RU1816962C - Device for measuring displacements - Google Patents
Device for measuring displacementsInfo
- Publication number
- RU1816962C RU1816962C SU4952544A RU1816962C RU 1816962 C RU1816962 C RU 1816962C SU 4952544 A SU4952544 A SU 4952544A RU 1816962 C RU1816962 C RU 1816962C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- adder
- winding
- input
- compensation
- phase
- Prior art date
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims 1
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к измерительной технике. Цель изобретени - повышение точности устройства дл измерени перемещений за счет повышени его чувствительности . Устройство содержит индуктивный датчик перемещени с рабочей и компенсационной, обмотками, размещенными на разомкнутом магнитопроводе и соединенными своими концами. К началам этих обмоток присоединен через регулируемые резисторы блок питани переменного тока, а также входы дифференциального усилител . К точке соединени первого резистора и компенсационной обмотки присоединен фаэосдвйгающий блок, к выходу которого присоединены масштабирующее звено и сумматор. К второму входу сумматора присоединена точка соединени второго резистора и рабочей обмотки. Выходной сигнал представл ет собой разность фаз сигналов, получаемых на выходах дифференциального усилител и сумматора. 1 ил.The invention relates to a measurement technique. The purpose of the invention is to increase the accuracy of a device for measuring displacements by increasing its sensitivity. The device comprises an inductive displacement sensor with working and compensation windings located on an open magnetic circuit and connected at their ends. An ac power supply unit as well as inputs of a differential amplifier are connected to the beginnings of these windings through adjustable resistors. A phaeo-moving unit is connected to the connection point of the first resistor and the compensation winding, to the output of which a scaling link and an adder are connected. A connection point of the second resistor and the working winding is connected to the second input of the adder. The output signal is the phase difference of the signals received at the outputs of the differential amplifier and adder. 1 ill.
Description
Изобретение относитс к контрольно- измерительной технике и может быть использовано дл измерени перемещений объектов. ;The invention relates to a measurement technique and can be used to measure the movements of objects. ;
Цель изобретени - повышение точности измерени перемещений.The purpose of the invention is to improve the accuracy of displacement measurements.
На чертеже изображена блок-схема устройства дл измерени перемещений.The drawing shows a block diagram of a device for measuring displacement.
Это устройство содержит блок 1 питани переменного тока, индуктивный датчик 2 перемещений (чувствительный элемент), выполненный в виде размещенных на разомкнутом магнитопроводе рабочей обмотки 6 и компенсационной обмотки 7, последовательно с которыми включены регулируемые по величине резисторы 14,13 и сумматор 8.This device comprises an AC power supply unit 1, an inductive displacement sensor 2 (sensing element) made in the form of a working winding 6 and a compensation winding 7 located on an open magnetic circuit, with successive resistors 14.13 and an adder 8 connected in series with them.
К точке соединени резистора 14с компенсационной обмоткой 7 подключен первый вход дифференциального усилител (сумматора ). Второй вход сумматора 8 подключен к точке соединени резистора 13с рабочей обмоткой 6. Свободные выводы резисторов 14 и 13 соединены с выходом блока питани 1. К общей точке соединени рабочей 6 и компенсационной 7 обмоток присоединена шина нулевого потенциала. Она присоединена также к общим выводам блока питани 1 дифференциального сумматора (элементы 26 и 27). Фазосдвигающий блок 9 выполнен в виде двух последовательно соединенных, фазосдвигающих цепей типа RC (элементы 15 - 18), к выходу которого присоединено масштабирующее звено 10, выполненноеTo the connection point of the resistor 14c with compensation winding 7, a first input of a differential amplifier (adder) is connected. The second input of the adder 8 is connected to the connection point of the resistor 13c with the working winding 6. The free terminals of the resistors 14 and 13 are connected to the output of the power unit 1. A zero potential bus is connected to the common connection point of the working 6 and compensation 7 windings. It is also connected to the common terminals of the power supply unit 1 of the differential adder (elements 26 and 27). Phase-shifting unit 9 is made in the form of two series-connected, phase-shifting circuits of type RC (elements 15 - 18), to the output of which a scaling link 10, made
0000
с чэ оwith che about
юYu
31816962 431816962 4
по схеме неинвертирующего усилител (эле-верси напр жени Up(X) по фазе на 180°, иaccording to the scheme of a non-inverting amplifier (voltage e-version Up (X) in phase by 180 °, and
менты 19-21).сдвиг фаз ра между напр жением UK и инК выходу масштабирующего звена 10вертированным рабочим напр жением Upcops 19-21). phase shift between UK voltage and InK output of the scaling link with 10 inverted operating voltage Up
присоединен первый вход сумматора 11,(X) определ етс выражениемconnected the first input of the adder 11, (X) is determined by the expression
выполненного на операционном усилителе 5180°- ,performed on an operational amplifier 5180 ° -,
(элементы 22 - 25), второй вход сумматораНапр жени UK и Up(X), сдвинутые по(elements 22 - 25), the second input of the adder Voltage UK and Up (X), shifted by
11 присоединен к точке соединени рези-фазе на угол узь, геометрически суммируютстора 13с рабочей обмоткой 6, Вход фазос-с на дифференциальном усилителе-суммадвигающего блока 9 подключен к точкеторе 8, с выхода которого снимаетс 11 is connected to the junction point of the rez-phase by an angle of,, geometrically summarize the side 13c with the working winding 6, the input phase-s on the differential amplifier-sum of the moving unit 9 is connected to the point 8, from the output of which is removed
соединени резистора 14 с компенсацией- Юсуммарное напр жение Ц#с измен ющейс connection of resistor 14 with compensation - Total voltage C # with variable
ной обмоткой 7. Выходным сигналом уст-фазой фшх. а функции перемещени X.winding 7. The output signal is the phase of the FSH. and displacement functions X.
ройства вл етс разность фазТаким образом, при изменении напр уэвых $РиЈ1 . измен юща с в функ-жени Up(X) в функции перемещени мен ции перемещени X между выходными сиг-втс величина и направление вектораThe difference in phase is thus the same. the value and direction of the vector changing in the function Up (X) in the function of the movement of the movement of X between the output signals
налами дифференциального усилител 15суммарного напр жени Ц-j, т.е. мен етс the sum of the differential amplifier 15 of the total voltage C-j, i.e. is changing
сумматора 8 1) и выходным сигналомугол фЪых.1.adder 8 1) and output
ЦЈ4 сумматора 11. Индуктивный датчик 2 пер -Одновременно с помощью фазосдвига- емещений содержит размещенные в ферро-ющего блока 9 синусоидальное напр жение магнитном корпусе 12 разомкнутый ферро-U в точке соединени резистора Мсобмот- магнитный сердечник 5, на котором 20КОй 7 сдвигают по фазе на угол расположены рабоча 6 и компенсационна сторону опережени относительно вектора 7 обмотки.напр жени Up(X) путем изменени величи- 8 компенсационной половине датчиканы сопротивлени резисторов 15, 18 блока расположен на неизменном рассто нии9. На выходе блока 9 формируетс при этом компенсационный корь 3. а рабочий корь «синусоидальный сигнал UKI, который через 4 установлен с возможностью перемещени масштабирующее звено 10 (элементы 19 - х21) поступает на первый вход (Вх.1) сумма- Устройство работает следующим обра- j 1 (элементы 22 - 25). а на второй вход зом- „.(Вх.2)сумматора 11 поступает синусоидаль- Синусоидальное напр жение питани с ный ситна Up(X) с точки соединени рези- выхода блока напр жени переменного то-стера 13 с обмоткой 6. На сумматоре 11 кэ, имеющего малое внутреннее сопротие-происходит геометрическое сложение сину- ление, через резисторы 14,13 поступает насоциальных сигналов U и Up (X). В резуль- рабочую 6 и компенсационную 7 обмоткутвте т 8ых.2 сумматора 11 формируетс датчика 2. При перемещении рабочего ко- 35второе суммарное напр жение Ц , вектор р 4. например, в сторону увеличени эазо-которого поворачиваетс в противополож- ра Хр уменьшаетс индуктивность, а такженом направлении относительно поворота индуктивное и полное сопротивление рабо-вектора напр жени Ц«. В результате одно- чей обмотки 6 датчика. Так как блок питанийвременного поворота двух векторов сум- 1 имеет м§лое внутреннее сопротивление, « мариых сигналов UЈ1 и Ug2 в разных то при уменьшении полного сопротивлени направлени х разность фаз обмотки 6 уменьшаетс амплитуда напр - s ,ых1 ц. Ых2 между ними измен ет- жени UP(X), снимаемого с точки соедине- С с удвоенной скоростью. Поскольку диапа- ни резистора 13 с обмоткой 6, по закону.зои изменени разности фаз между этими близкому к экспоненциальному. «5сигналами в 2 раза больше, устройство об- Между компенсационным напр жени-ладает повь,шенной в два раза чувствитель- ем UK. снимаемым с точки соединени рези-ностью преобразовани по сравнению с стора 14 и компенсационной обмотки 7, иустройством-прототипом, а следовательно и рабочим напр жением Up(X), путем измене- „повышенной точностью измерени переменил величины сопротивлени резистора 13, аищенииTS4 of the adder 11. Inductive sensor 2 per-Simultaneously, using phase shifting, it contains the sinusoidal voltage of the magnetic housing 12 located in the ferroelectric unit 9, open ferro-U at the connection point of the resistor, the M-co-magnetic core 5, on which the 20KOi 7 are phase-shifted the working 6 and compensation sides of the lead relative to the winding vector 7 are located at an angle. The voltage Up (X) by changing the compensation half of the resistance sensors 15, 18 of the unit is located at an unchanged distance9. At the output of block 9, a compensation measure 3 is formed at the same time. And the working measure is a UKI sinusoidal signal, which, after 4, is mounted with the ability to move the scaling link 10 (elements 19 - x21), is received at the first input (Bx.1). The device operates as follows - j 1 (elements 22 - 25). and a sinusoidal input to the second input of the zo-. (Input 2) of the adder 11 - The sinusoidal supply voltage from the sieve network Up (X) from the point of connection of the output of the voltage unit of the alternating toaster 13 with the winding 6. At the adder 11 ke, having a small internal resistance, a geometrical addition of blueing occurs, through the resistors 14,13 the social signals U and Up (X) arrive. As a result of working 6 and compensation 7 windings of the 8th. 2 of the adder 11, a sensor 2 is formed. When the worker moves, the second total voltage C, vector p 4. For example, the inductance rotates in the opposite direction to increase the ezo-voltage; and in the same direction with respect to rotation, the inductive and total resistance of the working voltage vector Ц ". As a result of one winding 6 of the sensor. Since the power supply unit for the temporary rotation of the two sum vectors has a small internal resistance, the signals U сигналов1 and Ug2 are different, then with a decrease in the impedance of the directions, the phase difference of the winding 6 decreases the voltage amplitude - s, ı1 c. Ex2 between them changes the UP (X) taken from the connection point C with double speed. Since the range of the resistor 13 with the winding 6, according to the law, the changes in the phase difference between these are close to exponential. “5x signals are 2 times larger, the device is connected between the compensation voltage by a voltage twice as sensitive by the UK. removed from the connection point by the conversion resistance in comparison with the stator 14 and the compensation winding 7, and the prototype device, and hence the working voltage Up (X), by changing the increased measurement accuracy, changed the resistance values of the resistor 13,
устанавливают угол сдвига фаз более 0°,Повышение линейности выходной хано менее 10 (в сторону опережени векторарактеристики устройства обеспечиваетс set the phase angle of more than 0 °, Increasing the linearity of the output hano less than 10 (in the direction ahead of the vector characteristics of the device is provided
нэпр жени ур(Х) относительно вектора на-путем выбора необходимых углов сдвигаNEPR ur (X) relative to the on-by-vector by choosing the necessary shift angles
пр жени ик). Напр жени UP(X) и UK. из-фаз «), между сигналами UK и Up (X),sp. uk). For example, UP (X) and UK. out of phases "), between signals UK and Up (X),
мен ющиес в функции перемещени X, 55UK, и помощью резисторов 13, 14иvarying in the movement function X, 55UK, and using resistors 13, 14i
поступают соответственно на пр мой и ин-фазосдвигающего блока 9. соответственноarrive respectively on the direct and in-phase-shifting unit 9. respectively
версный входы сумматора 8.(путем изменени величины сопротивлени versioned inputs of the adder 8. (by changing the resistance value
На инверсном входе дифференциально-элементов 15,18) и изменением с помощьюAt the inverse input of the differential-elements 15,18) and change with
го усилител -сумматора 8 производитс ин-масштабирующего звена 10 и резисторовGo-amplifier 8 is produced scaling link 10 and resistors
20, 21, соответственно амплитуды сигналов UK и UK таким образом, что отношени сигUKiUK „ налов ..I /л и ттт-гл бУДУТ равны единиUp (К) Up (К)20, 21, respectively, the amplitudes of the UK and UK signals so that the sigUKiUK “catches ..I / l and ttt-hl ratios are equal to unityUp (К) Up (К)
це в точке, соответствующей концу диапазона измерени .at the point corresponding to the end of the measuring range.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4952544 RU1816962C (en) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | Device for measuring displacements |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4952544 RU1816962C (en) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | Device for measuring displacements |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU1816962C true RU1816962C (en) | 1993-05-23 |
Family
ID=21583022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4952544 RU1816962C (en) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | Device for measuring displacements |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU1816962C (en) |
-
1991
- 1991-06-28 RU SU4952544 patent/RU1816962C/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР Мг 1647228, кл. G 01 В 7/00, 1989. Авторское свидетельство СССР Мг 1737259, кл. G 01 В 7/00, 1990. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5412317A (en) | Position detector utilizing absolute and incremental position sensors in combination | |
| EP0542725B1 (en) | Interface circuits for linear variable differential transformers | |
| US5239307A (en) | Method and apparatus for sensing of position | |
| EP0670990B1 (en) | Monolithic integrated circuit for use within a linear variable differential transformer | |
| US3222591A (en) | Apparatus for producing signals indicative of relative position | |
| US2894256A (en) | Dual phase shift conversion circuits | |
| US3211993A (en) | Synchro read-out circuit | |
| JP2001174206A (en) | Cylinder position detector | |
| EP0435429A1 (en) | Method and apparatus for simultaneous sensing of angular and axial position | |
| RU1816962C (en) | Device for measuring displacements | |
| US3255448A (en) | Angular displacement phase shift encoder analog to digital converter | |
| Kronacher | Design, performance and application of the Vernier resolver | |
| RU2107301C1 (en) | Compensation accelerometer | |
| JPS5979114A (en) | Detector for absolute line position | |
| KR100777541B1 (en) | Magnetic detection apparatus | |
| SU1742996A1 (en) | Shaft rotation angle-to-code converter | |
| CN206379939U (en) | A kind of R/D converters with driving source, parallel/serial numeral output | |
| JPH02186221A (en) | Interpolation apparatus of encoder | |
| SU1388700A1 (en) | Device for contactless measurement of displacements | |
| Narayanan et al. | An efficient inductance-to-digital converter insensitive to coil resistance of differential type inductive sensors | |
| RU1827526C (en) | Device for contactless measurement of motions | |
| SU1634984A2 (en) | Non-contact linear synchro transmitter | |
| RU1827647C (en) | Pickup capacitance to frequency converter | |
| SU907448A1 (en) | Measuring converter | |
| JP3721240B2 (en) | Linear winding type detector |