Устройство для измерения перемещений

 

ОЛИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ i "- С.Мл1 на., -.„

Соеоэ Советсимк

Соцмапмстмчесимк

Респубпмк

< 696274 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено23.09. 75 (2! ), ) 75954/18-28 с присоединением заявки J%— (23) Приоритет

Опубликовано 05,1 1. 79, Бктллетень М 41

Дата опубликования описания OR,).1.79 (51) М. Кл.

C 01 В 7/00

08 С 9/04

Государстоэнни1й комитет

СССР оо делам нэооретений н открытий (53) УДК 531,717. .14(088. 8) (72) Лвторьт изобретения

Д. И. Коваленчик, Л. И. Леонтьев и 3. 1I. Бородина (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗ»1ЕР1 11ИЯ

lEPE»IEHlE Г(ИЙ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано цля дистанционного контроля дискретных положений или перемещений рабочих органов, находящихся в герметичных объемах.

Известно устройство для измерения перемещений, которое содержит магнитоуправляемые контакты, расположенные на немагнитной трубе с определенным ша l0 гом постоянный магнит, иерем знгаемый вдоль трубы и связываемый с контролируемым рабочим органом, источник питания, блок индикации и блок цешифрации. Магнитоуправляемые контакты (МУК) разделены на группы, н каждой из которых все МУК объ динены одним выводом

Г1ротивоположные выводы каждого

МУК в одной группе соединены с соответствутощими выводами МУК остальных групп, обеспечивающими индикацию одинаковых цифр (в пределах цо >) в блоке индикации. Блок дешифрации выполнен в виде <увствительных взаимно сблокированных реле, через которые выводы

i pynn MYK подключены к различным полюсам ист очника питания.

Г!ри нахождении магнита в зоне срабатывания магнитоуправляемого контакта последний замыкается и замыкает, в свою очередь, цепь питания реле дешифратора, замыкающие контакты которого передают сигнал на блок индикации.

Перемещение магнита сопровождается последовательным переключением сигналов на табло единиц и десятков. Положение магнита ири его перемещении в прямом ходе определяется моментом срабатывания МУК, при обратном ходе — моментом отпускания МУК.

Ввиду того, что МУК имеют петлю гистеризиса, т. е. срабатывание и отпускание МУК происхоцит при различных величинах ма гнитного потока (другими словами — при различных положениях магнита), точность измерения положения

6062 магнита известпь>м устройством недоста- точна, Более близким техническим решением к данному изобретению является устройство для измерени5! Перемеп(ений> сопрр жащее источник питания, постоянный магнит, связываемый с объектом измере йия, катушку инцуктивности, магнитоупр вляемые контакты, расположенные с заданным шагом по пути перемещения магнита и размещенные внутри катушек индуктивности, и схему обработки сигналов.

Повышение точности измерения перемещений в этом устройстве осуществляется за счет уменьшения разницы между потоками включения и отключения МУК благодаря наличию катушек индуктивности, питающихся через ограничители тока от стабилизатора пульсирующе>-о напря- жени я.!

О!

Однако электрическая схема такого стабилизатора достаточно сложна, кроме того, поскольку все катушки индуктивности подключены к нему непрерывно, потребляемая ими мощность высока.

Целью изобретения является упрощение устройства и уменьшение потребляе- мой мощности.

Поставленная цель достигается тем, что схема обработки сигналов выполнена в виде релейного блока дешифрации, один конец каждой катушки индуктивности подключен к выводу магнитоуправляемого

З5 контакта, соединенному с соответствующим релейным элементом низшего разряпа блока дешифрации, а противоположные концы всех катушек объединены в группы, 40 каждая из которых подключена к одному из пОлюсов источника питания через нормально разомкнутый контакт релейного элемента слецующего высшего разряда блока дешифрации, связанного с той же

45 группой катушек. Катушки индуктивности выполнены так. что создаваемый ими магнитный поток направлен навстречу потоку постоянного магнита.

Благодаря такому выполнению устрой50 ства отпадает необходимость в дополнительном источнике питания для катушек индуктивности, поскольку они возбуждаются от общего для всех блоков устройства источника питания постоянного тока.

Кроме того, катушки индуктивности возбуждаются только при прохождении постоянного магнита мимо соответствующе-! го МУК, вследствие чего потребляемая

74 4 ! ими мощность существенно ниже, чем в известном устройстве.

На фиг. 1 представлено коцо!груктивное выполнение устройства; ня фиг. 2— принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство для измерения перемеще>ний содержит МУК 1, 2, ..., 30, распо> ложенные ня немягнитной трубе 31, внут:ри которой перемещается постоянный магнит 32, жестко связанный с контролируемым объектом 33, а также блок дешифрации, блок индикации (не показан на чертежах) и источник питания постоянного тока.

Магнитоуправляемые контактI разделены на группы, например, 1-10, 11-20, 21-30, в каждой из которых все МУК объединены межцу собой по опному из выходов. К общей точке соединения этих выводов подключен релейный элемент следующего высшего разряда блока дешифрации (реле "десятков" ), например к группе МУК 1-10 присоединено реле 34. Противоположные выводы

МУК, соединенные в общую точку с одноименными выводами МУК в других группах, обеспечивающих индикацию одинаковых цифровых значений "единиц, подключены к соответствующему релейному элементу низшего разряда блока дешифрации (реле "единиц ). Например, выводы МУК 1,11 и 21 взаимосвязаны между собой и подключены к обмотке возбуждения репе 35, выводы МУК

2, 1 2 и 22 — к обмотке возбуждения реле 36 и т. д.

Каждый МУК размещен внутри катушки 37 индуктивности, один конец каждой из которых подключен к вывоцу МУК, присоединенному к соответствующему релейному элементу низшего разряда блока дешифрации, например реле 35, 36 и т. д.

Противоположные концы катушек индуктивности объединены в группы, каждая из которых подключена к одному из полюсов источника питания (в данном случае — к "минусу") через нормально разомкнутый контакт релейного элемента следующего высшего разряда блока дешифрации, связанного с той же группой катушек. Например, группа катушек 37,,связанных с группой МУК 1-10, подсо> единена к минусу источника литания че.рез контакт 38 реле 34.

С целью исключения возможности опповременной индикации цифровых значе696274 ний единиц на табло индикатора сразу от двух реле "единиц (что, в принципа, 1 возможно, так как в зависимосчи от габаритов постоянного магнита 32 могут одновременно замкнуться несколько МУК), 5 в цепь питания обмоток возбуждения каждого реле единиц" включены нормально замкнутые контакты реле, обеспечивающего индикацию последующего, более высокой значащей цифры. Например, контакт >0

39 реле 36 включен в цепь питания реле

35 ит.д.

С целью исключения возможности одновременной индикации цифровых значений десятков, на табло индикатора сразу от двух реле "десятков при положениях магнита, замыкающих одновременно

МУК на грани двух групп, в цепь питания каждого такого реле включены нормально разомкнутые контакты реле, обес- 0 печиваюшего индикацию последующей, более высокой значащей цифры десятков, например реле 34 подключено к "плюсу" источника питания через контакт 40 реле 41 ит. д.

Группа контактов — контакт 42 реле

35, контакт 43 реле 36 и контакты 44 и 45 реле 46, предназначенного для индикации цифры 9" — обеспечивает подключение к источнику питания реле 35, предназначенного для индикации цифры

"О, при переходе магнита из зоны одной группы МУК в зону соседней группы

МУК. Контакт 47 принадлежит реле 35, а контакт 48 — реле 46. Стабилитроны

49 служат для стабилизации напряжения питания на каждом из реле десятков" в переходные периоды отключения одного и включения другого реле "единиц".

Устройство работает следующим образом.

При прямом ходе магнита 32 в момент нахождения его в зоне срабатывания

МУК 1, соответствующего самому нижне45 му положению контролируемого органа, последний замыкается. В результате возбуждаются реле 34 и 35, обеспечивая инцикацию сигналов "0"-десятков и

"0"- единиц и переключая соответствую50 щим образом свои нормально замкнутые и нормально разомкнуты контакты.

Благодаря замыканию контакта 38 реле 34 на катушку 37 индуктивности

МУК 1 подается напряжение питания, 55 вслецствие чего она создает магнитный поток, направленный навстречу магнитному потоку постоянного магнита. Однако этот поток размагничивания не оказывяет влияния ня состояние МУК 1, тяк кяк последний уже замкнулся, и разомкнуться не может ввиду недостаточ»ой для этой

ЦЕЛИ ВЕЛИЧИНЫ llOTOKEl РЯЗМЯГНИЧИВЯНИЯ, При перемещении магнита 32 в положение, при котором замыкается M УК 2, срабатывает реле 36, обеспечивая индикацию 1 — единицы и отключая своими контактами 39 обмотку возбуждения реле 35. При этом реле 34 остается включенным, обеспечивая по-прежнему индикацию 0 — десятков. При дальнейших перемещениях магнита 32 каждое после дую цее реле единиц" отключает предыдущее реле единиц

При попацании в зону срабатывания

МУК 10 возбуждается реле 46, обеспе чивая индикацию 9 — единиц и подключая своим замыкающимся контакгом 44 обмотку возбуждения реле 35 к мину у источника питания, а своими раэмыкаюшимися контактами 45 и 48 отключая минус источника от остальных реле этого разряда. Само реле 46 остается возбужденным благодаря замкнутому контакту 47 реле 35.

Когда магнит 32 попадает в зону срабатывания МУК 11, обеспечивающего индикацию 0 — единиц во второй группе МУК, возбуждается реле 41 и реле 35; Размыкяющийся контакт 40 реле

41 отключает реле 34, в результате чего с блока индикации снимается сигнал 0"десятков и появляется сигнал 1 -десятков. Одновременно реле 35 обеспечивает индикацию "0 - единиц. Контакт 47 реле

35 отключает от минуса источника питания реле 46, в результате чего его контакт 44 размыкается. Однако реле

35 остается возбужденным через нормально замкнутый контакт 43 реле 36 и его собственный замкнувшийся контакт 42. При дальнейшем перемещении магнита в зоне расположения МУК второй группы работа устройства протекает аналогично вышеописанному.

Тяк же устройство работает и при обратном перемешении магнита, только соответствующие реле отключаются в обратной последовательности.

При этом магнитный поток, создаваемый катушками индуктивности, вычитается из магнитного потока постоянного магнита, благодаря чему обеспечиваются ускорение момента отпускания МУК, а следовательно, и повышение точности измерения положения магнита зя счет устранения указанного ранее явления гистере696274

Фиг /

11НИИПИ Заказ 6750/39 Тираж 844 Подписное

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная. 4 зиса, характерного для ЛУК, когда срабатывание и отпускение МУК происходит при различных значениях магнитного потока. Необходимо, однако, чтобы указанная петля гистерезисв не превышале шаг дискретности МУК. Благодаря отсутствию дополнительного стабилизированного источника пульсирующего напряжения схема

"стройства упрощается, а благодаря последовательному подключению к источни- 10 ку катушек индуктивности (по мере перемещения магните) потребляемая имн мощность уменьшается.

Формула изобрете ни я

Устройство для измерения перемещений, содержащее источник питания, постоянный мегнит, связываемый с объек- том измерения, катушку индуктивности, мегнитоуправляемые контакты, расположенные с заданным шагом цо пути перемещенияя магнита и размещенные внутри катушек индуктивности, и схему обребот25 ки сигналов, о т л и ч е ю ш е е с я.Тд гя

И г

zb

zs

z4

z3

zz

zi го х

Ю

ir

ia

fy н м

lg

/Р

У

Ф

Ф д

z г тем, что, с цельк упрошения усI()iNcòâÿ и уменьшения потребляемой мощности, схема обработки сигналов выполнена в виде релейного блоке дешифрации, один конегг каждой катушки индуктивности подключен к выводу мвгнитоуправляемого контакта, соединенному с соответствующим

\. релейным элементом низшего разряде блока дешифрации, а противоположные концы всех катушек объединены в группы, кеждея из которых подключена к одному из полюсов источника питания через нормаль— но разомкнутый коцтакт релейного элементе следуюшего высшего разряде блока дешифрации, связанного с той же группой катушек, е катушки выполнеFIhl так, что создаваемый ими магнитный поток направлен навстречу потоку постоянного магнита.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ъ 381874, кл. Я 01 В 7/14, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

М 534642, кл. Ci 01 В 7/00, 1973 (прототип).