[go: up one dir, main page]

SU1515403A1 - Differential converter of linear displacement into code - Google Patents

Differential converter of linear displacement into code Download PDF

Info

Publication number
SU1515403A1
SU1515403A1 SU864149054A SU4149054A SU1515403A1 SU 1515403 A1 SU1515403 A1 SU 1515403A1 SU 864149054 A SU864149054 A SU 864149054A SU 4149054 A SU4149054 A SU 4149054A SU 1515403 A1 SU1515403 A1 SU 1515403A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
converter
digital
input
output
code
Prior art date
Application number
SU864149054A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Иванович Годунов
Станислав Борисович Демин
Original Assignee
Пензенский Политехнический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Пензенский Политехнический Институт filed Critical Пензенский Политехнический Институт
Priority to SU864149054A priority Critical patent/SU1515403A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1515403A1 publication Critical patent/SU1515403A1/en

Links

Landscapes

  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к технике измерений и контрол  линейных перемещений, а именно к магнитострикционным преобразовател м линейных перемещений с логометрическим преобразованием, и позвол ет повысить быстродействие измерени  линейного перемещени . Это достигаетс  вследствие использовани  способа преобразовани , при котором выделенный интервал линейного перемещени  заполн ют ЛЧМ-импульсами (ЛЧМ - линейна  частотна  модул ци ), производ т синхронное измерение мгновенных частот в его крайних точках и вычисл ют их разность. Преобразователь содержит магнитострикционный датчик 1 линейных перемещений, состо щий из струнного магнитострикционного канала 2 передачи, двух акустических поглотителей 3 и 4, стабилизатора 5 раст гивающих усилий, элемента 6 записи электромагнитного возбуждени , двух неподвижных элементов 9 и 10 считывани , преобразовател  11 напр жение-ток, двух усилителей 12 и 13 чтени , и цифровой канал преобразовани , состо щий из генератора 15 качающейс  частоты, двух аналого-цифровых формирователей чтени  16 и 17, схемы 18 синхронизации, цифрового преобразовател  19 отношени  частот в код и триггера 20 управлени . Преобразователь предназначен дл  использовани  в скоростных роботизированных системах дл  контрол  линейных перемещений объектов с асинхронным управлением. 2 ил.The invention relates to a technique for measuring and controlling linear displacements, namely, magnetostrictive linear displacement transducers with a ratiometric transformation, and allows to increase the response speed of a linear displacement measurement. This is achieved by using a conversion method in which the selected linear motion interval is filled with chirp pulses (chirp - linear frequency modulation), synchronous measurement of the instantaneous frequencies at its extreme points is made, and their difference is calculated. The converter contains a magnetostrictive linear displacement sensor 1, consisting of a stringed magnetostrictive channel 2 of transmission, two acoustic absorbers 3 and 4, a stabilizer 5 of tension, a recording element 6 of electromagnetic excitation, two fixed elements 9 and 10 of reading, a voltage-current converter 11 , two amplifiers 12 and 13 of reading, and a digital conversion channel, consisting of a oscillating frequency generator 15, two analog-digital read drivers 16 and 17, a synchronization circuit 18, a digital converter 19 ovatel ratio frequency code and the trigger control 20. The converter is intended for use in high-speed robotic systems for controlling linear movements of objects with asynchronous control. 2 Il.

Description

Изобретение относитс  к электромеханическому преобразованию результатов измерени , а именно к дифференциальным преобразовател м линейных перемещений в код.The invention relates to an electromechanical conversion of measurement results, namely, to differential transducers of linear displacements into a code.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  измерени  перемещени .The purpose of the invention is to increase the speed of movement measurement.

На фиг. 1 приведена функциональна  схема дифференциального преобразовател  линейных перемещений в код; на фиг. 2 - временна  диаграмма его работы.FIG. 1 shows a functional diagram of a differential linear transducer to code; in fig. 2 - time diagram of his work.

Дифференциальный преобразователь линейньх перемещений в код содержит магнитострикционный датчик 1 линейных перемещений, состо щий из струнного магннтос грикционного канала 2 переда чи (магнитовод). акустических поглотителей 3 и 4, пассивного стабилизатора 5 раст гивающих усилий, подвижного элемента 6 записи электромаг нитного возбуждени  с магнитным пол- зуноМ 7 из магнитной жидкости и элементов 8 подмагничивани , двух непод вижных дифференциальных элементов 9 и 10 считывани , преобразовател  11 напр жение - ток и двух усилителей 12 и 13 чтени , и цифровой канал 14 преобразовани , состо щий из генератора 15 качающейс  частоты, двух аналого-цифровых формирователей 16 и 17 чтени , cxeNflii 18 синхронизации, цифрового преобразовател  19 отношени  частот в код и триггера 20. а также парную входную шину 21 управлени , первую выходную шину 22 запроса, вторую входную иину 23 подтверждени , вторую выходную разр дную шину 24 ре зультата и третью выходную шину 25 синхронизации.The differential transducer of linear displacements into a code contains a magnetostrictive transducer 1 of linear displacements consisting of a string magnet of a grip channel 2 of the transmission (magnet). acoustic absorbers 3 and 4, passive stabilizer 5 tensile forces, movable element 6 of electromagnetic excitation recording with magnetic slider 7 of magnetic fluid and biasing elements 8, two motionless differential elements 9 and 10 of reading, voltage converter 11 - current and two reading amplifiers 12 and 13, and a digital conversion channel 14, consisting of a oscillating frequency generator 15, two analog-to-digital reading drivers 16 and 17, a synchronization digital converter 19 stot in code and trigger 20. The steam inlet and control bus 21, a first output bus 22 request, a second input 23 iinu acknowledgment, a second output bit line 24 and a third re result output bus 25, synchronization.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Первоначально устройство устанавливают в исходное состо ние. По цифровому сигналу Разрешение (фиг.2а) поступающему по первой входной шине 21 управлени  на вход управлени  генератора 15 качающейс  частоты, производитс  перевод устройства в режим работы. Осуществл етс  запуск генератора 15 качающейс  частоты. На его выходах формируютс  опорные синхросигналы опорной частоты (фиг. 2ж), которые проход т на вход схемы 18 синхронизации, ЛЧМ-импульсные сигналы опроса (ЛЧМ - линейна  частотна  модул ци ) частоты, которые проход т на вход преобразовател  11 напр же Initially, the device is reset. Using a digital signal of resolution (fig. 2a), the incoming through the first input control bus 21 to the control input of the oscillating frequency generator 15 is transferred to the operation mode. The oscillating frequency generator 15 is started up. At its outputs, reference frequency sync signals (Fig. 2g) are generated, which pass to the input of synchronization circuit 18, chirped interrogation signals (chirp - linear frequency modulation) frequencies, which pass to the input of converter 11 for example

10ten

2020

2525

30thirty

3535

4040

4545

5050

5555

ние - ток, установленного в корпусе магнитострикционного датчика 1 линейных перемещений, выполненного дифференциальным (фиг. 1).vin is the current installed in the case of the magnetostrictive sensor 1 of linear displacements made differential (Fig. 1).

Сигналы опроса возбуждают (запускают ) преобразователь 11 напр жение - ток и на его выходе формируютс  соот- ветствуюише токовые импульсы записи, которые проход т через активную среду малоиндуктивного элемента 6 записи с магнитным ползуном 7 из магнитной жидкости и элементом 8 посто нного подмагничивани , установленного соос- но со струнным магкитострикционным ,каналом 2 передачи (магнитоводом). В результате под элементом 6 записи в зоне контакта магьмтного ползуна 7 и магнитовода возбуждаютс  частотные ультразвуковые импульсы механической деформации вследствие пр мого магнитострик1;1;иоиного преобразовани  (эффект Джоул ), распростран ющиес  в обе стороны со скоростью перемаг- ничивани  магиитоволта.Interrogation signals energize (trigger) voltage converter 11 - a current and correspondingly current write pulses that pass through the active medium of a low-inductance recording element 6 with a magnetic slider 7 from a magnetic fluid and a constant biasing element 8 set coaxially are generated at its output. - but with a stringed magkitostrictive, channel 2 transmission (magnetic conductor). As a result, frequency ultrasonic pulses of mechanical deformation due to direct magnetostrick1; 1; joining (Joule effect) propagating in both directions with magnetotolt re-magnetization speed are excited under the recording element 6 in the contact zone of the magnetic slider 7 and the magnetic guide.

В следующие моменты времени частотные ультразвуковые зондирующие импульсы проход т по магнитоводу под неподвижно установленными элементами 9 и 10 считывани , которые, например, могут быть выполнепы с использованием индуктивностей магии точувствительных тензочувствительных элементов, и навод т на их выходах соответствующие частотные импульсы напр женид считывани  вследствие обратного м.чгнито- стрикционного преобразовани  (stjKjjeKT Виллари). Далее зондируюгцие ультразвуковые импульсы исгштывают полное акустическое поглощение ка акустических поглотител х 3 и 4, исключа  образование в магнитоводе магнитострикционного датчика 1 линейных перемещений устройства волн отражени .At the following times, the frequency ultrasonic probe pulses pass through the magnetic conductor under the fixedly mounted reading elements 9 and 10, which, for example, can be performed using the inductances of the magic of the sensitive-sensitive stress-sensitive elements, and the corresponding frequency pulses of the reading voltage due to the reverse m. chignostriction transformation (stjKjjeKT Villari). Next, the probing ultrasound pulses detect the total acoustic absorption of acoustic absorbers 3 and 4, excluding the formation in the magnetostatic magnetostrictive sensor 1 of linear movements of the device of reflection waves.

Наведенные частотные импульсы считывани  с выходов первого и второго дифференциальных элементов 9 и 10 считывани  проход т соответственно на входы первого и второго усилителей 12 и 13 чтени  и формируют на их вьгходах цифровые ЛЧМ-им пульсы считывани  (фиг. 2а-е), которые поступают на вход аналого-цифровых формирователей 16 и 17 чтени , цифрового канала 14 преобразовани  устройства.The induced frequency read pulses from the outputs of the first and second differential elements 9 and 10 read, respectively, to the inputs of the first and second read amplifiers 12 and 13 and form on their inputs, digital chirp read pulses (Fig. 2a-e), which arrive at the input of analog-digital shapers 16 and 17 reading, digital channel 14 conversion device.

По первой выходной шине 22 запроса устройства выставл етс  цифровой сигнал Запрос (фиг, 2б), в ответ на который через врем  реакции потреби515On the first output bus 22 of the device request, a digital signal is sent to the Request (FIG. 2b), in response to which, through the response time, the consumer is

тел  информации, например мини- или микро-ЭВМ, по второй входной шине 23 подтверждени  выставл етс  цифровой импульсньн сигнал Подтверждение (фиг. 2в). По этому сигналу производитс  переключение триггера 20 управлени  в единичное состо ние, что вызывает сн тие сигнала Запрос по первой выходной шине 22 запроса устройства , и разблокирование входов аналого-цифровых формирователей 16 и 17 чтени  и схемы 19 синхронизацииInformation bodies, for example, mini- or micro-computers, receive a digital pulse signal on the second confirmation bus 23, a confirmation signal (Fig. 2c) is set. This signal is used to switch the control trigger 20 to a single state, which causes the signal to be removed. Request the first output bus 22 of the device request, and unlock the inputs of the analog-digital drivers 16 and 17 of the reading and synchronization circuit 19.

Через аналого-цифровые формирователи 16 и 17 чтени  соответственно на первый и второй информаи онные входы цифрового преобразовател  19 отношение частот в,код проход т импульсы считывани , а на. выходе схемы 18 синхронизации формируетс  синхроимпульс , по которому производитс  г1синхронный запуск цифрового преобразовател  19 отношени  частот в код, выпо.чн ющий измерение мгновенных частот с последугап1им вычислением цифрового кода линейного перемещени  который проходит во вторую выходную разр дную uttiHy 24 результата.The analog-digital read drivers 16 and 17, respectively, to the first and second information inputs of the digital converter 19, the ratio of the frequencies, the code passes the read pulses, and on. The sync pulse is generated at the output of the synchronization circuit 18, which is used to start synchronizing the digital frequency converter 19 into the code, which measures the instantaneous frequencies and then calculates the digital linear shift code that passes to the second output discharge digit 24 of the result.

В конце цикла преобразовани  на си 1хровьгходе цифрового преобразовател  19 отношени  частот в код формируетс  цифровой синхросигнал Синхронизаци  (фиг. 2з), который проходит в третью выходную шину 25 синхронизации устройства. По этому же синхросигналу производитс  переключение в исходное (нулевое) состо ние триггера 20 управлени , что приводит к блокированию входов вторичных усилителей-формирователей 16 и 17 и схемы 18 синхронизации и выставлению сигнала Запрос по первой выходной шине 22 запроса устройства.At the end of the conversion cycle, a digital synchronization signal (Fig. 2h) is generated on the 1xhp-down of the ratio-to-code converter 19 of the frequency converter, which passes to the device's third synchronization output bus 25. The same sync signal is used to switch to the initial (zero) state of control trigger 20, which leads to blocking the inputs of secondary amplifiers-formers 16 and 17 and the synchronization circuit 18 and setting the request on the first output bus 22 of the device request.

На этом цикл преобразовани  устройства заканчиваетс  и оно подготовлено к очередному циклу преобразовани , который начинаетс  с приходом цифрового импульсного сигнала Подтверждение и выполн етс  без изменени .This completes the device conversion cycle and is prepared for the next conversion cycle, which begins with the arrival of the digital pulse signal and is executed without modification.

Таким образом, при времени реакци потребител  информации t р - О использование данного подхода обработки измерительной информации перемещени  делает преобразователь быстро- действуюпшм устройством, в которомThus, at the time of reaction of the information consumer t p - O, the use of this approach of processing the measurement information of the displacement makes the converter a fast-acting device, in which

3636

сит только от времени Трр выполнени  преобразовани  частота - код и не зависит от времени Т трансл ции зондирующей магнитоупругой волны через звукопровод, т.е, имеет в (1, Т,/Тр) раз более высокое быстродействие по сравнению с прототипом. При этом имеет место стабилизаци  времени измерени  линейных перемещений Т„ Т , что способствует расширению области технического приложени  устройства.It sorts only from the time Trp of the frequency-to-frequency conversion and does not depend on the time T of translation of the probing magnetoelastic wave through the conductor, i.e., has (1, T, / Tr) times higher speed than the prototype. In this case, the time of measurement of linear displacements T перемещ T stabilizes, which contributes to the expansion of the area of technical application of the device.

5five

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Дифференциальный преобразователь линейных перемещений в код, содержащий магнитострикционный канал передачи , выполненный с двум  акустически- ми поглотител ми на концах и сопр женный через подвижный элемент под- магничивани , установленный соосно с магни-тострикционным каналом передачи, с выходом преобразовател  напр жение - ток и сопр же1П ый с первым и вторым дифференциальными элементами считьшани , подключенными выходами соответственно через первый и второй усилители чтени  к выходам первого и второго аналого-цифровых фор мровате- лей чтени , генератор опроса, подключенный первым выходам к входу преобразовател  напр жение - ток и вторым выходом - к первому входу схемы синхронизагщи, отличающий- с   тем, что, с целью пoвьшJeни  быстродействи  измерени  перемещени  в него введены цифровой преобразователь отношени  частот в код и триггер , а генератор опроса выполнен в виде генератора качающейс  частоты, причем выходы первого и второго аналого-цифровых формирователей чтени  подключены к первому и второму входам цифрового преобразовател  отношени  частот в код, подсоединенного третьим входом к выходу схемы синхронизации, соединенной вторым входом с соединенными между собой уп- равл нидими входами первого и второго аналого-цифровых преобразователей чтени  и выходом триггера, подключенного входом к синхронизирующему выходу цифрового преобразовател  отношени  частот в код, выходы которого  вл ютс  выходами преобразовател , а второй вход триггера  вл етс Differential linear displacement transducer into a code containing a magnetostrictive transmission channel, made with two acoustic absorbers at the ends and interfaced through a moving magnetizing element, mounted coaxially with a magnetostrictive transmission channel, with the output of a voltage converter — current and coupling the same with the first and second differential elements of the links connected by the outputs, respectively, through the first and second reading amplifiers to the outputs of the first and second analog-digital forms readable data, the interrogator, connected to the output of the voltage converter - current and the second output - to the first input of the synchronizer circuit, characterized in that, in order to improve the speed measurement of movement, a digital frequency ratio converter is entered into the code and a trigger, and the polling generator is designed as a oscillating frequency generator, with the outputs of the first and second analog-digital reading drivers being connected to the first and second inputs of the digital frequency ratio to code converter, under connected by a third input to the output of a synchronization circuit connected by a second input to interconnected control inputs of the first and second analog to digital read converters and trigger output connected by the input to the clock output of the digital converter of the frequency ratio to the code whose outputs are the outputs of the converter and the second trigger input is врем  измерени  Т„ перемещени  зави- управл ющим входом преобразоватгл .the measurement time T перемещ of the movement by the control input of the transducer. (2)(2) д 12 в 13d 12 to 13 W15{1 3 25W15 {1 3 25 И I I И I М I I ГМ I I I М I I I I I I I I I I I I I I М I I I I II }I I I I I I I I GM I I I I I I I I I I I I I I I I I M I I I I II} JTJt пP пP JLJl /V,, /ХР, Nji/ V ,, / XP, Nji пP JLJl Фиг.22
SU864149054A 1986-11-14 1986-11-14 Differential converter of linear displacement into code SU1515403A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864149054A SU1515403A1 (en) 1986-11-14 1986-11-14 Differential converter of linear displacement into code

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864149054A SU1515403A1 (en) 1986-11-14 1986-11-14 Differential converter of linear displacement into code

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1515403A1 true SU1515403A1 (en) 1989-10-15

Family

ID=21268238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864149054A SU1515403A1 (en) 1986-11-14 1986-11-14 Differential converter of linear displacement into code

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1515403A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 668103, кл. Н 04 R 15/00, 1979. Авторское свидетельство СССР К 1285631, кл. Н 04 R 15/00, 1985. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1515403A1 (en) Differential converter of linear displacement into code
EP0611953A1 (en) Length measuring apparatus
SU1394033A1 (en) Linear displacement transducer
RU2039930C1 (en) Ultrasonic displacement transducer
RU2189009C2 (en) Ultrasonic converter of linear displacement
SU1437998A1 (en) Converter of linear displacement speed
SU1765690A1 (en) Ultrasonic displacement transducer
SU1285631A1 (en) Versions of linear shift converter
SU1620834A1 (en) Ultrasonic meter of displacements
SU1534308A1 (en) Ultrasonic meter of motion parameters
SU1747892A1 (en) Ultrasonic linear displacement rate sensor
RU2097916C1 (en) Movement-to-code module converter
SU1504507A1 (en) Instrument transducer of linear displacement
SU1613855A1 (en) Ultrasonic transducer of parameters of motion
RU2227896C2 (en) Displacement-to-time interval conversion method
RU2006793C1 (en) Ultrasound converter of linear movements
SU1564727A1 (en) Position-to-code converter
RU2035692C1 (en) Ultrasonic displacement transducer
SU1552002A1 (en) Instrument transducer of linear displacements
RU2125708C1 (en) Inductive device measuring linear movements
RU2100775C1 (en) Transducer of object linear displacements
SU1758429A1 (en) Displacement measuring device
SU1589051A1 (en) Instrument transducer of linear displacements
RU2299401C2 (en) Ultrasound transformer of angular displacements
SU1040324A1 (en) Device for measuring displacements