SU699429A1 - Linear speed measuring device - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНОЙ СКОРОСТИ(54) DEVICE FOR MEASURING LINEAR SPEED

ДВИЖЕНИЯMOVEMENTS

и усилитель 6 блока съема сигнала, вход которого св зан с одной пластиной конденсатора и первым концом измерительного проБодт1ка. Второй конец измерительного проводника соединен со второй пластиной конденсаюра. Выход усилител  блока съема сигнала св зан с входом формировател  7 частотного сигнала, вь1ход которого соединен с обмоткой подмагничивани  ферромагнитного сердечника. К вы1ходу усилител  блока съема сигнала параллельно подключены один вход схемы сравнени  ,8 и вход триггера управлени  9. Второй вход схемы сравне1ш  св зан с источником 10 опорного напр жени . Выход схемы сравнени  через буферньи усилитель 11 св зан с элементом упра лени  12, например варикапом, который включен в состав генератора 13 .управл емой частоты. Выход генератора управл емой частоты соединен с од1шм входом смесител  14, второй вход которого св зан свыходом генератора 15 опорной частоты. Выход смесител  через фильтр 16 Ш1жних частот и усилитель 17 возбуждени  св зан с обмоткой подмагнишвани  ферромагнитного сердечш1ка 18. Два входа ключа 19 св заны, с ответственно, с выходом триггера управле1ш  и выходом генератора опорной частоты.and an amplifier 6 of a signal pickup unit, the input of which is connected to one plate of a capacitor and the first end of the measurement prod. The second end of the measuring conductor is connected to the second condensation plate. The output of the amplifier of the signal pickup unit is connected with the input of the frequency signal generator 7, the upstream of which is connected to the bias winding of the ferromagnetic core. One input of the comparison circuit, 8 and the control trigger input 9 are connected in parallel to the output of the signal removal unit amplifier. The second input of the circuit is compared to the source 10 of the reference voltage. The output of the comparison circuit through a buffer amplifier 11 is connected to a control element 12, for example, a varicap, which is included in the composition of the controlled frequency oscillator 13. The output of the controlled frequency generator is connected to the single input of the mixer 14, the second input of which is connected to the output of the reference frequency generator 15. The output of the mixer through the 16-frequency filter 16 and the excitation amplifier 17 is connected with the winding of the magnetization of the ferromagnetic core 18. Two inputs of the key 19 are connected, responsibly, with the trigger output of the control and the output of the reference frequency generator.

Устройство работает следующим образом. При движе1ши устройства с линейной скоростью измерительный проводник пересекает силовые лииш магнитного пол  Земли, и на его концах возш1кает ЭДС пропорциональна  скорости движени  и определ ема  свойствами и габаритами ферромапштного сердечника и индукцией маг1ШТНОГО пол  Земли. При перемаггшчивании фео1Юмагш1тного сердечника с помощью обмотк подмагничивани  и блока формировател  частотного сигнала по измерительной цепи, включающей в себ  измерительный проводник, пластины ковденсатора, ферромагнитный сердечник и входное соп}Х)тивле1ше усилител  блока съема сигнала, протекает переменный ток, вызванный существующей в рассматриваемом режиме на концах измерительного провошшка ЭДС, измен ющейс  синхронно с изменением магнитной дифференциальной проницаемости сердечника при его перемагкичивании, и пропорциональный этой ЭДС, и частоте тока перемагничивани  ферромагнитного сердечника. При этом период колебаний тока подмагничнвани  пропорционален линейной скорости движени , а частота сигнала на выходе усилител  блока съема сигнала  вл етс  второй гармошкой по отношению к частоте тока подмагничивани .The device works as follows. When a device moves at a linear speed, the measuring conductor intersects the force field of the Earth’s magnetic field, and at its ends an electromotive force is proportional to the speed of movement and determined by the properties and dimensions of the ferromagnetic core and the induction of the magnetic field of the Earth. When remaking a feo1-core core with the help of a magnetic biasing winding and a frequency signal shaper unit along a measuring circuit including a measuring conductor, a co-capacitor plate, a ferromagnetic core and an input jack} X) the amplitude of the pickup signal amplifier, the alternating current flows into the core, the existing thing. the ends of the measuring wire emf, which changes synchronously with the change in the magnetic differential permeability of the core when it is shifted, and is proportional to ny this EMF and the current frequency of the magnetization reversal of the ferromagnetic core. In this case, the period of oscillation of the bias current is proportional to the linear speed of movement, and the frequency of the signal at the output of the amplifier of the signal pickup unit is second harmonic with respect to the frequency of the bias current.

Сигнал Ux с выхода усилител  6 сравниваетс  в схеме сравнени  с напр жением UQ. Сигнал рассогласовани  &U через буферный усилитель преобразуетс  в посто шюе налр жение Ua.Hanр же1ше U4 поступает на вход элемента управлени , например варикапа, на выходе которого образуетс  изменение емкости ЛС. Элемент управле}ш  входит в состав генератора управл емой частоты (ГУЧ). Напр жение на выходе генератора имеет частоту f, пропорциональную величине разбаланса схемы сравне1ш .The signal Ux from the output of amplifier 6 is compared in the comparison circuit with the voltage UQ. The error signal & U through a buffer amplifier is converted into a constant value Ua.Han or1 U4 is fed to the input of a control element, such as a varicap, at the output of which a change in the LAN capacity is formed. The control element is part of a frequency controlled oscillator (HLA). The voltage at the output of the generator has a frequency f proportional to the magnitude of the unbalance of the circuit.

Начальна  частота генератора управл ющей частоты выбираетс  достаточно высокой, чтобы обеспечить больщую крутизну преобразовани  напр жени  в частоту. Дл  питани  катущки возбуждени  обычно используетс  переменный ток с частотой, не превыщающей 20-50 кГц. Вьщеление такой частоты с ГУЧ производитс  путем смешивани  частоты с ГУЧ с частотой генератора опорной частоты. Смещение двух частот производитс  в смесителе 14, на выходе которого имеетс  сигнал f-fo и сигаал f-f-fo- Обыно сумма частот значительно отличаетс  от разности частот, поэтому выделе1ше разности частот (f-fj,) легко осуществить. Вьщеление разности частот производитс  путем подачи сигнала со смесител , на вход фильтра 16 нижних частот. Выделенный сигнал ; выхода фильтра через усилитель 17 возбуждешш поступает на обмотку подмапшчиванн  ферромагнитного сердечш1ка 18.The initial frequency of the control frequency generator is chosen high enough to provide a large slope for converting voltage to frequency. An alternating current with a frequency not exceeding 20-50 kHz is usually used to power the exciter. Allocation of such a frequency with a HLF is performed by mixing the frequency of the HLH with the frequency of the reference frequency generator. The two frequencies are shifted in the mixer 14, at the output of which there is an f-fo signal and f-f-fo cigal. Generally, the sum of the frequencies differs significantly from the frequency difference, therefore the selection of the frequency difference (f-fj,) is easy to implement. The frequency difference is derived by applying a signal from the mixer to the input of the low pass filter 16. Highlighted signal; the output of the filter through the amplifier 17 is excitedly supplied to the winding of submapped ferromagnetic core 18.

Врем , в течение которого ключ 18, св занный с выходом генератора управлени  9, находитс  в открытом состо нии, совпадает с полупериодом тока подмаппгаивани . .Число импульсов с генератора 15 опорной частоть, прошедщих за врем  открыти  ключа, будет характеризовать полупериод частоты тока подмапшчивани . Сигнал на выходе ключа представл ет собой пачку импульсов, причем число импутп сов в этой пачке пропорционально линейной скорости движени .. При изменении линейной скорости движени  измен ютс  как число импульсов в пачке, так и длительность пауэ мехсд пачками импульсов.The time during which the switch 18, associated with the output of the control generator 9, is in the open state, coincides with the half-period of the bottoming current. . The number of pulses from the generator 15 of the reference frequency, elapsed during the opening time of the key, will characterize the half cycle of the subfasc current frequency. The key output signal is a burst of pulses, and the number of imputuses in this burst is proportional to the linear speed of motion. When the linear motion speed changes, both the number of pulses in the burst and the power of the pulse are changed.

Использова1ше предложенного устройства позволит упростить схему и повысить точность измерени . Одновременно с эгам сигналом на выходе устройства имеет частотную форму, что исключает необходимость применени  специальных устройств дл  преобразовани  амплитуды тока, протекающего через измерительньш ,провод шк, в частоту генератора подмапшчнвани , следовательно, в конечном счете также приводит к повьццению точности измерени  линейной скорости движени .Using the proposed device will simplify the circuit and improve the measurement accuracy. Simultaneously with this signal, the output signal of the device has a frequency form, which eliminates the need to use special devices to convert the amplitude of the current flowing through the measuring wire SC to the frequency of the sub-generator, therefore ultimately also leads to a change in the measurement accuracy of the linear movement speed.

Claims (3)

1. Устройство дл  измерени  линейной скорости движени , содержащее ферромагнитный сердеч1шк с размещенной на нем обмоткой1. Device for measuring linear speed of movement, containing a ferromagnetic heart with winding placed on it ,подмагничива1ш  и блок съема сигнала, о т личающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , в него введен формирователь частотного сигнала, вход которого св зан с выходом блока съема сигнала, а выход соединен с обмоткой подмагничивани ., a magnetizing device and a signal pickup unit, which is concerned with, in order to improve the measurement accuracy, a frequency signal shaper is inputted into it, the input of which is connected to the output of the signal pickup unit, and the output is connected to the bias winding. 2. Устройство ио п. 1, о. т л и ч а ю щ ее с   тем, что формирователь частотного сигнала содержит схему сравнени  и триггер, соединенные с выходом блока съема сигнала, источник опорного напр жени , подключенный ко второму входу схемы.сравнени , последовательно соединенные элемент управлени , св занный с выходом схемы сравнени , генератор управл емой частоты, смеситель, фильтр2. Device io p. 1, o. so that the frequency signal shaper contains a comparison circuit and a trigger connected to the output of the pickup unit, a reference voltage source connected to the second input of the comparison circuit, serially connected control element associated with the output comparison circuits, controlled frequency generator, mixer, filter 994296994296 нижних частот и усилитель возбуждени  обмотки подмагничивани , генератор опорной частоты , подключенный ко второму входу смесител , и ключ, один вход которюго соединен с 5 выходом триггера, а второй - с выходом генератора опорной частоты.a low frequency and a biasing winding amplifier, a reference frequency generator connected to the second input of the mixer, and a switch, one input connected to the 5 output of the trigger, and the second to the output of the reference frequency generator. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 10 1. Авторское свидетельство СССР №30867, кл. G 01 Р 3/50, 1932.Sources of information taken into account in the examination of 10 1. USSR Author's Certificate No. 30867, cl. G 01 P 3/50, 1932. 2.Авторское свидетельство СССР №37496, кл. G 01 Р 3/50, 1932.2. USSR author's certificate No. 37496, cl. G 01 P 3/50, 1932. 3.Авторское свидетельство СССР №477345, 15 кл. G 01 Р 3/50, 1972 (прототип).3. USSR author's certificate №477345, 15 кл. G 01 P 3/50, 1972 (prototype).