Магнитострикционный преобразователь перемещения в код

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля двухкоординатных перемещений в системах автоматического управления и регулирования . Целью изобретения является расширение области применения преИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля двух координатных перемещений в системах автоматического управления и регулирования . Целью изобретения является расширение области применения преобразователя . На фиг.1 приведена структурная схема магнитострикционного преобразователя перемещения в код; на фиг, 2 - пример выполнения звукопроводов. образователя. Для этого в магнитострикционный преобразователь, содержащий первый звукопровод,первый демпфер , подвижную магнитную головку считывания, первый элемент возбуждения , два генератора импульсов, R&- триггер, элемент И, первый счетчик импульсов , первый усилитель-формирователь, введены N,звукопроводов, 2N-M демпферов , N неподвижных элементов возбуждения , два усилителя-формирователя, демультиплексор, четыре элемента задержки, два счетчика импульсов, два регистра, элемент ИЛИ и блок усилителей-формирователей . Цель достигается за счет того, что звукопроводы расположены в плоскости перемещения контролируемого объекта. Расположе™ ние подвижной магнитной головки считывания определяется по номеру звукопровода, что соответствует координате Y, а ее расположение относительно начала звукопроводов соответствует координате X. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. . Магнитострикционный преобразователь перемещения в код содержит звукопроводы 1, неподвижные катушки 2 возбуждения, неподвижные приемные катушки 3, подвижную магнитную головку 4 считывания, .ггмпферы 5, постоянные магниты 6 и 7, генератор 8 импульсов, элемент 9 задержки, демультиплексор 10, счетчик 11 импульсов , блок 12 усилителей-формирователей , RS-триггер 13, элемент И 14, генератор 15 импульсов, счетчики 16 и 17 импульсов, регистры § (Л % & оэ ОЭ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

С»

РЕСПУБЛИК р1) Н 03 M 1/30

"4 1 ;. ",? - 7М"" ЧИ И

1 =-„ e» -. АОБУ Ег А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ Ъ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ fHHT ССОР (21) 4686139/24 (22) 03.05.89 (46) 15.05.91. Бюл. 9 18 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) В,Х.Ясовеев., С.Н.Вершинин и P.|O.Ìóêàåâ (53) 681 ° 325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Я 1274156, кл. Н 03 М 1/06, Н 03 M 1/50, 1984.

Домрачев В.Г. и др. Схемотехника цифровых преобразователей перемещений/Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат, 1987, с.7.1, рис. 4„5 ° (54) МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТКПЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля двухкоординатных перемещений в системах автоматического управления и регулирования. Целью изобретения является расширение области применения пре I

Изобретение относится к измери. тельной технике и может быть использовано для измерения и контроля двухкоординатных перемещений в системах автоматического управления и регулирования.

Целью изобретения является расширение области применения преобразователя.

На фиг. 1 приведена структурная схе.ма магнитострикционного преобразователя перемещения в код; на фиг. 2— пример выполнения звукопроводов.

„Я0„„1649661 А 1

2 образователя. Для этого в магнитострнкционный преобразователь, содержащий первый звукопровод,первый демпфер, подвижную магнитную головку считывания, первый элемент возбуждения, два генератора импульсов, RSтриггер, элемент И, первый счетчик импульсов, первый усилитель-формирователь, введены N,çâóêáïðîâîäîâ, 2N+1 демпферов, N неподвижных элементов возбуждения, два усилителя-формирователя, демультиплексор, четыре элемента задержки, два счетчика импульсов, I два регистра, элемент ИЛИ и блок усилителей-формирователей. Цель достигается за счет того, что звукопроводы а расположены в плоскости перемещения контролируемого объекта. Расположение подвижной магнитной головки считывания определяется по номеру звукопровода, что соответствует координате Y, a ее расположение относитель- 2 но начала звукопроводов соответствует координате Х. 1 э.п.ф-лы, 2 ил.

Магнитострикционный преобразователь перемещения в код содержит звукопроводы 1, неподвижные катушки 2 возбуждения, неподвижные приемные катушки 3, подвижную магнитную головку 4 считывания, дэмпферы 5, постоянные магниты 6 и 7, генератор 8 импульсов, элемент 9 задержки, демультиплексор 10, счетчик 11 импульсов, блок 12 усилителей-формирователей, RS-триггер 13, элемент

И 14, генератор 15 импульсов, счетчики 16 и 17 импульсов, регистры

1649661

i 8 и 19, усилители-формирователи

20-22, элементы 23-25 задержки и элемент ИЛИ 26.

Каждая неподвижная катушка 2 возбуждения и соответствующий магнит 6

5 образуют неподвижный элемент возбуждения, а каждая неподвижная приемная катушка 3 и соответствующий магнит 7 — неподвижный элемент считы- 10 вания.

Магнитострикционный преобразователь перемещения в код работает следующим образом.

При включении преобразователя из внешней цепи подается импульс на вход

"Запуск" генератора 8 импульсов, который вырабатывает импульс тока, Этот импульс тока через элемент 9 задеРжки, пеРвый выход демультиплексора 10 и блок 12 усилителей-формирователей (импульсов записи) поступает в катушку 2 возбуждения. первого звукопровода 1 преобразователя.

На участке первого звукопровода 1, 25 находящемся под катушкой 2 возбуждения, вследствие прямого магнитострикционного эффекта возбуждается ультразвуковая волна, распространяющаяся по звукопроводу со скоростью v. 30

Импульс с выхода генератора 8 импульсов также переводит RS-триггер 13 в единичное состояние, обнуляет счетчик 16 импульсов и записывает число 1 в счетчкие 17 импульсов. При переключении триггера 13 в единичное состояние элемент И 14 открывается, импульсы с генератора

15 импульсов проходят через элемент

И 14 и считываются в счетчике 16. 40

Если магнитной головки 4, связанной с контролируемым обьектом, нет над первым звукопроводом 1 преобразователя, то ультразвуковая волна проходит всю его длину а со скоРо- 45 стью v через время

t =а/ч и вследствие обратного магнитострикционного эффекта наводит импульс ЭДС в приемной катушке 3.этого же звукопровода 1 и затухает. Наведенный им50 пульс усиливается и Формируется усилителем-формирователем 20, поступает на входы элемента 23 задержки и через элемент ИЛИ 26 запускает генератор 8 импульсов и подается в счетчик

11 импульсов. Так как для коммутации. входа демультиплексара 10 с определенным выходом надо предварительно подать код на его адресные входы, элемент 9 задержки задерживает прохождение импульса на время, необходимое для установления кода на управляющих входах демультиплексора 10 с выхода счетчика 11 импульсов. Все три элемента 23-25 задержки задерживают прохождение сигнала на время, необходимое для срабатывания триггера 13 и элемента И 14. Второй импульс, выработанный генератором 8 импульсов, через элемент 9 задержки поступает на второй выход дмультиплексора 10, затем возбуждает ультразвуковую волну во втором звукопроводе 1 преобразователя. Этот же импульс с выхода генератбра 8 импульсов оставляет триггер 13 в единичном состоянии, обнуляет счетчик 16, записывает число

2 в счетчике 17, далее все происходит аналогично рассмотренному выше при условии, что над вторым звукопроводом 1 отсутствует магнитная головка 4 считывания.

Если магнитная головка 4 считыва-( ния находится над любью, кроме последнего, звукопроводом 1, то ультразвуковая волна, распространяющаяся по эвукопроводу 1, наводит в ней импульс

ЭДС вследствие обратного магнитострикционного эффекта через время

= х/v

1 где х — расстояние, пройденное волной с момента возбуждения до момента считывания в магйитной головке 4.

Этот импульс через усилитель-формирователь 22 переводит триггер 13 в нулевое состояние. В результате элемент И 14 закрывается и в счетчике

16 записывается И импульсов, поступающих с генератора 15 импульсов: где Т вЂ” период следования импульсов, вырабатываемых генератором

15 импульсов.

Этот же импульс, задержанный в элементе 25 задержки на время ñðàáàтывания триггера 13 и элемента И 14, подается на синхровходы регистров 18 и 19. Код со счетчиков 16 и 17 записывается в регистры 18 и 19 по фронту импульса на их синхровходах. Регистр 18 хранит информацию о горизонтальном перемещении магнитной головки, т.е. о координате Х, а ре164966 гистр 19 — о ее вертикальном перемещении, т.е. о координате Y. Затем эта волна наводит импульс ЭДС в: неподвижной приемной катушке 3 того же звукопровода 1. Этот импульс проходит через усилитель-формирователь

20 на вход элемента 23 задержки, затем через элемент ИЛИ 26 запускает генератор 8 импульсов, который вырабатывает следующий импульс. Регистры

18 и 19 хранят записанную информацию. Элементы 24 и 23 задержки имеют равные по времени задержки с элементом 25 задержки для того, чтобы ни .при каких условиях не происходили обнуление счетчика 17 и запуск генератора 8 импульсов раньше записи кода счетчиков 16 и 17 в регистры 18 и 19.

3 1

Некоторая особенность заключается. 20 в считывании ультразвуковой волны с последнего эвукопровода 1 преобразователя. При отсутствии магнитной головки 4 над последним звукопроводом 1 в неподвижной приемной катушке 3 на- 2S водится импульс ЭДС через время t noг сле его возбуждения. Он проходит через усилитель-формирователь 21, задерживается в элементе 24 задержки, поступает на вход элемента ИЛИ 26 и 30 одновременно обнуляет счетчик 17. За. тем этот импульс запускает генератор

8 импульсов и далее все повторяется, начиная с первого звукопровода 1.

Если магнитная головка 4 находится над последним звукопроводом 1, то импульс ЭДС, наведенный ультразвуковой волной в магнитной головке 4, усиливается усилителем-формирователем 22, переводит триггер 13 в нулевое сос- 40 тояние, и элемент И 14 закрывается, Этот же импульс через элемент 25 задержки записывает код счетчиков 16 и 17 в регистры 18 и 19.

Ультразвуковая волна доходит до 45 неподвижной приемной катушки 3 последнего звукопровода 1, наволит в ней импульс ЭДС, который проходит через усилитель-формирователь 21 и элемент 24 задержки, обнуляет счет- . 50 чик 17, через элемент ИЛИ 26 запускает генератор 8 импульсов и далее опрос осуществляется, начиная с первого звукопровода 1.

Формула из о бр ет ения

1. Магнитострикционный преобразо- ватель перемещения в код, содержащий

6 первый звукопровод, на первом конце которого расположен первый демпфер, а напротив второго конца — первый неподвижный элемент возбуждения, подвижную магнитную головку считывания, выход которой соединен с первым..усилителем-формирователем, выход которого соединен с R-входом КБ-триггера, выход которого соединен с первым входом элемента И, первый генератор импульсов, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика импульсов, второй генератор импульсов, выход которого соединен с входом установки первого счетчика импульсов и S-входом RS-триггера, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения преобразователя, в него введены 11 звукопроводов, 2И+1 демпферов, N неподвижных элементов возбуждения, N+i неподвижных элементов считывания, два усилителя-формирователя, демультиплексор, четыре элемента задержки, два счетчика импульсов, два регистра, элемент ИЛИ и блок усилителей-формирователей, второй генератор импульсов выполнен управляемым, звукопроводы расположены в плоскости перемещения контролируемого объекта и параллельны друг другу, на втором конце гервого звукопровода расположен второй демпфер, на концах каждого из остальных звукопроводов расположены демиферы, напротив первого конца каждого звукопровода расположен неподвижный элемент считывания, напротив второго конца каждого из звукопроводов, кроме первого расположен неподвижный элемент возбуждения, выход неподвижного элемента считывания первого звукопровода соединен с входом второго усилителя-формирователя, выход которого через первый элемент задержки соединен с первым входом элемента ИЛИ и входом установ-. ки второго счетчика импульсов, выходы неподвижных элементов считьтвания остальных звукопроворов соединены с входом третьего усилителя-формирователя, выход которого соединен через второй элемент задержки с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом второго генератора импульсов и входом третьего счетчика импульсов, выходы которого соединены с адресными входами

1649661 демультиплексора, выход второго rel нератора импульсов соединен через

1 третий элемент задержки с информационным входом демультиплексора, вы. ходы которого соединены через блок

>»билителей-формирователей с входами неподвижных элементов возбуждения, выход первого усилителя-формирователя соединен через четвертый элемент задержки с входами записи регистров, выход второго генератора импульсов соединен со счетным входом второго счетчика импульсов, выходы первого и " второго счетчиков импульсов соедине.ны с информационными входами соответствующих регистров, выходы которых являются выходами преобразователя.

2. Преобразователь по п.1, о т-,. л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразо1

1p . вания по координате 7, четные звукопроводы установлены с продольным смещением относительно нечетных звукопроводов.

1649o6 i

Пвоскосгпь контроли лереиещениц"

Составитель А.Сидоренко

ТехРед М .Дидык Корректор-H.Påâñêàÿ

Редактор А.Лежрина

Заказ 1525 Тираж 474 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101