[其他]長行程速度位移測量儀

無效

• 申請號: 86205360
• 申請日: 1986-07-17
• 公開（公告）號: CN86205360U
• 公開（公告）日: 1987-05-20
• 發明（設計）人: 王光銓;胡志明;喬桂芳;劉偉
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01P3/50
• 代理公司: 西安交通大學專利事務所
• 代理人: 王民培

本實用新型屬于電子測量儀器。

為了了解機械系統的動態過程，就要研究它們的運動。而旋轉運動和直線運動是生產機械最常見、最基本的兩種運動形式，如車床上軸的旋轉、刨床上刨刀的直線運動等。要研究作直線運動的機器零、部件的運動情況，勢必要測量其位移、速度、加速度等參數。目前，在生產實踐和科學研究中，能夠測量直線位移和加速度的儀器是很多的；但能夠測量線速度的儀器則較少，并且多限于小量程，例如±10——20mm以下。而能夠在長行程內測量直線速度的儀器就更加少見，曾在日本有關文獻中見過簡單的報道；蘇聯Д·N·AreukuH，E·H·KocTuHa，H·H·KyzHeЧOBa《ДaTЧuku????CucTeM????ABT·MaTuЛeckoσo????KoHTPoЛЯ????u????PeryⅡu－PoBaHuЯ》也是一例；西安交通大學研制并生產的SD－1系列長行程速度傳感器也是為了解決這個問題的，其最大工作行程已經可達±250mm。

隨著生產和科學技術的發展，實踐中又提出了新的課題，希望能在長行程的條件下，同時測量出位移和速度兩個參數。為了解決這個問題，我國冶金部自動化研究所的莊鳳令、金廣業同志曾在1984年5月于武漢召開的“全國傳感器及其應用學術討論會”上發表過題為“用差動變壓器同時檢測機械位移和速度”的文章，提出了他們的設想。這篇文章后載于《傳感器論文集》。但從文中看出，其設想結構復雜，至少要由14個環節組成，技術難度大、成本高。為了從根本上解決在長行程下同時測量位移和速度的問題，同時使測量儀盡可能的結構簡單、成本低廉、調試方便，特研制成功本實用新型——長行程速度、位移測量儀。

本發明創造的要點在于采用了兩段式差動變壓器傳感器B，其連接的特點是感應線圈本身已經接成差動式，變壓器B的付邊兩個線圈同名端直接相連，付邊線圈的輸出分兩路送往高通濾波器2和低通濾波器6。而傳感器B的勵磁線圈則接在三極管T₁的集電極回路中。上述連接特點，使得三極管T₁的集電極電流的直流分量本身就成為勵磁電流的直流分量，這樣，就節省了直流電源與加法器，而T₁又是接成電流負反饋的恒流源。結果，本測量儀僅用9個環節即可構成，特別是省去了兩個減法器和一個加法器。而加法器和減法器在模擬電路中不但對元件質量要求比較高，而且調試也比較困難。而省去之后，必然使儀器結構簡單、調試方便、成本大降。本儀器設有文氏振蕩器產生振蕩信號。本儀器設有兩個濾波器，充分考慮了信號的頻域特性。高通濾波器2只 讓高頻的位移載波信號通過，然后進入相敏檢波器3，相敏檢波器的參考信號來自輸出信號的相位可以調整的移相器5。相敏檢波器的信號送功率放大器4進行放大后輸出，這路檢測的是位移信號，可直接接到顯示儀表如光線示波器上去觀察。另一路低通濾波器6，讓低頻的速度信號通過，然后相繼到電壓放大器7和功率放大器8后輸出，這一路檢測的是速度信號，同樣可以接到顯示儀表上去觀察。這樣設計后，就既利用到了輸出信號的時域特征，又利用到了輸出信號的頻域特征，這是目前國內外現有測量儀中所沒有的。這樣做了以后，儀器結構大大簡化。

從效果上來看，本測量儀實現了在長行程的條件下對速度和位移的測量。當加直流時，可以測出速度；當加交流時，可以測出位移；當交、直流同時加上，便可同時測出速度和位移。

本測量儀可測的行程長達±250mm，在國內外都是罕見的。另外由于結構簡單、合理，因此調試方便，性能可靠，更加實用，成本也更低廉，極易被用戶所接受。據初步估算，每臺價格不足千元，約為冶金部自動化研究所提出方案的 1/4 ，顯然經濟效益更佳。凡是機械工程中需要研究、了解直線運動的機件的平穩性的處所，均可采用本測量儀。