появляется на выходе усилителя 5 считывания через время t относитель- 10 и но старт-импульса, являясь вторым в частотной последовательности, где

Еит = 2Еи„+ Е зад.пер

f5

Этот второй импульс, вновь совершив циркуляцию по приведенной цепи, появляется на выходе усилителя 5 считывания через время t относительиЮ но старт-импульса 20

Еи = 3Еи + 2 "зад.пер

Ъ 1 и т,д, На выходе усилителя 5 считывания 25 формируется последовательность импульсов с нарастающим периодом повторения, где каждый последующий период между импульсами превышает предыдУщий на величинУ де а ne . Эти 30 импульсы подсчитываются счетчиком 10 циклов, причем (n-1)-й импульс этой последовательности проходит через элемент И 8 и далее по цепи циркуляции и, кроме этого, поступая на вход счетчика 10, вызывает появление на (п-1)-м выходе дешифратора 12 запрещающий потенциал для элемента И 8, а на выходе инвертора 13 появляется разрешающий потенциал для элемента 40

И 9. После этого цепь циркуляции импульсов разрывается, и очередной и-й импульс (стоп-импульс), появляющийся на выходе усилителя 5 считывания, проходит только через элемент 45

И 9 на вход триггера 14, устанавливая его в состояние, при котором элемент И 15 закрывается, и прекращается поступление импульсов с генератора

16 на вход счетчика 17. 50

Таким образом, в каждом цикле, задаваемом старт-импульсом с выхода элемента ИЛИ 19, происходит преобразование перемещения в частоту, которая преобразуется в интервал заданНоН длительности, равный времени между старт-импульсом и стоп-импульсом

= ntÄ + (n-1) дЕ „„

"а и„

12 4

Отсюда следует, что полученный интервал времени t соответствующий измеряемому перемещению в момент действия старт-импульса в каждом цикле, состоит из действительного значения

2П вЂ” 1 Еи = и(Е Зад. пер+ ЕЗад.т) обусловленного погрешностью из-за влияния скорости перемещения объекта и изменения окружающей температуры.

Для устранения влияния погрешности на число импульсов, подсчитанных в счетчике 17 импульсов, необходимо, чтобы где ҄— период повторения импульсов генератора 16.

Счетчик 17 импульсов преобразует интервал времени t в число импульсов, в котором зафиксировано число

1IoMHMo этОГo cTQII импульс, появляющийся на выходе элемента И 9, проходит через элемент 18 задержки и поступает на вход элемента ИЛИ 19.

Время задержки элемента 18 задержки должно быть не меньше длительности стоп-импульса. На выходе элемента

ИЛИ 19 появляется следующий стартимпульс, который устанавливает в нулевое состояние счетчики 10 и 18 и весь процесс преобразования перемещения в код снова повторяется и т.д.

Формула изобретения

Магнит острикци онный пр еобразователь перемещения в код, содержащий звукопровод из магнитострикционного материала, концы которого зажаты в глушителе, входной неподвижный и выходной, связанный с перемещающимся объектом, электроакустические преобразователи, подключенные соответственно к выходу усилителя записи и к входу усилителя считывания, выход которого соединен с первымн входами первого и второго элементов И и со

Составитель Е.Бударина

Техред М.Ходанич Корректор А.Обручар

Редактор Н.Рогулич

Заказ 1804/56

Тираж 902 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 13093 счетным входом счетчика циклов, выход первого элемента И соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу усилителя записи, выход счетчика цик- 5 лов соединен с входом дешифратора, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и через инвертор — с вторым входом второго элемента И, выход которого подключен 10 к первому входу триггера, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, к второму входу которого подключен генератор импульсов, выход третьего элемента И соединен со 5 счетным входом счетчика импульсов, 12 6 установочный вход счетчика импульсов соединен с установочным входом счетчиков циклов и вторым входом первого элемента ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены второй элемент ИЛИ, генератор одиночно"

ro импульса и элемент задержки, выход второго элемента И соединен через элемент задержки с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу генератора одиночного импульса, выход второго элемента ИЛИ соединен с установочным входом счетчика импульсов и с вторым входом триггера.