SU1309313A1 - Magnetostrictive displacement-to-digital converter - Google Patents
Magnetostrictive displacement-to-digital converter Download PDFInfo
- Publication number
- SU1309313A1 SU1309313A1 SU853993030A SU3993030A SU1309313A1 SU 1309313 A1 SU1309313 A1 SU 1309313A1 SU 853993030 A SU853993030 A SU 853993030A SU 3993030 A SU3993030 A SU 3993030A SU 1309313 A1 SU1309313 A1 SU 1309313A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- waveguide
- controlled
- magnetostrictive
- amplifier
- Prior art date
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к автоматике , в частности к устройствам. преобразующим механические перемещени в цифровой код. Цепь изобретени - повышение точности магнитост- рикционного преобразовател перемещени в код - достигаетс тем, что сосредоточенна обмотка 3 (возбуждени ) размещена посередине магнито- стрикционного волновода 1 Ь-образной формы, на параллельных участках которого размещены распределенные обмотки 4, 5, запитанные через разв зьтаю- щий элемент, вьшолненный на дросселе 12, посто нным током от источника 11 посто нного тока. На концах волновода 1 установлен демпфер 2. Между па/ / Нг S Н2 7- ж llv-г 2 Т/гЩЬ; rrrfr-f f Г Г Г V S (Л Ш2Х S Н2 2 Г Г Г V 2 00 о со оэ оо puz.JThe invention relates to automation, in particular to devices. converts mechanical movements to digital code. The circuit of the invention — an increase in the accuracy of the magnetostrictive displacement transducer into the code — is achieved by the fact that the concentrated winding 3 (excitation) is placed in the middle of the magnetostrictive waveguide 1 L-shaped, in parallel sections of which are distributed windings 4, 5 fed - an element executed on the choke 12 with a direct current from the source 11 of the direct current. At the ends of the waveguide 1, a damper 2 is installed. Between the pa / / Ng S H2 7-x llv-g 2 T / gsch; rrrfr-f f Г Г Г V S (Л Ш 2Х S Н2 2 Г Г V V 2 00 о со о о о puz.J
Description
130130
раллельными участками волновода 1 размещены жестко соединенные между собой посто нные магниты 6, 7, изменение зазора между каждым из которых и соответствующим участком волновода 1 обеспечивает различные знаки напр - женностей магнитного пол подмагничи- вани и равенство их абсолютных значений . Импульс опроса с генератора 8 опроса поступает в обмотку 3, в намагниченном магнитострикционном волноводе 1 возникает ультразвуковой импульс , который распростран етс поParallel sections of waveguide 1 are permanently connected permanent magnets 6, 7, changing the gap between each of them and the corresponding section of waveguide 1 provides different signs of the magnetic field strength of the magnetic field and the equality of their absolute values. The interrogation pulse from the interrogation generator 8 enters the winding 3, an ultrasonic pulse arises in the magnetized magnetostrictive waveguide 1, which propagates along
1one
Изобретение относитс к автоматике , в частности к устройствам, преобразующим механические перемещени в цифровой код.The invention relates to automation, in particular to devices that convert mechanical movements into a digital code.
Цель изобретени - повышение точности магнитострикционного преобразовател перемещени в код.The purpose of the invention is to improve the accuracy of the magnetostrictive displacement transducer to the code.
На фиг. 1 изображена схема преобразовател j на фиг, 2 - графики распределени напр женности магнитного пол подмагничивани вдоль магнитострикционного волновода.FIG. Figure 1 shows a diagram of a converter j in FIG. 2, graphs of the distribution of the magnetic field strength of a bias along a magnetostrictive waveguide.
Магнитострикционный преобразова- тель перемещени в код содержит маг- нитострикционный волновод 1 и-образ- ной формы, демпфер 2, сосредоточенну обмотку 3 возбуждени , распределенные обмотки 4 и 5 считывани , посто нные магниты 6 и 7, жестко св занные между собой, генератор 8 опроса, управл емые усилители 9 и 10 переменного тока, выполненные с дискретно регулируемым коэффициентом усилени , источник 11 посто нного тока, разв зывающий элемент, выполненный на дросселе 12, вычитатель 13, и преобразователь 14 временного интервала в код.The magnetostrictive displacement transducer in the code contains a magnetostrictive waveguide 1 and a-shaped form, a damper 2, a concentrated excitation winding 3, distributed reading windings 4 and 5, permanent magnets 6 and 7 rigidly connected to each other, generator 8 interrogation, controlled amplifiers 9 and 10 of alternating current, made with a discretely adjustable gain factor, a direct current source 11, a decoupling element, made on a choke 12, a subtractor 13, and a time interval to code converter 14.
Преобразователь работает следующи образом,The converter works as follows,
В сосредоточенную обмотку 3 возбуждени подаетс импульс тока с генератора 8 опроса. Одновременно сигнал генератора 8 опроса подаетс на первый вход преобразовател 14 временных интервалов в код. Волновод 1 находитс в магнитрнасьщенном состо 13A current pulse from the interrogation generator 8 is supplied to the centered excitation winding 3. At the same time, the signal from the polling generator 8 is fed to the first input of the converter 14 time slots in the code. Waveguide 1 is in magnetic state 13
параллельным участкам волновода 1 до места нахождени посто нных магнитов 6, 7. При прохождении импульса под посто нными магнитами 6, 7 в каждой из распределенных обмоток 4, 5 возникает импульс, поступающий на соответствующий усилитель 9, 10 переменного тока. На выходе вычитател 13 формируетс импульс удвоенной амплитуды , прекращающий работу преобразовател 14 временного интервала в код которьй был запущен импульсом генератора 8 опроса. 2 ил.parallel to the sections of the waveguide 1 to the location of the permanent magnets 6, 7. When a pulse passes under the permanent magnets 6, 7, a pulse is generated in each of the distributed windings 4, 5, arriving at the corresponding amplifier 9, 10 of alternating current. At the output of the subtractor 13 a pulse of double amplitude is formed, stopping the operation of the converter 14 of the time interval in the code that was started by the pulse of the polling generator 8. 2 Il.
5five
00
5five
00
5five
НИИ, обеспечиваемом путем подачи тока в распределенные обмотки 4 и 5 от источников 11 посто нного тока. Работа волновода 1 в режиме магнитного насыщени характерна тем, что воздействие ударов и вибраций практически не вли ет на точность работы, так как уменьшаетс вли ние акустических помех. Это означает, что в распределенных обмотках 4 и 5 значительно уменьшаетс ЭДС при воздействии ударов и вибрации на всех участках волновода , где он находитс в режиме магнитного насыщени .Scientific research institutes, provided by supplying current to distributed windings 4 and 5 from sources 11 of direct current. The operation of waveguide 1 in the magnetic saturation mode is characterized by the fact that the impact of shocks and vibrations has almost no effect on the accuracy of operation, since the effect of acoustic noise is reduced. This means that in distributed windings 4 and 5, the emf is significantly reduced when exposed to shock and vibration in all parts of the waveguide, where it is in the magnetic saturation mode.
ЭДС в распределенных обмотках 4 и 5 наводитс при некоторых значени х напр женности Н магнитного пол под- .магничивани , а максимальное значение этой ЭДС устанавливаетс при некоторых оптимальных значени х напр женности НОРТ и (фиг, 2) подмаг- ничиваний, которые достигаютс на участках i, 1+1 длины t параллельных участков волновода 1, расположенных в зонах посто нных магнитов 6 и 7. При этом (фиг. 2), например, напр - женность Нррт магнитного пол на участке i псшожительна, а Нд на участке i+1 отрицательна вследствие размагничивающего действи пол посто нных магнитов 6 и 7, что может быть реализовано путем задани разных воздушных зазоров rf и $ между посто нными магнитами 6 и 7 и волноводом 1, Кроме того, увеличиваетс точность преобразовател за счет уменьшени температурной нестабиль313093The EMF in the distributed windings 4 and 5 is induced at some values of the magnetic field H strength of the magnetic field, and the maximum value of this EMF is established at some optimal values of the magnetic strength of the NORTH and (FIG. 2) magnetizations that are achieved in the areas i, 1 + 1 of the length t of the parallel sections of the waveguide 1, located in the zones of permanent magnets 6 and 7. At the same time (Fig. 2), for example, the strength of the magnetic field of the magnetic field in section i is psychological, and Nd in section i + 1 negative due to demagnetizing effect permanent magnets 6 and 7, which may be implemented by defining different clearances rf $ and between the permanent magnets 6 and 7 and the waveguide 1, Further, the accuracy of the converter is increased by reducing the temperature nestabil313093
ности вследствие меньшего изменени due to less change
модул Юнга Е, а следовательно, и скорости звука V в волноводе 1 от температуры, которые св заны следующим отношениемYoung's modulus E, and consequently, the speed of sound V in waveguide 1 versus temperature, which are related by
где V - скорость звука в волноводе 1-, Е - модуль Юнга материала волно- where V is the speed of sound in the waveguide 1-, E is the Young's modulus of the material
вода 1iwater 1i
р - плотность материала волновода 1.p is the density of the material of the waveguide 1.
Ультразвукова волна, возникающа в волноводе 1, вследствие пр мого магнитострикционного эффекта, распростран сь по волноводу 1 в обе стороны от обмотки 3, достигает участков i, i+1, наход щихс в зоне посто нных магнитов 6 и 7, наводит в распреде- ленных обмотках 4 и 5 ЭДС вследствие обратного магнитострикционного эффекта .The ultrasonic wave arising in waveguide 1, due to the direct magnetostrictive effect, propagating through waveguide 1 in both directions from winding 3, reaches sections i, i + 1 located in the zone of permanent magnets 6 and 7, leads to windings 4 and 5 EMF due to the reverse magnetostriction effect.
Распределение напр женности магнитного пол в каждой из соответст- вующих половин волновода 1 имеет вид, показанный на фиг. 2. Вследствие этого выходной сигнал е в распределенной обмотке 4 находитс по формулеThe distribution of the magnetic field strength in each of the respective halves of the waveguide 1 has the form shown in FIG. 2. As a consequence, the output signal e in the distributed winding 4 is given by the formula
чн WH
где ju - магнитна проницаемость вакуума (1,26x10 Гн/м); S - поперечное сечение волновода 1 ;where ju is the magnetic permeability of vacuum (1.26x10 H / m); S is the cross section of waveguide 1;
Hgf, - напр женность магнитного пол на участке волновода 1; и - относительна магнитна проницаемость материала волно- вода 1. Hgf, is the magnetic field strength at the waveguide 1; and - relative magnetic permeability of the waveguide material 1.
Выходной сигнал е в распределенной обмотке 5 определ етс по формулеThe output signal e in distributed winding 5 is determined by the formula
- CU - CU
ej - - ЛдЬНр -JY ej - - LdNr -JY
где H|,J - напр женность магнитного пол на участке i+1 волновода , причем |Нр„( where H |, J is the intensity of the magnetic field at section i + 1 of the waveguide, and | Hp „(
I Н опт I I N opt I
Сигналы е и е с распределенных обмоток 4 и 5 поступают на входы управл емых усилителей 9 и 10 переменного тока о В момент по влени импульсов на выходе генератора 8 опроса усилители 9 и 10 запираютс путем уменьшени коэффициентов усилени (ko) до уровн , близкого к нулю, воздействием на их управл ющие входы.The signals e and e from distributed windings 4 and 5 are fed to the inputs of controlled amplifiers 9 and 10 of alternating current. At the moment of appearance of pulses at the output of the interrogation generator 8, amplifiers 9 and 10 are locked by decreasing the gain factors (ko) to a level close to zero. by acting on their control inputs.
134134
Дроссель 12 служит дл исключени шунтировани входов усилителей 9 и 10 источником 11 посто нного тока. С выходов усилителей 9 и 10 сигналы е k( е поступают на входы вычитател 13. На выходе вычи- тател 13 по вл етс сигнал е, определ емый при 1Н(,пт 1 Нопг/ по формулеThe choke 12 serves to exclude shunting of the inputs of amplifiers 9 and 10 by a source 11 of direct current. From the outputs of amplifiers 9 and 10, the signals e k (e are fed to the inputs of the subtractor 13. At the output of the subtractor 13, the signal e appears, which is determined at 1H (, Fri 1 No 3 / by the formula
k..(e, - е-) -2k.ftoSHk .. (e, - e-) -2k.ftoSH
oiM опт toiM wholesale t
5 five
°°
5five
Q Q
5five
00
5 five
где k,, - коэффициент усилени усилителей 9 и 10.where k ,, is the gain of amplifiers 9 and 10.
С приходом сигнала е с вычитател 13 на преобразователь 14 временного интервала в код процесс преобразовани заканчиваетс . На выходе последнего устанавливаетс код, однозначно св занный с перемещением посто нных магнитов 6 и 7.With the arrival of the signal e with the subtractor 13 to the transducer 14 of the time interval into the code, the conversion process ends. At the output of the latter, a code is established that is uniquely associated with the movement of the permanent magnets 6 and 7.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853993030A SU1309313A1 (en) | 1985-12-17 | 1985-12-17 | Magnetostrictive displacement-to-digital converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853993030A SU1309313A1 (en) | 1985-12-17 | 1985-12-17 | Magnetostrictive displacement-to-digital converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1309313A1 true SU1309313A1 (en) | 1987-05-07 |
Family
ID=21211059
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU853993030A SU1309313A1 (en) | 1985-12-17 | 1985-12-17 | Magnetostrictive displacement-to-digital converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1309313A1 (en) |
-
1985
- 1985-12-17 SU SU853993030A patent/SU1309313A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 262518, кл. Н 03 М 1/50, 1968. Авторское свидетельство СССР № 1105922, кл. Н 03 М 1/22, 1983. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ATE125652T1 (en) | IMPROVEMENTS TO THE CONTROL OF LINEAR MOTORS. | |
CA2083988A1 (en) | Balanced armature transducers with transverse gap | |
GB1379758A (en) | Method and means for magnetic modulation | |
SU1309313A1 (en) | Magnetostrictive displacement-to-digital converter | |
GB1133032A (en) | Broadband variable delay line | |
KR880004596A (en) | Ferromagnetic resonance device | |
ES8201799A1 (en) | Magnet system for an electroacoustic transducer. | |
SU1452497A3 (en) | Converter of velocity of motion of body magnetized along its axis of symmetry | |
ATE46976T1 (en) | MAGNETIC TACHOMETER FOR DISK DRIVE. | |
US3671681A (en) | Magnetostrictive recording assembly | |
SU1585768A1 (en) | Magnetic transducer | |
SU1254577A2 (en) | Magnetic modulator | |
SU956965A1 (en) | Magnetostrictive displacement transducer | |
SU1396238A1 (en) | Magnetic modulator | |
SU648849A1 (en) | Low-frequency vibration meter | |
GB1318206A (en) | Inductive coupling | |
SU892286A1 (en) | Device for ferromagnetic object mechanical property non-destructive testing | |
SU871105A1 (en) | Magnetic modulation transducer | |
GB1480702A (en) | Continuous cable tension monitor | |
SU584428A1 (en) | Pulse signal amplifier | |
SU1383503A1 (en) | Displacement-to-code converter | |
SU1129493A1 (en) | Magnetic modulation converter for transmitting dc signals from rotating object | |
RO86233B (en) | Alternating current tacho-generator as analogue transducer | |
SU1516749A1 (en) | Transducer of linear movements | |
SU1506304A1 (en) | Vibrated-rod instrument force transducer |