Способ преобразования перемещений во временной интервал

 

Союз Советских

Соцналистичвских

Рвснублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИ ТЕЛЬСТВУ

<11855710 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 211279 (21) 2860542/18-24 с присоединением заявки HP— (23) Приоритет

Опубликовано 5088 . Бюллетень МЗ0

Дата опубликования описания 15,0881 (51)M. Кл 3

G 08 С 9/00

Государственный комитет

СССР . но делам изобретений н открытий 5З) УДК, 681.325 (088.8) (72) Авторы изобретения

О.Н.Петрйщев, А.П.Шпинь и Ю.Г.Яблоновский

Киевский ордена Ленина политехнический и им. 50-летия Великой Октябрьской социали революции (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

BO ВРЕМЕННОЙ ИНТЕРВАЛ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для преобразования информации о линейных и угловых пере5 мещениях в аналоговую или цифровую форму.

Известен способ преобразования угловых перемещений в цифровую форму, в котордм путем прямого электрокаустического преобразования в звукопроводе возбуждают ультразвуковой импульс, который, распространяясь по звукопроводу с определенной скоростью, достигает эоны считывания, где производится обратное электроакустическое преобразование. Временной интервал, образованный импульсами записи и считывания, пропорционален угловому перемещению входного вала, так как пространственное положение зоны считыва-2О ется (или эоны записи) жестко связано с положением входного вала. Полученный временной интервал йреобразу.ется затем в цифровую форму (1) °

Недостатком этого способа является его значительная погрешность.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ преобразований перемещений во временной интервал, основанный на много- -ЗО кратном циклическом преобразовании электрического импульса в ультразву ковой, задержки его на время, пропорциональное перемещению, преобразований ультразвукового импульса в электрический, использовании электрического импульса для преобразования в ультразвуковой в следующем цикле,определении временного интервала между электрическими импульсами в первом и последнем циклах преобразования (23.

Таким образом, образуется искусственное расширение временного интервала. При этом результирующий временной интервал. равен сумме однократных временных интервалов, число которых может быть любым и обУсловлено наперед заданной точностью преобразования временногб интервала в цифровой код.

При этом по цепи циркуляции распространяются импульсы одной полярности.

В звукопроводе, из-за неполного демпфирования, всегда наряду с прямыми существуют отраженные от конца зэукопровода ультразвуковые импульсы.

Недостатком такого устройства является то, что вследствие взаимодействия прямых и отраженных импульсов, уровень прямых результирующих ультразвуковых импульсов и их форма в зоне

855710 считывания изменяются, что привоцит к образованию погрешности-в определении временного интервала. цель изобретения - повышение точности преобразования за счет снижения погрешности, вызванной отражениями н

Ьвукопроноде.

Поставленная цель достигается тем, что в способе преобразования перемещения во временной интервал, основанном на многократном цикличес- 10 ком преобразовании электрического импульса в ультразву.совой,. задержки его на время, пропорциональное перемещению, преобразовании ультразвукового импульса в электрический, исполь- зовании электрического импульса для преобразования в ультразвуковой в следующем цикле, определении временного интервала между электрическими импульсами в первом и последнем циклах преобразования, в каждом цикле измеряют временной интервал между двумя соседними электрическими импульсами, в зависимости от величины которого изменяют чередование полярности ультразвуковых импульсов.

2S

Зависимость пэрядконых номеров N прямых и отраженных импульсов, взаимодействующих между собой, от задержки на время, пропорциональное измеряемому перемещению, и полного време- 30 ни Го распространения ультразвукового импульса вдоль всего звукопронода, что соответствует диапазону измеряеMoFG перемещения, представлена соотношением 35

2 <о

N = — — 2, С

Анализ этого соотношения показывает, что для всех нечетных значений

N = 1,3,5... компенсация погрешности 40 достигается при формировании в звукопроводе последовательности попарно разнополярных ультразвуковых импульсов °

При значениях N = 4n+2, где 45

n = 0,1,2,3,..., н звукопроводе необходимо формировать последовательность импульсов, полярность которых чередуется через каждые четыре импульса.

При значениях N = 8п+4, где n=0,1,2, 4й

3, ° ... полярность импульсов, чередуется через каждые восемь импульсов.При значениях Н = 16п+8, где n=0,1,2,3, полярность импульсов в последовательHocTH чередуется через каждые шестнадцать импульсов и т.д., Вычисляя И< точностью до целого числа в зависимости от текущего зна чения Z и известного значения :о в соответствии с вычисленным 0, порядок чередования полярности импульсов в 60 последовательности, обеспечивают компенсацию погрешности из-за отражений в Звукопроводе ультразвукового преобразователя перемещений во временной интервал. 65

На чертеже представлена структурная схема преобразователя, реализую» щего способ.

Преобразователь содержит звукопроВод 1, неподвижный элеМент 2, преобразующий электрический импульс в ультразвуковой, элемент 3, укрепленный на объекте перемещения и преобразующий ультразвуковой импульс в электрический, формирователь 4 импульса начала преобразования через элемент ИЛИ 5 подключен к усилителю 6 записи, выход которого подключен к элементу 2 ° Выход элемента 3 подключен к входу измерителя 7 временного интервала между двумя соседними электрическими импульсами их формирователю 8 разнополярных импульсов. Выход измерителя 7 через вычислительный блок 9 подключен к дРУгомУ входу формирователя 8, выход которого подключен к счетчику 10 и к элементу И ll другой вход которого соединен с выходом счетчика 10, а выход элемента

И 11 подключен к другому входу элемента ИЛИ 5.

Преобразователь работает следующим образом.

Импульсы начала преобразования с выхода формирователя 4 проходит через элемент ИЛИ 5, усилитель 6 записи и элементом 2 преобразуется в ультразвуковой импульс, который задерживается в звукопроводе на время,пропорциональное расстоянию между элементами 2 и 3. Элементом 3 ультразвуковой импульс преобразуется в электрический, который поступает в измерИтель 7 и формирователь 8. Измеритель

7 определяет временной интервал между электрическими импульсами на выходе элемента 3 и передает информацию н нычислительный блок 9, который вырабатывает управляющий сигнал, поступающий в формирователь 8. В занисимости от этого сигнала формирователь

8 вырабатывает импульсы определенной полярности, который подсчитывается в счетчике 10 и через элементы ll

5 и 6 поступает на элемент 2, где преобразуется в ультразвуковой импульс соответствующей полярности.По переполнения счетчика 10 элемент И

ll закрывается, измерение прекращается. Временной интервал между выходными импульсами формирователя 4 и счетчика 10 соответствует измеряемому перемещению.

Использование чередования раэнополярных ультразвуковых импульсов в эа« висимости от текущего значения перемещения снижает погрешность от прямых и отраженных от конца знукопровода импульсов.

Формула изобретения

Способ преобразования перемещений но временной интервал, основанный на многократном циклическом преобразова,- . кйи электрического импульса в ультра*855710

Составитель А.Смирнов

Редактор М.Погориляк ТехредМ. Рейвес КорректоР Ю.Макаренко

Заказ б919/71 Тираж 691 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент :,- r. Ужгород, ул. Проектная, 4 звуковой, задержки его на время, пр порциональное перемещению, преобразовании ультразвукового импульса в электрический, использовании электрического импульса для преобразования в ультразвуковой в следующем цикле, определении временного интервала между электрическими импульсами в первом и последнем циклах преобразования, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в каждом цикле измеряют временной интервал между двумя, соседними электрическими импульсами, в зависимости от величины которогр изменяют чередование полярности ультразвуковых импульсов..

Источники информации, 1 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 385305, кл G 08 С 9/04, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 418873 кл. G 08.С 9/04, 1972 (прототип).