Магнитострикционный преобразователь линейных скоростей в код

 

МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ СКОРОСТЕЙ В КОД, содержащий звукопровод, выпапненный из магнитострикционного материгша, на концах которого расположены демпферы , постоянные магниты, расположенные над катушкой записи, первый и второй катушками считывания, первая катушка считывания расположена на контролируемом объекте и соединена через первый усилитель-формирователь с S-входом первого RS-триггера и первым входом второго RS-триггера, вторая катушка считывания соединена через второй усилитель-формирователь с S-входом третьего RS-триггера и вторым входом второго RS-тpиггep9, тактовый генератор, выход которого соединен с Н-входами первого и третьего RS-триггеров и через формирователь импульсов записи - с катушкой записи, генератор образцовой частоты, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с первым входом счетчика, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности преобразователя, в него введен элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а катушка записи и вторая катушка считывания рас-, положены на контролируемом объекте | вдоль звукопровода, причем первая и (Л вторая катушки считывания расположены симметрично относительно катушки записи, выход тактового генератора соединен с вторым входом счетчика, выходы первого и третьего RS TpHrre- О ров соединены с входами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом элемента И.

СО)ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г!!! Е;!, ь

f ! !

: Я !, c.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3574786/18-24. (22) 08.04. 83 (46) 23. 08. 84. Бюл. )) 31 (72) Э.А.Артемьев, В.A.Äðóæèíèí

Б.В.Клюев, В.В.Макаров и И.A.Ìåòåëåâ (53) 681, 325 (088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 747812, кл, G 01 В 7/00, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

: Р 956964, кл, G 01 В 7/00, 1980 (прототип) . (54) (57) МАГНИТОСТРИКЦИОННЦИ ПРЕОБPA3OBATE3lb ЛИНЕИНЫХ СКОРОСТЕИ В КОД, содержащий з вук опровод, выполи енный из магнитострикционного материала, на концах которого расположены демпферы, постоянные магниты, расположенные над катушкой записи, первый и второй катушками считывания, первая катушка считывания расположена на контролируемом объекте и соединена через первый усилитель-формирователь с S-входом первого RS-триггера и первым входом второго RS-триггера, вто- . рая катушка считывания соединена

1(51) G 08 С 9/04; G 01 В 7 00 через второй усилитель-формирователь с S-входом третьего RS-триггера и вторым входом второго RS-триггер, тактовый генератор, выход которого соединен с R-входами первого и третьего RS-триггеров и через формирователь импульсов записи - с катушкой записи, генератор образцовой частоты, 1 выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с первым входом счетчика, о т л и ч а ю шийсятем, что, с целью повьыения быстродействия и точности преобразователя, в него введен элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а катушка записи и вторая катушка считывания расположены на контролируемом объекте g вдоль звукопровода, причем первая и вторая катушки считывания расположены симметрично относительно катушки записи, выход тактового генератора соединен с вторым входом счетчика, выходы первого и третьего ВВтригге- > ров соединены с входами элемента и

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом элемента И.

1109778

Изобретение относится к системам автоматического преобразования неэлектрических величин в дискретный электрический сигнал, а именно к преобразователям линейных скоростей в цифровой код. 5

Известен магнитострикционный дифференциальный преобразователь перемещений, содержащий звукопровод,,один конец которого помещен в демпфер, тактовый генератор, формирова- !О тель импульсов записи, входом соединенный с выходом тактового генератора, неподвижную катушку записи, соединенную с выходом формирователя импульсов записи и размещенную около )5 демпфированного конца звукопровода, катушку считывания, соединенную с подвижным объектом, постоянные магниты, усилитель-формирователь импульсов считывания, входом соединенный с ка- 2О тушкой считывания, RS-триггер,R-вход которого соединен с выходом формирователя импульсов записи, а S-вход соединен с выходом усилителя-формирователя импульсов считывания, счетный триггер, входом подключенный к выходу усилителя-формирователя импульсов считывания, две схемы совпадения, первые входы которых соединены с выходами счетного и RS-триггеров соответственно, генератор образцовой частоты, выход которого соединен с вторыми входами схем совпадения, реверсивный счетчик, суммирующий и вычитающий входя которого соединены с выходами схем совладения Ll).З5

Недостатками преобразователя являются низкое быстродействие и недостаточная точность.

Недостаточно высокая точность обусловлена тем, что для получения 4О информации о скорости подвижного объекта необходимо сравнение двух кодов, полученных при измефении временных интервалов, пропорциональных перемещениям. Каждый временный интер-45 вал измеряется с погрешностью +Т где Т вЂ” период импульсов генератораобразцовой частоты. Максимальная погрешность преобразования будет +2ТО, Низкое быстродействие связано с тем, что для получения результатов преобразования ультразвуковой волне необходимо пройти по всей длине звуко" провода.

Наиболее близким к изобретению является преобрзователь линейных скоростей в код, содержащий звукопровод, выполненный из магнитострикцнонного материала, оба конца которого помещены в демпферы, тактовый генератор, формирователь импульсов записи, вхо- 6О дом соединенный с выходом тактового генератора, катушку записи, неподвижно расположенную у одного из концов звукопровода и подключенную к выходу формирователя импульсов записи, подвижную катушку считывания и расположенную у другого конца звукопровода неподвижную катушку считывания, подключенные соответственно к входам первого и второго усилителя-формирователя импульсов считывания, три

RS-триггера, причеМ R-входы первого и второго триггеров соединены с выходом тактового генератора, R-вход третьего триггера соединен с выходом первого усилителя-формирователя импульсов считывания, S-входы второго и третьего триггеров .соединены с выходом второго усилителя-формирователя импульсов считывания, à S-вход первого RS-триггера соединен с выходом первого усилителя-формирователя импульсов считывания, три элемента

И, первые входы которых подключены к выходам RS-триггеров, генератор образцовой частоты, выход которого соединен с вторымн входами элементов

И, реверсивный счетчик, входами соединенный с выходами первого и второго элементов И, счетчик, входом соединенный с выходом третьего элемента

И, измеритель отношения, входы которого соединены с выходами счетчиков 2 g.

Недостатками известного преобразователя являются невысокие точность и быстродействие.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия магнитострикционного преобразователя линейных скоростей в код.

Поставленная цель достигается тем, что в магнитострикционный преобразователь линейных скоростей в код, содержащий звукопровод, выполненный из магнитострикционного материала,. на концах. которого расположены демпферы, постоянные магниты, расположенные над катушкой записи, первой и .,второй катушками считывания, первая катушка считывания расположена на контролируемом объекте и соединена через первые усилитель-формирователь с S-входом первого RS-триггера и первым входом второго RS"триггера, вторая катушка считывания соединена через второй усилитель-формирователь с

S-входом третьего RS-триггера и вторым входом второго RS-триггера, тактовый генератор, выход которого соединен с R-sxozanm первого и третьего RS-триггеров и через формирователь импульсов записи - с катушкой. записи, генератор образцовой частоты, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с первым входом счетчика, введен элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а катушка записи и вторая катушка счи-, тывания расположены на контролируемом объекте вдоль эвукопровода, при-. чем первая и вторая катушки считывания расположены симметрично относи1109778 тельно катушки записи, выход тактового генератора соединен с вторым вхо-! дом счетчика, выходы первого и третьегб RS-триггеров соединены с входаmi элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом элемента И.

На чертеже представлена блок=схема преобразователя.

Магнитострикционный преобразователь линейных скоростей в код содержит 10 эвукопровод 1,. демпферы 2, катушку

3 записи, катушки 4 и 5 считывания, постоянные магниты 6-8, тактовый генератор 9, формирователь 10 импульсов записи, усилители-формирователи 15

11 и 12, RS-триггеры 13 и 14, элемент ИСКЗФОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15, элемент И

16, генератор 17 образцовой частоты, счетчик 18, RS-триггер 19.

Преобразователь работает следующим образом.

Тактовый генератор 9 запускает формирователь 10 .импульсов записи и одновременно устанавливает в нулевое состояние счетчик 18 и RS-триггеры

-13 и 14. формирователь 10 импульсов записи подает в катушку 3 записи импульс тока, в результате чего на .Участке эвукопровода 1, находящемся под катушкой 3, возникает ультразвуковая волна, распространяющаяся в обе стороны по звукопроводу 1 со скоростью V. Если подвижный объект дви|жется вправо со скоростью С, то через время t = ультразвуковая З5 а

Ч + С волна доходит до катушки 4 считыва" ния и наводит в ней импульс ЭДС, который после усиления и формирования . в усилителе-формирователе 11 устанавливает RS-триггер ° 13 в единичное 40 состояние. На выходе элемента 15 ус° !! танавливается уровень логической i, разрешающий прохождение через элемент И 16 импульсов частотой f!, с генератора 17 образцовой частоты в а счетчик 18, Через время t = — „ультразвуковая волна доходит до катушки

5 считывания. Сформированный импульс считывания устанавливает RS-триггер

14 в единичное состояние, на выходе элемента 15 устанавливается уровень логического 0 и прохождение импульсов в счетчик 18 прекращается.

В счетчике 18 оказывается записанным число, равное

Ndtf =(t -t ) f =(— — ) f а а о 2 1 о Ч-С Ч+С о

2аС

Ч1 2 о определяющее значение скорости подвижного объекта, RS-триггер 19 определения направления скорости вырабатывает знак в зависимости от взаимного расположения импульсов считывания во времени.

Знак на выходе RS-триггера 19 определения направления скорости и число

N в цифровом коде на выходе счетчика

18 являются выходными величинами преобразователя.. Далее цикл преобразования повторяется.

Точность увеличивается за счеФ того, что для получения результата необходимо измерение лишь одного временнОгО интервала a t

При этом погрешность составляет +Т .

Увеличение быстродействия обусловлено тем, что в преобразователе время цикла преобразования не зависит от длины звукопровода 1 и определяется лишь расстоянием а и максимальной скоростью подвижного объекта С„ „ и а составляет Т Ъ ч — с

Экономический эффект от примеиени предлагаемого изобретения определяет ся его техническими преимуществами.

1109778

Составитель А.Сидоренко

Редактор Н.Бобкова .Техред С.Мигунова Корректор В. Бутяга

Заказ 6088/36... Тираж 569 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