Устройство для дистанционного измерения квазистатических перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике. Его использование при измерениях квазистатических деформаций и перемещений позволяет повысить надежность и помехозащищенность устройства. Это достигается благодаря тому, что как предлагаемый сигнал, так и команды переключения емкостного преобразователя передаются по одной и той же линии связи. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕ! СКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (7с V

О

Ь (гд

00 (21) 4678728/25 (22) 10.02.89 (46) 15.08,91. Бюл. № 30 (71) Институт физйки Земли им. О.Ю.Шмидта (72) И.И.Калинников, А.Б.Манукин. В П.Матюнин и Г.Р Гусев (53) 550.34:621.39 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1176416, Мкл. Н 02 J 13/00, 1984.

Гусев Г.А., Манукин А,Б. Емкостный преобразователь квазистатическик перемещений, Известия АН СССР, Сер. Физика

Земли, 1980, № 7, с. 91-94.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерениях квазистатических деформаций и перемещений, например, в гравиметрии, геодезии, строительстве, геологоразведке и т.п.

Цель изобретения — повышение надежности и помехозащищенности устройства.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу.

Устройство содержит формирователь 1 команд, первый и второй блоки 2 и 3 развязки, линию 4 связи, высокочастотный генератор 5, емкостный преобразователь 6, блок 7 переключения, блок 8 дешифрации команд и блок 9 управления переключением, Блок 8 дешифрации команд включает входной формирователь 10, фильтр 11 питания, триггер 12, формирователь 13 сигнала начальной установки и выходной формирователь 14..

„, Я2„„1670438 А1 (я)5 6 01 1 1/14, Н 02 .! 13/00 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ КВАЗИСТАТИЧЕСКИХ

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Его использование при измерениях квазистатических деформаций и перемещений позволяет повысить надежность и помехозащищенность устройства, Это достигается благодаря тому, что как предлагаемый сигнал, так и команды переключения емкостного преобразователя передаются по одной и той же линии связи. 2 з и. ф-лы, 2 ил.

Блок 9 управления переключением состоит из формирователя 15 биполярного сигнала, первого и второго накопителей 16, 17 и разделителя 18 команд.

На фиг. 1 обозначены управляющий вход 19, вход 20 запитки и выход 21 устройства.

Формирователь 1 команд может быть выполнен в виде ключевой схемы.

Первый блок 2 развязки содержит дроссель и конденсатор, первые выводы которых подключены к линии связи, а вторые выводы дросселя и конденсатора являются соответственно входом и выходом блока.

Второй блок 3 развязки содержит конденсатор, диод и дроссель, первый вывод которого является входом блока, первые выводы диода и конденсатора объединены и являются первым выходом блока, вторые выводы диода и дросселя объединены и являются вторым выходом блока, второй вы16 70438

55 вод конденсатора подключен к шине нулеепго потенциала.

Емкостной преобразователь 6 может быть дифференциального типа.

Блок 7 переключения выполнен, например, на поляризованном реле.

На фиг. 2 обозначены следующие сигналы; а — на входе второго блока 3 развязки; б — на первом выходе второго блока 3 развязки; в — на выходе фильтра 11 питания; г — на выходе формирователя 13 сигнала начальной установки; д — на выходе триггера 12: е — на выходе входного формирователя 10; ж — на выходе выходного формирователя 14; з, и — на выходах первого и второго накопителей 16, 17; К вЂ” на выходе разделителя 18 кома нд.

Устройство работает следующим образом.

Питающее напряжение подается по линии 4 связи на точку объединения выхода генератора 5 и входа блока 3, в котором заряжает через диод конденсатор. Генератор 5 возбуждается и высокая частота, соответствующая включенному плечу дифференциального емкостного преобразователя 6, поступает в линию 4, сигнализируя о начале работы, Параллельно с этим питающее напряжение с блока 3 поступает на блок 8 дешифрации команд и разделитель

18 команд. Блок 8 устанавливается в исходное состояние и ждет поступления команд, блок 9 подготавливается к работе(входящие в его состав накопители 16, 17 заряжаются до рабочих напряжений). Приходящая кома нда на пере кл ючен ие реле (снижение уровня питающего напряжения или полное его снятие) дешифрируется в блоке 8 и разделяется в блоке 9. При этом срабатывает блок 7 и к генератору 5 подключается соответствующее команде плечо емкостного преобразователя б, с выхода генератора 5 в линию 4 поступает высокая частота, подлежащая измерению и регистрации. С приходом следующей команды все повторится и блок 7 подключит к генератору 5 другое плечо емкостного преобразователя 6. На этом цикл одного измерения заканчивается, его можно повторить или снять питание до следующего измерения (выключить устройство). Поскольку из измерений исключаются значения частоты, полученные в момент срыва генерации при переключениях(ни одно плечо емкостного преобразователя 6 не подключено к генератору 5), то команды можно передавать любым способом, не нарушак щим режим питания генератора 5, Но любой способ передачи команд будет модулировать амплитуду питающего напряжения. Наличие диода и конденсатора во

45 втором блоке 3 развязки гарантирует поддержание режима питания генератора 5 на время, меньшее времени переключения.

Поэтому простейшим и наиболее помехозащищенным способом передачи команд является кратковременное снятие питающего напряжения. При этом команды могут быть закодированы, например, таким образом: каждое нечетное снятие напряжения— включить реле блока 7 в первую позицию. каждое четное — включить реле блока 7 во вторую позицию, Блок 8 дешифрации команд работает следующим образом.

Напряжение с блока.3 поступает на фильтр 11 питания и на входной формирователь 10. Частота среза фильтра 11 выбирается так, чтобы возможные вариации подаваемого напряжения, например при подаче команд, не влияли на работу блока 8 в целом. После установления питающего напряжения на всех элементах блока 8 формирователь 13 вырабатывает сигнал начальной установки и подает его на триггер 12. При установке триггера 12 в начальное состояние (по сигналу начальной установки или при установлении питания) выходной формирователь 14 формирует начальную команду, поступающую в блок 9 управления переключением. При поступлении команды на входной формирователь 10 (т.е. кратковременного изменения уровня питающего напряжения) формируется эта команда, т.е. преобразуется к импульсу определенной амплитуды и формы, и подается на триггер 12, который изменяет свое состояние. Первая смена состояния триггера 12 является первой командой, которая так же, как и начальная команда через выходной формирователь 14 поступает на блок 9. В дальнейшем процесс приема команд может повторяться до снятия питающего напряжения на время, большее постоянной времени фильтра 11, что будет означать новое включение.

Блок 9 управления переключением после подачи напряжения питания преобразует его в формирователе 15 в биполярное, амплитуда которого достаточна для накопления в каждом накопителе 16, 17 энергии, необходимой для срабатывания реле в блоке 7. Приход одной из команд из блока 8 в разделитель 18 включает соответствующую цепь разряда и один из накопителей 16, 17 разряжается на реле в блоке 7, посылая импульс тока (например, положительный).

Приход следующей команды вызовет обратный импульс тока реле блока 7, Таким образом реле блока 7 будет переключаться.

1670438

Таким образом, как измеряемый сигнал от высокочастотного генератора, так и команды на его включение и переключение емкостного преобразователя передаются по одной и той же линии связи (по одному проводу), что резко упрощает линию связи, сокращая количество ее проводов и их соединений, что повышает надежность устройства и его помехозащищенность.

Формула изобретения

1. Устройство для дистанционного измерения квазистатических перемещений, содержащее блок переключения, первый и второй выходы которого соединены с одноименными входами емкостного преобразователя, выход которого подключен к управляющему входу высокочастотного генератора, и линия связи, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности и помехозащищенности устройства, в него введены первый и второй блоки развязки, блок дешифрации команд, блок управления переключением и формирователь команд, и. рвый и второй входы которого являются соответственно управляющим входом и входом эапитки устройства, выход формирователя команд соединен с входом первогоо блока развязки, выход которого является выходом устройства, выход высокочастотного генератора объединен с входом второго блока развязки и через линию связи подключен к входу-выходу первого блока развязки, первый выход второго блока развязки соединен с входом питания высокочастотного генератора, второй выход второго блока развязки подключен к первому входу блока управления переключением и входу блока дешифрации команд, выход которого соединен с вторым входом блока управления переключением, выход которо5 го соединен с входом блока переключения.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок дешифрации команд содержит входной формирователь, триггер, формирователь сигнала начальной уста10 новки, выходной формирователь и фильтр питания, вход которого обьединен с информационным входом входного формирователя и является входом блока, выход фильтра питания подключен к входам питания вход15 ного и выходного формирователей, триггера и формирователя сигнала начальной установки, выход которого и выход входного формирователя соединены соответственно с информационным и тактовым входами

20 триггера, выходы которого подключены к соответствующим информационным входам выходного формирователя, выход которого является выходом блока.

25 З.устройство по и. 1, отлича ющеес я тем, что блок управления переключением содержит разделитель команд, первый и второй накопитель и формирователь биполярного сигнала, вход которого является

30 первым входом блока, первый и второй выходы формирователя биполярного сигнала через соответствующие накопители подключены к одноименным управляющим входам разделителя команд, информационный

35 вход и выход которого являются соответственно вторым входом и выходом блока.

1670438

Фиг 2

Составитель В.Захаров

Редактор А.Долинич Техред М.Моргентал Корректор M,Äåì÷èê

Заказ 2740 Тираж 343 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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