Дистанционный датчик линейных перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений при отсутствии доступа к датчику , например, для измерения величины раскрытия строительных швов и упругих деформаций монолитных бетонных сооружений. Цель изобретения - повышение точности, надежности и быстродействия. Датчик содержит индуктивный чувствительный элемент в Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений при отсутствии доступа к датчику, например для измерения величины раскрытия строительных швов и упругих деформаций монолитных бетонных сооружений. Цель изобретения - повышение надежности , быстродействия и точности при дистанционном измерении перемещений . виде дифференциальной секционированной катушки индуктивности, секции которой через коммутатор соединены с входом измерительного частотного преобразователя, блок управления коммутатором и формирователь разнополярных напряжений. Коммутатор выполнен в виде управляемого мультиплексора , ллок управления коммутатором выполнен в виде задающего генератора н двухразрядного счетчика импульсов . Выходы формирователя разнополярных напряжений соединены с шинами питания мультиплексора, управляющие входы которого соединены с выходами счетчика блока управления. Использование мультиплексора практически исключает влияние переходных сопротивлений , вносимых в частотнозависимую цепь, что повышает точность и надежность измерений. Использование разнополярного формирователя напряжений обеспечивает идентичность условия генерации во всех тактах измерения. 1 ил. На чертеже представлена принци- ) пиапьная электрическая схема предлагаемого датчика. Датчик содержит индуктивный чувствительный элемент 1, выполненный в виде дифференциальной санкционированной катушки 2 индуктивности с выходами 3-10 и подвижного сердечника 11, связанного с измеряемой величиной X. Управляемый коммутатор 12, выполненный в виде электронного двоичного мультиплексора, подключен своими вхоS (П оэ ND 00 СЈ

ССЮЭ СОВЕТСКИХ

NU

РЕСПУБЛИК (51)5 С О1 В 7/00

) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

На чертеже представлена принци> пиальная электрическая схема предлагаемого датчика.

Датчик содержит индуктивный чувствительный элемент 1, выполненный в виде дифференциальной са;-кционированной катушки 2 индуктивности с выходами 3-10 и подвижного сердечника 11, связанного с измеряемой величиной Х, управляемый коммутатор 12, выполненный в виде электрбнного двоичного мультиплексора, подключен своими вхоГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

r1O ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4477254/28 (22) 06.06,88 (46) 15 ° 02 ° 91. Бюл. 11 6 (71) Куйбышевский филиал Всесоюзного института по проектированию организации энергетического строительства нОргэнергострой" (72} В.С,Иванов и А.И.Черняев (53) 53!.717.7(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 475498, кл. G 01 В 7/14, 1975. (54) ДИСТАНЦИОНИ>!Й ДАТЧИК Л11НЕЙНЫХ

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений при отсутствии доступа к датчику, .например, для измерения величины раскрытия строительных швов и упругих деформаций монолитных бетонных сооружений, Цель изобретения повышение точности, надежности и быстродействия. Датчик содержит индуктивный чувствительный элемент в

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений при отсутствии доступа к датчику, например для измерения ве,личины раскрытия строительных швов и упругих деформаций монолитных бетонных сооружений.

Цель изобретения - повышение надежности, быстродействия и точности при дистанционном измерении перемещений, „.80„„1627819 A 1

2 виде дифференциальной секциониронанной катушки индуктивности, секции которой через коммутатор соединены с входом измерительного частотного преобразователя, блок управления коммутатором и формирователь разнополярных напряжений. Коммутатор выполнен в виде управляемого мультиплексора, блок управления коммутатором выполнен в виде задающего генератора и двухразрядного счетчика импульсов. Выходы формирователя разнополярных напряжений соединены с шинами питания мультиплексора, управляющие входы которого соединены с выходами счетчика блока управления. Испочьзование мультиплексора практически исключает влияние переходных сопротивлений, вносимых в частотнозависимую цепь, что повышает точность и надежность измерений. Использование разнополярного формирователя напряжений обеспечивает идентичность условия генерации во всех тактах измерения. 1 ил.

1627819 дами 13-20 к выходам 3-10 катушки 2.

Управляющие входы 21 и 22 коммутатора подключены к выходам 23 и 24 двоичного счетчика 25, вход которого подключен к выходу задающего генератора 26, соединенному с синхронизирующим входом управляемого коммутатора 12 ° Двоичный счетчик 25 совместно с задающим генератором 26 образует блок 27 управления. Выходы 28 и

29 управляемого коммутатора 12 подключены к входам измерительного частотного преобразователя 30, выходы которого подключены к входам формиро- 15 вателя 31 двух разнополярных напряжений, выполненного в виде двуплечево го последовательного RC-фильтра.

Выходы формирователя 31 подключены к линии 32 связи. 20

Датчик работает следующим образом.

В исходном состоянии сердечник l l занимает относительно секций катушки

2 положение, определяемое текущим значением измеряемой величины X. 3a 25 начальное положение Х условно принио мается положение сердечника 2, симметричное относительно секций 3"4 и 5-6 катушки 2. За положительное направление движения сердечника принимается направление по стрелке на чертеже.

Функция преобразования $ (х) датчика с достаточной точностью аппвожимируется .полиномом: = ах + Ьс + с, где а, Ь, с — случайные коэффициенты, зависящие от внешних мешающих факторов, Отличие текущих значений этих коэффициентов от номинальных определяет погрешности нелинейности (а), чувствительности (Ь), начального 40 уровня (с) ° Для исключения влияния трех нестабильных коэффициентов на результат измерения (х) в предлагаемом датчике проводятся 4 такта измеРения, в каждом из котоРых информа- 45 ция снимается с одной из четырех идентичных одна другой секций катушки

2: 3-4, 5-6, 7-8, 9-10. Соседние сек ции 3-4 и 7-8, а также 5-6 и 9-10 смещены одна относительно другой на известное расстояние Ь

При подаче по двухпг:эводной линии

32 связи на датчик напряжения постоянного тока от удаленного вторичного измерительно-регистрирующего прибо55 ра (не показано) на выходах формирователя 31 двухполярного напряжения формируются напряжения +U > и -U поступающие на соответствующие шины питания элементов датчик а. При этом двоичный счетчик 26 блока 27 управления устанавливается в исходное состояние, при котором на его выходах 23-2 и 24-2 устанавливаюто I ся сигналы нулевого уровня. При этом входы 13-А < и 14-В управляемого коммутатора 12 подключаются соответственно к выходам 3 и 4 катушки 2 индуктивности индуктивного чувствительного элемента 1, в результате чего к входам измерительного частотного преобразователя 30 подключается секция 3-4 катушки 2, а с его выхода в линию 32 связи поступает сигнал (электрический), частота 1< которого определяется величиной Х -Х

С приходом первого тактового импульса с задающего генератора 26 на

Т-вход двоичного счетчика 25 последний устанавливается в состояние, при о котором с его выхода 23-2 снимается сигнал высокого уровня, а с выхода

24-2" — сигнал нулевого уровня. При этом происходит переключение входов управляемого коммутатора 12: входы

13"А и !4-В отключаются от выходов

3 и 4 катушки 2, а входы 17-А и

18-В2 подаются к выходам 7 и 8 катушки 2 соответственно. В линию 32 связи поступает электрический сигнал с частотой " (, пропорцнональной величине Х вЂ” Х +h.

С приходом второго тактового импульса с задающего генератора 26 на

Т-вход двоичного счетчика 25 на его выходах 23-2ц и 24-2 устанавливают1 ся соответственно сигналы нулевого и высокого уровня, по которым входы

17 и 18 управляемого коммутатора !2 отличаются от выходов 7 и 8 катушки

2, а входы 19-В >и 20-Ау подключаются соответственно к выходам 9 и 10 катушки 2. В линию 32 связи поступает электрический сигнал с частотой,, пропорциональной величине Хо+Х - b .

С приходом третьего тактового импульса с задающего генератора 26 на

Т-вход двоичного счетчика 25 íà его выходах 23-2 и 24-2 устанавливаются сиг налы высокого уровня, по которым входы 19 и 20 управляемого коммутатора 12 отключаются от выходов

9 и 10 катушки 2, а входы 15-В и

l6-A< nog vwaevca соответственно к выходам 5 и 6 катушки 2 ° В линию 32

Выходные электрические сигналы датчика обрабатываются вторичным прибором, в котором реализуется алгоритм

Х 1" 4

Составитель И,Юрь«на

Техред Д,Олийнык Корректор М,Поко

Редактор Ю.Середа

Заказ 329 Тираж 381 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Мвсква, Ж-35 ° Рауаская наб., д. 4/5

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

$ 16278 связи поступает сигнал с частотой пропорциональной величине Х +Õ.

Подключение секций катушки 2 в частотно-зависимую цепь измерительного частотного преобразователя осуществляется с помощью бесконтактного электронного коммутатора, в связи с чем практически исключается влияние переходных активных сопротив« лений, вносимых в частотно-зависимую 2О цепь, значениями и вариациями которых можно пренебречь, не происходит изменения добротности частотно-зависимой цепи в различных тактах, значительно увеличивается и надежн сть . 25 датчика, 19

6 формула изобретения

Дистанционный датчик линейных перемещений, содержащий индуктивный чувствительный элемент в виде дифференциальной секционированиой катушки нндуктивностн, секции которой через коммутатор соединены с входом измерительного частотного преобразователя, и блок управления коммутатором,отличающийся тем, что, с целью повьппения надежности, быстродействия и точности измерения, он снабжен формирователем раэнополярных напряжений, коммутатор выполнен в виде управляемого мультиплексора, а блок управления выполнен в виде задающего генератора н двухраэрядного счетчика импульсов, выходы которого соединены с управляющими входами мультиплексора, синхрониэирующий вход которого соединен с выходом задающего генератора, а выходы формирователя разнополярных напряжений соединены с соответствующими шинами питания мультиплексора.