SU1619009A1 - Устройство дл измерени рассто ни до металлической поверхности - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  зазора между объектом и металлической поверхностью, например между головкой рельса и транспортным средством на магнитном подвесе. За счет введени  интегратора 6, к входу которого подключена кодоуправл ема  проводимость 10, а к выходу - блок 8 выборки-хранени , обеспечиваетс  расширение области применени  устройства, которое может работать в более широком диапазоне температур в услови х сильных электромагнитных помех. 1 ил.

Description

Ё

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  зазора.

Цель изобретени  - расширение области применени  за счет возможности использовани  в широком диапазоне температур и в услови х сильных электромагнитных помех.

На чертеже приведена блок-схема устройства дл  измерени  рассто ни  до металлической поверхности.

Устройство содержит датчик 1 рассто ни  с автогенератором 2, преобразователь 3 частоты, первый вход которого соединен с выходом опорного генератора 4, усилитель- ограничитель 5, включенный на выходе преобразовател  3, интегратор б, вход которого соединен через масштабный резистор 7 с выходом усилител -ограничител  5, блок 8 выборки-хранени , сигнальный вход которого подключен к выходу интегратора, одно- вибратор 9, включенный между выходом усилител -ограничител  5 и управл ющим входом блока 8 выборки-хранени , кодоуп- равл емую проводимость 10, сигнальный вход которой подключен к выходу блока 8 выборки-хранени , а выход - к входу интегратора 6, и преобразователь 11 временных интервалов в код, сигнальный вход которого подключен к выходу опорного генератора 4, тактирующий вход - к выходу усилител -ограничител  5, а выход - к управл ющему входу кодоуправл емой проводимости 10.

Устройство работает следующим образом .

Пусть в начальный момент времени t 0 датчик 1 находитс  на таком рассто нии от металлической поверхности, при котором частоты fr и ton автогенератора 2 и опорного генератора 4 равны между собой, на выходе устройства сигнал равен нулю, так как дл  суммарной частоты fr + ton на выходе преобразовател  3 интегратор 6  влгетс  фильтром низких частот, а разностна  частота fr- fon 0, так как fr ton.

При изменении положени  датчика 1 по отношению к металлической поверхности, рассто ние до которой измер етс , автогенератор 2 измен ет частоту до fr + fni, так как измен етс  волновое сопротивление отрезка длинной линии, используемой в качестве датчика, задающего частоту автогенератора 2. На выходе преобразовател  3 разностна  частота не равна нулю, а составл ет величину f fr + fHi -fr fHi, причем тнтЈ 6 fr. Усилитель-ограничитель 5 формируетмз частоты fni последовательность пр моугольных импульсов, имеющих период Т -- 1/Тн1 и посто нную амплитуду Uax.

С приходом первого импульса последе вательности flti на вход интегратора б последний интегрирует входное напр жение и на его выходе формируетс  напр жение Uu.

В момент времени t Т значение U,/. записываетс  в блок 8 за интервал времени ta Т, где tu - врем  выборки блока 8. Управл ющий импульс выборки формируетс  одно- вибратором 9, запускаемым передним

фронтом импульса с выхода усилител -ограничител  5.

С приходом на вход интегратора 6 второго импульсч последовательности fHi интегратор 6 производит интегрирование как

напр жени  Uex, так и значени  напр жени  Uu, полученного в предыдущем такте, причем величина сигнала на выходе кодоуправл емой проводимости 10, поступающего на вход интегратора 6, определ етс  величиной проводимости кодоуправл емой проводимости 10, пропорциональной величине цифрового кодв, поступающего на его управл ющий вход, причем код соответствует длительности временного интервала (периода ) Т ; последовательности fHi, поступающей на частотный вход преобразовател  11, Код на выходе последнего формируетс  зз период квантовани  Т, задаваемый ч а его стробирующем входе с

выхода усилктел -ограничител  5. На выходе олока 8 выборки-хранени  формируетс  напр женке, соответствующее установленному рассто нию Н от датчика до металлическом поверхности.

Пусть теперь датчик 1 находитс  на рассто нии 2 ii от металлической поверхности , Fro волновое сопротивление измен етс  и приобретает значение Л/2 - Wi, а знзчкт частота генерации автогенератора 2 fri Таким образом, на выходе преобразовател  3 получают новое значение разностной частоты тн2, м усилитель-ог- раничитель 5 формирует импульсную последовательность fH2 с периодом Та & Ti.

Интегрирование интегратором 6, выборка информации блоком 8, формирование коротких импульсов одновибратором 9 и преобразование временного интервала в код преобразовател  11 происход т так же, как

и дл  последовательности fHi, с той лишь разницей, что величина проводимости кодоуправл емой проводимости 10 дз gi, на выходе устройства напр жение соответст- зует новому периоду Т2. т. е. новому рассто нию 2 от датчика до металлической поверхности.

Таким образом, каждому значению рассто ни  I до металлической поверхности со- ответствуег сво  зьачеь з волнового

сопротивлени  датчика 1, выполненного в виде элемента с распределенными параметрами - отрезка длинной линии, а значит сво  частота генерации fr автогенератора 2, что соответствует определенной низкой разностной частоте fH. Каждый импульс этой последовательности интегрируетс  интегратором 6 с весовым коэффициентом К1 К/дцИуп. где К - коэффициент пропорциональности , дциуп - текущее значение проводимости 10. таким образом, что выходное напр жение устройства соответствует определенному значению рассто ни  I, причем процесс интегрировани  происходит быстро за счет запоминани  в блоке 8 предыдущего проинтегрированного значени  входного импульса и подачи этого значени  по цепи обратной св зи на управл емый вход интегратора 6.

ДО

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  рассто ни  металлической поверхности, содержащее датчик рассто ни  с автогенератором, опорный генератор, преобр :ин  тель частоты , первый вход которого соединен с выходом опорного генератора, а второй с выходом автогенератора , и усилитель-ограничитель, включенный на выходе преобразовател , отличающеес  тем, что, с целью расширени  области применени , оно снабжено интегратором, вход которого соединен через масштабный резистор

   с выходом усилител -ограничител , блоком выборки-хранени , сигнальный вход которого подключен к выходу интегратора, одновибратором, включенным между выходом усилител -ограничител  и управл ющим входом блока выборкихранени , кодоуправл емой проводимостью, сигнальный вход которой подключен к выходу блока выборки-хранени , а выход - к входу интегратора , и преобразователем временных интервалов в код, сигнальный вход которого

   подключен к выходу опорного генератора, тактирующий вход - к выходу усилител  ограничител , а выход подключен к управл ющему входу кодоуправл емой проводимости.