JP2008139100A - Position measuring system - Google Patents

Position measuring system Download PDF

Info

Publication number
JP2008139100A
JP2008139100A JP2006324060A JP2006324060A JP2008139100A JP 2008139100 A JP2008139100 A JP 2008139100A JP 2006324060 A JP2006324060 A JP 2006324060A JP 2006324060 A JP2006324060 A JP 2006324060A JP 2008139100 A JP2008139100 A JP 2008139100A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
fourier
movable iron
unit
iron piece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2006324060A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4713450B2 (en
Inventor
Tomohito Echizen
智史 越前
Hisao Nagayama
久雄 長山
Akira Bando
阪東  明
Takashi Sasamoto
崇史 笹本
Ryuichi Watabe
隆一 渡部
Hironori Nagashima
宏典 長島
Aoi Yokokura
横倉  葵
Yuji Kayane
祐二 茅根
Takashi Umehara
敬 梅原
Takenori Kasahara
武則 笠原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi Information and Control Systems Inc
Hitachi Information and Control Solutions Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Information and Control Systems Inc
Hitachi Information and Control Solutions Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi Information and Control Systems Inc, Hitachi Information and Control Solutions Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2006324060A priority Critical patent/JP4713450B2/en
Publication of JP2008139100A publication Critical patent/JP2008139100A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4713450B2 publication Critical patent/JP4713450B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a position measuring system which reduces operation errors and can carry out a measurement precisely and speedily. <P>SOLUTION: The system is equipped with a moving-iron type transformer 001 including a moving iron, an excitation winding L0 for exciting the moving iron and an output winding L1, and a measuring device 500 including: an oscillator 002 for generating an excitation signal which excites the excitation winding of the moving-iron type transformer; an A/D converter 003 for applying an A/D conversion to the excitation signal; a Fourier-transform section 005 for applying a Fourier transform to an output of the A/D converter; an amplitude calculating section 007 for calculating an amplitude of the Fourier transformed excitation signal; an A/D converter 004 for applying an A/D conversion to an output signal generated in the output winding; a Fourier-transform section 006 for applying a Fourier transform to an output of the A/D converter; an amplitude calculating section 008 for calculating an amplitude of the Fourier transformed output signal; a dividing section 009 for calculating a ratio of an output of the amplitude calculating section which calculates the amplitude of the Fourier-transformed excitation signal, to an output of the amplitude calculating section which calculates the amplitude of the Fourier-transformed output signal; and a position computing section 010 for computing a position of the moving iron, based on an output of the dividing section. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、位置計測システムに係り、特に、可動鉄片変圧器を利用して位置を計測する位置計測システムに関する。   The present invention relates to a position measurement system, and more particularly to a position measurement system that measures a position using a movable iron piece transformer.

発電プラント等において、バルブ位置等を検出するセンサとしては、耐震性および耐高温環境に優れたセンサである可動鉄片変圧器(LVDT:リニア差動トランス)、レゾルバ等)が広く利用されている。   In power plants and the like, movable iron transformers (LVDT: linear differential transformers, resolvers, etc.) that are excellent in earthquake resistance and high temperature resistance environment are widely used as sensors for detecting valve positions and the like.

発電プラント等の悪条件下において使用するセンサは、前述のように耐環境性の問題から、可動鉄片変圧器に替わる装置は存在せず、従来から、発電プラントにおいては必要不可欠の装置として用いられている。   Sensors used under adverse conditions such as power plants do not exist as a substitute for moving iron transformers due to environmental resistance problems as described above, and have conventionally been used as indispensable devices in power plants. ing.

可動鉄片変圧器は、可動鉄片の機械的変位を電気信号に直接変換して可動鉄片の変移を検出するため、可動鉄片変圧器に接続される位置計測部は、可動鉄片変圧器からのアナログ信号を直接取り扱うアナログ型の回路で構成される。しかしながら、アナログ型の回路で構成した位置計測部は、回路を構成する電子部品の経年変化等により誤差が増大する。   Since the movable iron transformer detects the transition of the movable iron piece by directly converting the mechanical displacement of the movable iron piece into an electrical signal, the position measuring unit connected to the movable iron piece transformer is an analog signal from the movable iron piece transformer. It consists of an analog circuit that directly handles However, the position measuring unit configured with an analog circuit increases errors due to aging of electronic components that configure the circuit.

ところで、近年では、A/D変換器の高速化およびDSP(Digital Signal Processor)技術が進展し、デジタル信号の逐次演算が可能となった。このため、デジタル信号処理技術を利用することにより、アナログ制御による前記様々な限界を解決することが可能となった。また、可動鉄片変圧器に接続される位置計測装置においても、デジタル信号処理技術を適用した高精度、高速、かつ高信頼度の位置計測装置が求められている。このような計測装置の例は、例えば特許文献1に示されている。
特開2001−41703号公報
By the way, in recent years, A / D converters have been increased in speed and DSP (Digital Signal Processor) technology has been developed, so that digital signals can be sequentially calculated. For this reason, it has become possible to solve the above-mentioned various limitations due to analog control by using digital signal processing technology. In addition, in a position measuring device connected to a movable iron piece transformer, a highly accurate, high speed, and highly reliable position measuring device to which a digital signal processing technique is applied is required. An example of such a measuring device is shown in Patent Document 1, for example.
JP 2001-41703 A

可動鉄片変圧器は、一定の振幅および周波数のAC電圧で励振して、対象目標物の変位に応じた振幅のAC電圧を出力する変圧器である。この変圧器を用いた計測装置の問題点を列挙すると以下の通りとなる。   The movable iron piece transformer is a transformer that excites with an AC voltage having a constant amplitude and frequency and outputs an AC voltage with an amplitude corresponding to the displacement of the target object. The problems of the measuring device using this transformer are listed as follows.

(1)[応答速度]可動鉄片変圧器の制御は、その変圧器の出力AC電圧を整流器と平滑回路によりAC/DC変換し、その変換結果であるDC電圧値から位置情報を導出する手法が用いられている。一方、プラント制御における制御周期は短縮化される傾向にあり、前述のようなアナログ回路によるAC/DC変換を採用した場合は、前記平滑化に数周期を要するため応答速度が低下する。 (1) [Response speed] The control of the movable iron piece transformer is a method in which the output AC voltage of the transformer is AC / DC converted by a rectifier and a smoothing circuit, and position information is derived from the DC voltage value which is the conversion result. It is used. On the other hand, the control cycle in the plant control tends to be shortened, and when the above-described AC / DC conversion by the analog circuit is adopted, the response speed is lowered because several cycles are required for the smoothing.

(2)[コスト]プラント制御では、可動鉄片変圧器を複数台用意し、多重系を組む方式が多用される。このような場合に複数台の可動鉄片変圧器をそれぞれ専用の計測装置を用いて制御するとコストが面で不利となる。このため、複数台の可動鉄片変圧器を一台の計測装置で制御することが望まれる。 (2) [Cost] In plant control, a method of preparing a plurality of movable iron piece transformers and forming a multiplex system is often used. In such a case, controlling each of the plurality of movable iron piece transformers using a dedicated measuring device is disadvantageous in terms of cost. For this reason, it is desired to control a plurality of movable iron piece transformers with a single measuring device.

(3)[周波数]プラント内に複数台の可動鉄片変圧器配置し、これらを制御する場合、各可動鉄片変圧器を同一周波数で励振すると、共振あるいは共鳴が発生し、計測結果に誤差を生じる。このため、可動鉄片変圧器は、それぞれ異なる周波数で励振することが望ましい。このためには可動鉄片変圧器の励振周波数は可変にできることが望ましい。 (3) [Frequency] When a plurality of movable iron transformers are arranged in the plant and controlled, if each movable iron transformer is excited at the same frequency, resonance or resonance occurs, resulting in an error in the measurement result. . For this reason, it is desirable that the movable iron piece transformers are excited at different frequencies. For this purpose, it is desirable that the excitation frequency of the movable iron piece transformer can be made variable.

(4)[保守性]可動鉄片変圧器を制御する計測装置は、従来から可動鉄片変圧器と計測装置を組合せて調整することにより、可動鉄片変圧器がもつ固有特性を吸収し、正確な計測を実施することができる。アナログ計測を基本とする場合、計測装置内にある部品等を直接調整する必要があり、計測装置の交換時は再設定を要する。なお、可動鉄片変圧器と計測装置を組合せて調整することが可能であるのは定期点検等のプラント停止時のみとなる。すなわち、計測装置の交換はプラント稼動時に実施できず、プラント全体の信頼性が低下する。 (4) [Maintenance] The measuring device that controls the movable iron transformer absorbs the inherent characteristics of the movable iron transformer by adjusting the combination of the movable iron transformer and the measuring device. Can be implemented. When analog measurement is used as a basis, it is necessary to directly adjust components and the like in the measurement device, and resetting is required when the measurement device is replaced. It should be noted that the movable iron piece transformer and the measuring device can be adjusted in combination only when the plant is stopped during periodic inspection or the like. That is, the replacement of the measuring device cannot be performed when the plant is operating, and the reliability of the entire plant is reduced.

(5)[経年変化・温度変化]計測装置の励振出力は、経年変化あるいは温度変化等により、その励振出力の精度(0点ドリフト、振幅)が変化する。このため、計測装置設置時の初期状態に比して位置情報に誤差が生じて、信頼性が損なわれる。また、定期点検等のプラント停止時に、経年変化等による劣化箇所を再調整する必要があり、保守性に欠ける。 (5) [Aging and temperature change] The excitation output accuracy (0-point drift, amplitude) of the excitation output of the measuring device changes due to aging or temperature change. For this reason, an error occurs in the position information as compared with the initial state when the measuring apparatus is installed, and the reliability is impaired. In addition, when the plant is shut down during periodic inspections and the like, it is necessary to readjust the deteriorated part due to secular change and the like, and maintainability is lacking.

(6)[演算誤差]前記(3)に示すように励振周波数を可変とした場合、可変可動鉄片変圧器の励振信号の周波数とフーリエ演算の基本周波数が不一致となり、フーリエ変換特有の演算誤差が発生する。 (6) [Calculation error] When the excitation frequency is variable as shown in the above (3), the frequency of the excitation signal of the variable movable iron transformer and the fundamental frequency of Fourier calculation are inconsistent, and the calculation error peculiar to the Fourier transform is appear.

本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたもので、演算誤差を低減し高精度かつ高速にに計測することのできる位置計測システムを提供するものである。   The present invention has been made in view of these problems, and provides a position measurement system that can reduce calculation errors and perform measurement with high accuracy and high speed.

本発明は上記課題を解決するため、次のような手段を採用した。   In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.

可動鉄片、該可動鉄片を励振する励振巻線および出力巻線を有する可動鉄片変圧器と、前記可動鉄片変圧器の励振巻線を励振する励振信号を生成する発振器、前記励振信号をA/D変換するA/D変換器、A/D変換器出力をフーリエ変換するフーリエ変換部、フーリエ変換された励振信号の振幅を算出する振幅値算出部、前記出力巻線に発生する出力信号をA/D変換するA/D変換器、A/D変換器出力をフーリエ変換するフーリエ変換部、フーリエ変換された出力信号の振幅を算出する振幅値算出部、フーリエ変換された励振信号の振幅を算出する振幅値算出部出力とフーリエ変換された出力信号の振幅を算出する振幅値算出部の比を演算する除算部、および該除算部出力にしたがって前記可動鉄片の位置を演算する位置演算部を有する計測装置を備えた。   Movable iron piece, movable iron piece transformer having an excitation winding and an output winding for exciting the movable iron piece, an oscillator for generating an excitation signal for exciting the excitation winding of the movable iron piece transformer, and the excitation signal as A / D An A / D converter for conversion, a Fourier transform unit for Fourier transforming the output of the A / D converter, an amplitude value calculation unit for calculating the amplitude of the Fourier-transformed excitation signal, and an output signal generated in the output winding as A / D An A / D converter for D conversion, a Fourier transform unit for Fourier transforming the output of the A / D converter, an amplitude value calculation unit for calculating the amplitude of the Fourier-transformed output signal, and calculating the amplitude of the Fourier-transformed excitation signal A division unit that calculates a ratio between an amplitude value calculation unit output and an amplitude value calculation unit that calculates the amplitude of the Fourier-transformed output signal; and a position calculation unit that calculates the position of the movable iron piece according to the division unit output Equipped with a measuring device.

本発明は、以上の構成を備えるため、演算誤差を低減し高精度かつ高速にに計測することのできる位置計測システムを提供することができる。   Since the present invention has the above-described configuration, it is possible to provide a position measurement system capable of reducing calculation errors and measuring with high accuracy and high speed.

以下、最良の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, the best embodiment will be described with reference to the accompanying drawings.

[第1の実施形態]
図1は、可動鉄片変圧器として3線式LVDT(リニア差動トランス)を用いた位置計測システムについて説明する図である。可動鉄片変圧器001は励振巻線L0および出力巻線L1を備える。励振巻線L0を励振する発振器800の出力信号011は、可動鉄片変圧器001の励振巻線L0と計測装置500内のA/D変換器003に供給される。すなわち、励振信号は計測装置500内にフィードバックされる。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram for explaining a position measurement system using a three-wire LVDT (linear differential transformer) as a movable iron piece transformer. The movable iron piece transformer 001 includes an excitation winding L0 and an output winding L1. An output signal 011 of the oscillator 800 that excites the excitation winding L0 is supplied to the excitation winding L0 of the movable iron piece transformer 001 and the A / D converter 003 in the measuring device 500. That is, the excitation signal is fed back into the measuring device 500.

また、可動鉄片変圧器001の出力信号012は、計測装置内のA/D変換器004に供給される。なお、可動鉄片変圧器001の出力信号012は、可動鉄片変圧器の位置信号であり、位置に応じた振幅のAC電圧である。   Further, the output signal 012 of the movable iron piece transformer 001 is supplied to the A / D converter 004 in the measuring device. The output signal 012 of the movable iron piece transformer 001 is a position signal of the movable iron piece transformer, and is an AC voltage having an amplitude corresponding to the position.

計測装置500内のA/D変換器003、004は、可動鉄片変圧器001に供給する励振信号011および可動鉄片変圧器001からの出力信号012をそれぞれA/D変換する。このとき共通に使用する発振器002の周波数にしたがって同期サンプリングする。   The A / D converters 003 and 004 in the measuring apparatus 500 A / D convert the excitation signal 011 supplied to the movable iron piece transformer 001 and the output signal 012 from the movable iron piece transformer 001, respectively. At this time, synchronous sampling is performed according to the frequency of the commonly used oscillator 002.

前記発振器002は、可動鉄片変圧器001の励振およびフーリエ変換部の励振に共通に使用し、可動鉄片変圧器の励振信号の周波数(f1)とフーリエ変換部のフーリエ演算基本周波数(f2)は完全に一致する(f1=f2)。また、A/D変換器のサンプリング周波数は、励振信号1周期分をN個のデータで演算する場合f1×Nとする(サンプリング定理に基づく)。   The oscillator 002 is used in common for the excitation of the movable iron transformer 001 and the excitation of the Fourier transform unit, and the frequency (f1) of the excitation signal of the movable iron transformer and the Fourier calculation basic frequency (f2) of the Fourier transform unit are complete. (F1 = f2). Further, the sampling frequency of the A / D converter is set to f1 × N (based on the sampling theorem) when calculating one period of the excitation signal with N pieces of data.

A/D変換器003,004により同期サンプリングした励振信号データ013および出力信号データ014は、フーリエ変換部005,006において励振信号011の1周期分のデータ毎にそれぞれフーリエ演算する。   The excitation signal data 013 and the output signal data 014 synchronously sampled by the A / D converters 003 and 004 are subjected to Fourier calculation for each period of data of the excitation signal 011 in the Fourier transform units 005 and 006, respectively.

このときフーリエ演算に使用するSIN/COSテーブル900としては、360度をN等分した際の正弦・余弦値を用い、テーブルポインタの移動はサンプリング周期に同期させる。このフーリエ変換部005,006および振幅値算出部007,008により、励振信号011および出力信号012の振幅値019、020を算出することができる。   At this time, as the SIN / COS table 900 used for the Fourier calculation, sine / cosine values when 360 degrees are equally divided into N are used, and the movement of the table pointer is synchronized with the sampling period. The Fourier transform units 005 and 006 and the amplitude value calculation units 007 and 008 can calculate the amplitude values 019 and 020 of the excitation signal 011 and the output signal 012.

フーリエ変換部005,006および振幅値算出部007,008で算出した励振信号011および出力信号012の各振幅値019,020は、除算部009で除算する。位置演算部010は前記除算結果をもとに可動鉄片の位置を演算する。   The amplitude values 019 and 020 of the excitation signal 011 and the output signal 012 calculated by the Fourier transform units 005 and 006 and the amplitude value calculation units 007 and 008 are divided by the division unit 009. The position calculation unit 010 calculates the position of the movable iron piece based on the division result.

フーリエ演算は、原理的により直流分の影響を除いた振幅演算が可能である。このため励振信号や出力信号の0点ドリフト変化の影響を排除できる。また、発振器002の励振信号011の振幅値(波高値)に経年変化等が生じた場合において、その影響を抑制することができる。すなわち、可動鉄片変圧器の出力信号012は励振信号011と同じ比率で変化するため、除算器009を用いて除算を行うことにより前記影響を補償することができる。   In the Fourier calculation, the amplitude calculation excluding the influence of the direct current component is possible in principle. For this reason, the influence of the zero point drift change of an excitation signal or an output signal can be excluded. Further, when an aging change or the like occurs in the amplitude value (peak value) of the excitation signal 011 of the oscillator 002, the influence can be suppressed. That is, since the output signal 012 of the movable iron piece transformer changes at the same ratio as the excitation signal 011, the influence can be compensated by performing division using the divider 009.

[第2の実施形態]
図2は、発振器として可変周波数発振器を使用した例を説明する図である。第1の実施形態と同様に、可動鉄片変圧器001を励振する発振器002の出力信号011を可動鉄片変圧器001と計測装置500内のA/D変換器003に供給する。なお、可動鉄片変圧器001を励振する発振器002と、A/D変換器のサンプリング周波数およびフーリエ演算の基本周波数を決定する演算器内のクロックCLK800は互いに独立した発振器であり、互いに異なる周波数で発振することができる。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a diagram illustrating an example in which a variable frequency oscillator is used as the oscillator. Similarly to the first embodiment, the output signal 011 of the oscillator 002 for exciting the movable iron transformer 001 is supplied to the movable iron transformer 001 and the A / D converter 003 in the measuring device 500. The oscillator 002 for exciting the movable iron piece transformer 001 and the clock CLK800 in the arithmetic unit for determining the sampling frequency of the A / D converter and the fundamental frequency of the Fourier calculation are independent oscillators and oscillate at different frequencies. can do.

発振器002による励振信号011の周波数f1が、フーリエ変換の基本周波数f2と一致する場合、つまりf1=f2である場合は、第1の実施形態と同等である。   When the frequency f1 of the excitation signal 011 by the oscillator 002 coincides with the fundamental frequency f2 of the Fourier transform, that is, when f1 = f2, this is equivalent to the first embodiment.

励振信号011の周波数f1とフーリエ変換の基本周波数f2が一致しない場合、フーリエ演算の特性上、フーリエ変換部005,006の演算結果および振幅値算出部007,008算出結果には、励振周波数の約2倍の周波数でゆらぐ演算誤差が生じる。   When the frequency f1 of the excitation signal 011 and the fundamental frequency f2 of the Fourier transform do not match, the calculation result of the Fourier transform units 005 and 006 and the calculation result of the amplitude value calculation units 007 and 008 indicate the excitation frequency due to the characteristics of the Fourier calculation. An arithmetic error that fluctuates at twice the frequency occurs.

実際の装置において、励振信号011の周波数f1とフーリエ変換の基本周波数f2を正確に一致させることは困難である。このためフーリエ演算の基本周波数とフーリエ演算対象である励振信号および出力信号の周波数の不一致により引き起こされる演算誤差は必ず含まれる。   In an actual apparatus, it is difficult to accurately match the frequency f1 of the excitation signal 011 and the fundamental frequency f2 of the Fourier transform. For this reason, the calculation error caused by the frequency mismatch between the fundamental frequency of the Fourier calculation and the frequency of the excitation signal and the output signal which are Fourier calculation targets is necessarily included.

例えば、プラントにおいて多重系を組む装置においては、可動鉄片変圧器相互の共振の影響を避けるため、励振周波数を可変にすることは可用性の面で有利となることが多い。このような場合には、フーリエ演算の基本周波数を変えることなく、励振周波数のみを変更して精度の良い演算を行うことのできる手法が望まれる。   For example, in an apparatus that forms a multiplex system in a plant, it is often advantageous in terms of availability to make the excitation frequency variable in order to avoid the influence of resonance between movable iron transformers. In such a case, there is a demand for a technique that can perform highly accurate calculation by changing only the excitation frequency without changing the fundamental frequency of Fourier calculation.

本実施形態では、フーリエ演算の基本周波数と励振周波数の不一致により引き起こされる演算誤差を除去する方法として、可動鉄片変圧器の励振信号011と可動鉄片変圧器の出力信号012のフーリエ演算結果(振幅値算出結果)019,020を除算009する方法を採る。すなわち、可動鉄片変圧器の励振信号011の周波数と出力信号012の周波数は同一であり、振幅結果019と020は同じ相対誤差を持つため、前記除算を行うことにより、前記相対誤差を相殺することが可能となる。これにより、フーリエ演算による相対誤差を含まない高精度な位置情報を得ることができる。   In the present embodiment, as a method of removing a calculation error caused by a mismatch between the fundamental frequency of the Fourier calculation and the excitation frequency, the Fourier calculation result (amplitude value) of the excitation signal 011 of the movable iron transformer and the output signal 012 of the movable iron transformer is used. (Calculation result) A method of dividing 019,020 by 009 is adopted. That is, since the frequency of the excitation signal 011 of the movable iron piece transformer and the frequency of the output signal 012 are the same, and the amplitude results 019 and 020 have the same relative error, the relative error is canceled by performing the division. Is possible. Thereby, it is possible to obtain highly accurate position information that does not include a relative error due to Fourier calculation.

[第3の実施形態]
図3,4,5は、可動鉄片変圧器001の励振信号011と出力信号012間に位相差が存在する場合の処理を説明する図である。
[Third Embodiment]
3, 4, and 5 are diagrams for explaining processing when there is a phase difference between the excitation signal 011 and the output signal 012 of the movable iron piece transformer 001.

可動鉄片変圧器001の励振信号011と出力信号012間には、可動鉄片変圧器の特性あるいはケーブル敷設条件等の影響より位相差が生じる。   A phase difference occurs between the excitation signal 011 and the output signal 012 of the movable iron transformer 001 due to the influence of the characteristics of the movable iron transformer or the cable laying conditions.

図13は、励振信号011および出力信号012のフーリエ演算結果(振幅値算出結果)を示す図であり、図13(a)は励振信号011および出力信号012間に位相差が存在する場合の例、図13(b)は励振信号011および出力信号012間に位相差が存在しない場合の例を示す図である。   FIG. 13 is a diagram illustrating a Fourier calculation result (amplitude value calculation result) of the excitation signal 011 and the output signal 012, and FIG. 13A is an example in the case where a phase difference exists between the excitation signal 011 and the output signal 012. FIG. 13B is a diagram showing an example where there is no phase difference between the excitation signal 011 and the output signal 012.

図に示すように、励振信号011および出力信号012のフーリエ演算結果019,020には、励振信号011と出力信号012間の位相差に応じた位相差が生じる。このため、励振信号011および出力信号012のフーリエ演算結果019,020の除算結果には、前記位相差に応じた誤差成分が残留する。本実施形態では、この誤差成分を除去する手法を説明する。   As shown in the figure, a phase difference corresponding to the phase difference between the excitation signal 011 and the output signal 012 occurs in the Fourier calculation results 019 and 020 of the excitation signal 011 and the output signal 012. Therefore, an error component corresponding to the phase difference remains in the division result of the Fourier calculation results 019 and 020 of the excitation signal 011 and the output signal 012. In this embodiment, a method for removing this error component will be described.

図3は、励振信号011のフーリエ演算結果019および出力信号012のフーリエ演算結果020間の位相差を検出する位相差検出部0999を設けた例を説明する図である。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example in which a phase difference detection unit 0999 that detects a phase difference between the Fourier calculation result 019 of the excitation signal 011 and the Fourier calculation result 020 of the output signal 012 is provided.

図に示すように、位相差検出部0999は、可動鉄片変圧器001の励振信号011のフーリエ演算結果および出力信号012のフーリエ演算結果から各々の信号の位相差を算出し、算出結果にしたがって、例えば励振信号011を遅延する位相補正部φにフィードバック888することにより位相補正を実施する。この位相補正により、可動鉄片変圧器001の励振信号011と出力信号012の位相を一致させることができる。これにより、振幅演算結果019,020に含まれる誤差成分を除算部009により相殺することができる。   As shown in the figure, the phase difference detection unit 0999 calculates the phase difference of each signal from the Fourier calculation result of the excitation signal 011 of the movable iron piece transformer 001 and the Fourier calculation result of the output signal 012, and according to the calculation result, For example, the phase correction is performed by feedback 888 to the phase correction unit φ that delays the excitation signal 011. By this phase correction, the phases of the excitation signal 011 and the output signal 012 of the movable iron piece transformer 001 can be matched. Thus, the error component included in the amplitude calculation results 019 and 020 can be canceled by the division unit 009.

このように、位相補正を施した上で、可動鉄片変圧器の励振信号と出力信号のフーリエ演算結果に除算処理を施すことにより正確な位置演算結果を得ることができる。なお、位相補正部の構成は図示の例に限定されるものではない。例えば、SIN/COSTABLE900に補正を施す方法、あるいはフーリエ演算後に補正を施す方法等を採用することができる。   Thus, after performing phase correction, an accurate position calculation result can be obtained by performing division processing on the Fourier calculation result of the excitation signal and output signal of the movable iron piece transformer. Note that the configuration of the phase correction unit is not limited to the illustrated example. For example, a method of correcting SIN / COSTABLE 900, a method of correcting after Fourier calculation, or the like can be employed.

図4は、フーリエ変換部の後段にフィルタ123を設ける例を説明する図である。前述のように、除算部009の演算結果に含まれる誤差成分は、可動鉄片変圧器の励振信号011と出力信号012の位相差に応じた周期性を持つ。このため、除算部009後段に移動平均フィルタ等のIIR,FIRフィルタ(平滑フィルタ)挿入することにより精度の良い位置情報を得ることができる。なお、前記フィルタは、振幅値算出部の前段あるいは後段に挿入することができる。すなわちフィルタの位置はフーリエ演算後であれば、いずれの位置でもよい。   FIG. 4 is a diagram for explaining an example in which a filter 123 is provided after the Fourier transform unit. As described above, the error component included in the calculation result of the division unit 009 has a periodicity corresponding to the phase difference between the excitation signal 011 and the output signal 012 of the movable iron piece transformer. For this reason, accurate position information can be obtained by inserting an IIR or FIR filter (smooth filter) such as a moving average filter after the division unit 009. The filter can be inserted before or after the amplitude value calculation unit. That is, the position of the filter may be any position as long as it is after the Fourier calculation.

図5は、図3に示す位相差検出部0999および図4に示すフィルタ123の双方を備えた例を示す図である。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example including both the phase difference detection unit 0999 illustrated in FIG. 3 and the filter 123 illustrated in FIG.

[第4の実施形態]
図6,7,8は、4線式LVDT(リニア差動トランス)を用いた位置計測システムを説明する図である。図に示すように、4線式LVDTは励振巻線L0、第1の出力巻線L1,第2の出力巻線L2を備える。ここで、出力巻線L1の出力と出力巻線L2の出力は、その特性上、励振信号011と同等と見なすことができる。このため、計測装置500内にフィードバックする可動鉄片変圧器の励振信号011は監視用としてのみ使用し、実際の位置演算には出力巻線L1の出力信号102と出力巻線L2の出力信号012を使用する。なお、図6,7,8において、位相差検出部0999は、第1の出力巻線の出力信号をフーリエ変換するフーリエ変換部005および第2の出力巻線に発生する出力信号をフーリエ変換するフーリエ変換部006の出力をもとに可動鉄片変圧器の可動鉄片の移動方向を判定し、この判定結果にしたがって位置演算部出力信号の極性を決定する。なお、4線式LVDTにおける処理は、前記3線式LVDTにおける処理と同様であるのでその説明は省略する。
[Fourth Embodiment]
6, 7 and 8 are diagrams for explaining a position measurement system using a 4-wire LVDT (linear differential transformer). As shown in the figure, the 4-wire LVDT includes an excitation winding L0, a first output winding L1, and a second output winding L2. Here, the output of the output winding L1 and the output of the output winding L2 can be regarded as equivalent to the excitation signal 011 due to its characteristics. For this reason, the excitation signal 011 of the movable iron piece transformer fed back into the measuring device 500 is used only for monitoring, and the output signal 102 of the output winding L1 and the output signal 012 of the output winding L2 are used for actual position calculation. use. 6, 7, and 8, the phase difference detection unit 0999 performs Fourier transform on the output signal generated in the second output winding and the Fourier transform unit 005 that performs Fourier transform on the output signal of the first output winding. The moving direction of the movable iron piece of the movable iron piece transformer is determined based on the output of the Fourier transform unit 006, and the polarity of the position calculation unit output signal is determined according to the determination result. Since the processing in the 4-wire LVDT is the same as the processing in the 3-wire LVDT, the description thereof is omitted.

[第5の実施形態]
図9,10,11は、一つの計測装置に複数の可動鉄片変圧器を接続する例を説明する図である。ここでは、可動鉄片変圧器001,101を1つの演算器600により処理する構成を例に説明する。
[Fifth Embodiment]
9, 10, and 11 are diagrams illustrating an example in which a plurality of movable iron piece transformers are connected to one measuring device. Here, a configuration in which the movable iron piece transformers 001 and 101 are processed by one arithmetic unit 600 will be described as an example.

発振器002と発振器102の励振周波数は、相互の共振の影響を避けるため、互いに異なる周波数に設定されている。すなわち互いに異なる周波数で可動鉄片変圧器001,101を励振する。   The excitation frequencies of the oscillator 002 and the oscillator 102 are set to different frequencies to avoid the influence of mutual resonance. That is, the movable iron piece transformers 001 and 101 are excited at different frequencies.

A/D変換器003,004,103,104のサンプリング周波数、およびフーリエ変換部005,006,105,106の演算タイミングとして、1つのクロック800を使用し、これらを同期させて位置演算を実施する。すなわち、A/D変換器によりデータをサンプリングした後、フーリエ変換部および振幅値算出部により振幅値を演算し、位置演算部により位置信号を逐次算出する。   One clock 800 is used as the sampling frequency of the A / D converters 003, 004, 103, 104 and the calculation timing of the Fourier transform units 005, 006, 105, 106, and the position calculation is performed by synchronizing them. . That is, after data is sampled by the A / D converter, the amplitude value is calculated by the Fourier transform unit and the amplitude value calculation unit, and the position signal is sequentially calculated by the position calculation unit.

A/D変換器のサンプリング周波数は、計測装置内のA/D変換器003,004,103,104の全てにおいてクロック800に同期している。また、可動鉄片変圧器001,101の励振信号あるいは出力信号をサンプリングする周波数は、少なくとも複数ある可動鉄片変圧器への励振周波数の内、最も高い周波数の2倍以上を採れば良く、その値は任意である。最も高い周波数の2倍以上を採る理由は、サンプリング定理によるものである。個々の可動鉄片変圧器001,101の位置演算までの処理は3線式LVDTにおける処理と同様であるのでその説明は省略する。   The sampling frequency of the A / D converter is synchronized with the clock 800 in all of the A / D converters 003, 004, 103, 104 in the measurement apparatus. The frequency at which the excitation signal or the output signal of the movable iron transformer 001, 101 is sampled may be at least twice the highest frequency among the excitation frequencies to at least a plurality of movable iron transformers. Is optional. The reason for taking more than twice the highest frequency is due to the sampling theorem. Since the process up to the position calculation of each movable iron piece transformer 001, 101 is the same as the process in the 3-wire LVDT, its description is omitted.

[第6の実施形態]
図9,12は、外部記憶装置700と接続する通信装置1000を備えた位置計測システムを説明する図である。
[Sixth Embodiment]
9 and 12 are diagrams illustrating a position measurement system including a communication device 1000 connected to the external storage device 700. FIG.

図に示すように、計測装置500は外部記憶装置700を接続する通信装置1000を有する。システムの使用に際しては、個々の可動鉄片変圧器001,101による位置計測開始前に、個々の可動鉄片変圧器001,101の特性を得る調整作業を実施する。   As shown in the figure, the measuring device 500 has a communication device 1000 to which an external storage device 700 is connected. When the system is used, an adjustment operation for obtaining the characteristics of the individual movable iron transformers 001 and 101 is performed before the position measurement by the individual movable iron transformers 001 and 101 is started.

図12は、可動鉄片変圧器の特性の調整例を説明する図である。図12に示すように可動鉄片変圧器の型式に応じた位置と出力(除算結果)の標準特性Hは、予め位置演算部010の不揮発性メモリに書き込まれている。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of adjusting the characteristics of the movable iron piece transformer. As shown in FIG. 12, the standard characteristic H of the position and output (division result) according to the type of the movable iron transformer is written in the nonvolatile memory of the position calculation unit 010 in advance.

実際に使用する可動鉄片変圧器001の特性は、製造のばらつきあるいはケーブル敷設条件に応じて前記標準特性とは異なる特性(個体特性K)となる。個体特性Kは、可動鉄片変圧器001の可動鉄片位置を0,50,100%に固定し、このときのそれぞれの出力A,B,Cとして位置演算位相判定部010のメモリに書き込む。次に、これら3点(可動鉄片位置が0,50,100%)における出力(A/Aref、B/Bref、C/Cref)および標準特性Hをもとに補間演算して、各位置に対する個体特性Kを求める。なお、前記求めた個体特性は位置演算部010の前記不揮発性メモリに格納しておく。   The characteristic of the movable iron piece transformer 001 that is actually used is a characteristic (individual characteristic K) different from the standard characteristic in accordance with manufacturing variations or cable laying conditions. The individual characteristic K is written in the memory of the position calculation phase determination unit 010 as the respective outputs A, B, C at a fixed position of the movable iron piece of the movable iron transformer 001 at 0, 50, 100%. Next, an interpolation operation is performed based on the output (A / Aref, B / Bref, C / Cref) and standard characteristics H at these three points (movable iron piece position is 0, 50, 100%), and an individual for each position is calculated. The characteristic K is obtained. The obtained individual characteristics are stored in the nonvolatile memory of the position calculation unit 010.

以上の調整作業にて得られたパラメータ(A/Aref、B/Bref、C/Cref)あるいは個体特性1100,1200を「可動鉄片変圧器の個体特性を数値化したデータ」として、通信装置1000を介して外部記憶装置700に記憶しておく。可動鉄片変圧器001,101の位置演算部は位置演算に際して、前記個体特性Kを参照して位置を計測する。   With the parameters (A / Aref, B / Bref, C / Cref) or individual characteristics 1100, 1200 obtained through the above adjustment work as “data obtained by quantifying the individual characteristics of the movable iron piece transformer”, the communication apparatus 1000 is And stored in the external storage device 700. The position calculation unit of the movable iron piece transformers 001 and 101 measures the position with reference to the individual characteristic K at the time of position calculation.

計測装置500を新品等に交換した場合には、外部記憶装置に記憶させた「可動鉄片変圧器の個体特性を数値化したデータ」を、通信装置1000を介して、新しく交換した計測装置に取り込む。新しく交換した計測装置は、その書き込んだ「可動鉄片変圧器の個体特性を数値化したデータ」に基づいて可動鉄片変圧器001,002を用いた位置計測を開始する。   When the measuring device 500 is replaced with a new one or the like, the “data obtained by quantifying the individual characteristics of the movable iron piece transformer” stored in the external storage device is taken into the newly replaced measuring device via the communication device 1000. . The newly replaced measuring device starts position measurement using the movable iron transformer 001, 002 based on the written “data obtained by quantifying the individual characteristics of the movable iron transformer”.

従来では、可動鉄片変圧器を用いた位置計測際しては、計測開始前に可動鉄片変圧器の特性の個体差を吸収する調整作業を必要とした。しかし本実施形態では、予め計測した「可動鉄片変圧器の特性を数値化したデータ」を計測装置に取り込み、それを基に位置演算を実施することが可能となる。すなわち、各々可動鉄片変圧器の特性の個体差を吸収するための再調整作業が不要となる。このように可動鉄片変圧器の特性の個体差を吸収する再調整が不要となるため、プラントを停止することなく計測装置を交換すること可能となり、装置の保守および信頼性の向上を図ることがでいる。   Conventionally, when performing position measurement using a movable iron piece transformer, it is necessary to perform adjustment work to absorb individual differences in the characteristics of the movable iron piece transformer before starting the measurement. However, in the present embodiment, it is possible to take in “measured data obtained by digitizing the characteristics of the movable iron piece transformer” into the measuring device and perform position calculation based on the data. That is, readjustment work for absorbing individual differences in the characteristics of each movable iron piece transformer becomes unnecessary. In this way, readjustment to absorb the individual differences in the characteristics of the movable iron transformer is not necessary, so that it is possible to replace the measuring device without stopping the plant, thereby improving the maintenance and reliability of the device. It is out.

なお、ここでは、記憶しておくパラメータとして、可動鉄片変圧器の位置(可動鉄片位置)を表す「可動鉄片変圧器の特性を数値化したデータ」を例に説明したが、このパラメータは、可動鉄片変圧器の位置に関する情報に限定されるものではない。   In addition, here, as a parameter to be stored, the explanation has been given by taking “data obtained by quantifying the characteristics of the movable iron piece transformer” representing the position of the movable iron piece transformer (movable iron piece position) as an example. It is not limited to the information regarding the position of the iron piece transformer.

以上説明したように、本発明の実施形態によれば、発振器を用いて可動鉄片変圧器を励振し、その励振信号と可動鉄片変圧器の出力信号のAC電圧値をDC変換することなく、A/D変換してデジタル信号として取り込み、位置演算する。このため、DC変換に伴う応答遅れを抑制することができる。また、複数の可動鉄片変圧器を用いて、各変圧器毎に位置演算を行うことができる。   As described above, according to the embodiment of the present invention, the movable iron piece transformer is excited using an oscillator, and the AC voltage value of the excitation signal and the output signal of the movable iron piece transformer is converted to DC without DC conversion. / D-converted to capture as a digital signal and calculate position. For this reason, the response delay accompanying DC conversion can be suppressed. Moreover, position calculation can be performed for each transformer using a plurality of movable iron piece transformers.

また、可動鉄片変圧器の出力信号であるAC電圧値を直接デジタル化し、フーリエ演算によりAC電圧値の振幅値(波高値)を演算する。このとき、可動鉄片変圧器の出力信号にフーリエ演算を施すと共に可動鉄片変圧器の励振信号をフィードバックしてフーリエ演算を施す。この際に、振幅値算出部によりフーリエ変換された励振信号の振幅およびフーリエ変換された出力信号の振幅を算出し、これらの振幅値に除算処理を施すことにより、フーリエ変換の演算に生じる誤差を除去するすることができる。   Moreover, the AC voltage value which is an output signal of a movable iron piece transformer is directly digitized, and the amplitude value (crest value) of the AC voltage value is calculated by Fourier calculation. At this time, the Fourier calculation is performed on the output signal of the movable iron transformer and the excitation signal of the movable iron transformer is fed back. At this time, the amplitude value calculation unit calculates the amplitude of the excitation signal subjected to Fourier transform and the amplitude of the output signal subjected to Fourier transform, and performs a division process on these amplitude values to eliminate errors caused in the computation of Fourier transform. Can be removed.

また、可動鉄片変圧器の励振信号および出力信号を用いて除算演算を施すことにより、励振信号の経年変化あるいは温度変化に伴う誤差を抑制することができる。また、プラント内に複数台の可動鉄片変圧器配置し、各可動鉄片変圧器をそれぞれ異なる周波数で励振することができる。   Further, by performing a division operation using the excitation signal and the output signal of the movable iron piece transformer, it is possible to suppress an error due to a secular change or a temperature change of the excitation signal. Moreover, a plurality of movable iron piece transformers can be arranged in the plant, and each movable iron piece transformer can be excited at a different frequency.

また、可動鉄片変圧器の励振信号と出力信号と間に位相差が生じる場合においても演算誤差を抑制することができ、高精度かつ高速応答に優れた演算を実現する。   In addition, even when a phase difference is generated between the excitation signal and the output signal of the movable iron piece transformer, it is possible to suppress calculation errors and to realize calculation with high accuracy and excellent high-speed response.

また、予め計測し蓄積しておいた「可動鉄片変圧器の特性を数値化したデータ」を外部記憶装置から交換した計測装置に演算パラメータとして取り込むことにより、プラントを停止させずに装置を保守することができ、信頼性の向上を図ることができる。   In addition, by preliminarily measuring and accumulating “data obtained by digitizing the characteristics of the movable iron transformer” from the external storage device as a calculation parameter, the device is maintained without stopping the plant. And reliability can be improved.

可動鉄片変圧器として3線式LVDTを用いた位置計測システムについて説明する図である。It is a figure explaining the position measurement system using 3 wire type LVDT as a movable iron piece transformer. 発振器として可変周波数発振器を使用した例を説明する図である。It is a figure explaining the example using a variable frequency oscillator as an oscillator. 可動鉄片変圧器の励振信号と出力信号間に位相差が存在する場合の処理を説明する図である。It is a figure explaining a process in case a phase difference exists between the excitation signal and output signal of a movable iron piece transformer. フーリエ変換部の後段にフィルタを設ける例を説明する図である。It is a figure explaining the example which provides a filter in the back | latter stage of a Fourier-transform part. 位相補正部およびフィルタの双方を備えた例を示す図である。It is a figure which shows the example provided with both the phase correction | amendment part and the filter. 4線式LVDTを用いた位置計測システムを説明する図である。It is a figure explaining the position measurement system using 4-wire type LVDT. 4線式LVDTを用いた位置計測システムを説明する図である。It is a figure explaining the position measurement system using 4-wire type LVDT. 4線式LVDTを用いた位置計測システムを説明する図である。It is a figure explaining the position measurement system using 4-wire type LVDT. 外部記憶装置と接続する通信装置を備えた位置計測システムを説明する図である。It is a figure explaining the position measurement system provided with the communication apparatus connected with an external storage device. 一つの計測装置に複数の可動鉄片変圧器を接続する例を説明する図である。。It is a figure explaining the example which connects a some movable iron piece transformer to one measuring device. . 一つの計測装置に複数の可動鉄片変圧器を接続する例を説明する図である。It is a figure explaining the example which connects a some movable iron piece transformer to one measuring device. 可動鉄片変圧器の特性の調整例を説明する図である。It is a figure explaining the adjustment example of the characteristic of a movable iron piece transformer. 励振信号および出力信号のフーリエ演算結果(振幅値算出結果)を示す図である。It is a figure which shows the Fourier calculation result (amplitude value calculation result) of an excitation signal and an output signal.

符号の説明Explanation of symbols

001,101 可動鉄片変圧器
002,102 発振器
003,004,103,104 A/D変換器
005,006,105,106 フーリエ変換部
007,008,107,108 振幅値算出部
009,109 除算部
010,110 位置演算位相判定部
500 計測装置
600 演算器
700 外部記憶装置
800 クロック(CLK)
900 SIN/COSテーブル
0999 位相差検出部
1000 通信装置
1100,1200 可動鉄片変圧器パラメータ
001, 101 Movable iron transformer 002, 102 Oscillator 003, 004, 103, 104 A / D converter 005, 006, 105, 106 Fourier transform unit 007, 008, 107, 108 Amplitude value calculation unit 009, 109 Division unit 010 , 110 Position calculation phase determination unit 500 Measuring device 600 Calculator 700 External storage device 800 Clock (CLK)
900 SIN / COS table 0999 Phase difference detector 1000 Communication device 1100, 1200 Movable iron transformer parameter

Claims (9)

可動鉄片、該可動鉄片を励振する励振巻線および出力巻線を有する可動鉄片変圧器と、
前記可動鉄片変圧器の励振巻線を励振する励振信号を生成する発振器、
前記励振信号をA/D変換するA/D変換器、A/D変換器出力をフーリエ変換するフーリエ変換部、フーリエ変換された励振信号の振幅を算出する振幅値算出部、
前記出力巻線に発生する出力信号をA/D変換するA/D変換器、A/D変換器出力をフーリエ変換するフーリエ変換部、フーリエ変換された出力信号の振幅を算出する振幅値算出部、
フーリエ変換された励振信号の振幅を算出する振幅値算出部出力とフーリエ変換された出力信号の振幅を算出する振幅値算出部の比を演算する除算部、
および該除算部出力にしたがって前記可動鉄片の位置を演算する位置演算部を有する計測装置を備えたことを特徴とする位置計測システム。
A movable iron piece, a movable iron piece transformer having an excitation winding and an output winding for exciting the movable iron piece;
An oscillator for generating an excitation signal for exciting the excitation winding of the movable iron piece transformer,
An A / D converter for A / D converting the excitation signal, a Fourier transform unit for Fourier transforming the output of the A / D converter, an amplitude value calculating unit for calculating the amplitude of the Fourier-transformed excitation signal,
An A / D converter for A / D converting the output signal generated in the output winding, a Fourier transform unit for Fourier transforming the A / D converter output, and an amplitude value calculating unit for calculating the amplitude of the Fourier transformed output signal ,
A division unit that calculates a ratio of an amplitude value calculation unit output that calculates the amplitude of the Fourier-transformed excitation signal and an amplitude value calculation unit that calculates the amplitude of the Fourier-transformed output signal;
And a position measuring system having a position calculating unit that calculates the position of the movable iron piece according to the output of the dividing unit.
請求項1記載の位置計測装置において、
複数の可動鉄片変圧器および計測装置を備え、各計測装置を構成する発振器の発信周波数は互いに相違することを特徴とする位置計測システム。
The position measuring device according to claim 1,
A position measurement system comprising a plurality of movable iron piece transformers and measurement devices, wherein the oscillation frequencies of the oscillators constituting each measurement device are different from each other.
請求項1記載の位置計測システムにおいて、
前記発振器の発信周波数は前記フーリエ演算の基本周波数を決定するクロックとは異なる値であることを特徴とする位置計測システム。
The position measurement system according to claim 1,
The position measurement system according to claim 1, wherein the oscillation frequency of the oscillator is different from a clock that determines a fundamental frequency of the Fourier calculation.
請求項1記載の位置計測システムにおいて、
前記フーリエ変換された励振信号の位相とフーリエ変換された出力信号の位相差を検出する位相差検出部および該検出部の検出出力にしたがって励振信号の位相と出力信号両信号の位相を合わせる位相補正部を備えたことを特徴とする位置計測システム。
The position measurement system according to claim 1,
A phase difference detection unit for detecting a phase difference between the phase of the Fourier-transformed excitation signal and a Fourier-transformed output signal, and phase correction for matching the phases of the excitation signal and the output signal in accordance with the detection output of the detection unit A position measurement system characterized by comprising a section.
請求項1記載の位置計測システムにおいて、
前記除算部出力を平滑するフィルタを備えたことを特徴とする位置計測システム。
The position measurement system according to claim 1,
A position measurement system comprising a filter for smoothing the division unit output.
請求項1記載の位置計測システムにおいて、
前記励振信号をフーリエ変換するフーリエ変換部および前記出力巻線に発生する出力信号をフーリエ変換するフーリエ変換部はそれぞれフーリエ変換部部出力を平滑するフィルタを備えたことを特徴とする位置計測システム。
The position measurement system according to claim 1,
A position measuring system, wherein a Fourier transform unit for Fourier transforming the excitation signal and a Fourier transform unit for Fourier transforming an output signal generated in the output winding each include a filter for smoothing the output of the Fourier transform unit.
可動鉄片、該可動鉄片を励振する励振巻線および第1および第2の出力巻線を備えた可動鉄片変圧器と、
前記可動鉄片変圧器の励振巻線を励振する励振信号を生成する発振器、
前記第1の出力巻線の出力信号をA/D変換するA/D変換器、A/D変換器出力をフーリエ変換するフーリエ変換部、フーリエ変換された励振信号の振幅を算出する振幅値算出部、
前記第2の出力巻線に発生する出力信号をA/D変換するA/D変換器、A/D変換器出力をフーリエ変換するフーリエ変換部、フーリエ変換された出力信号の振幅を算出する振幅値算出部、
フーリエ変換された第1の出力信号の振幅を算出する振幅値算出部出力とフーリエ変換された第2の出力信号の振幅を算出する振幅値算出部の比を演算する除算部、
および該除算部出力にしたがって前記可動鉄片の位置を演算する位置演算部を有する計測装置を備えたことを特徴とする位置計測システム。
A movable iron piece transformer having a movable iron piece, an excitation winding for exciting the movable iron piece, and first and second output windings;
An oscillator for generating an excitation signal for exciting the excitation winding of the movable iron piece transformer,
An A / D converter for A / D converting the output signal of the first output winding, a Fourier transform unit for Fourier transforming the output of the A / D converter, and an amplitude value calculation for calculating the amplitude of the Fourier-transformed excitation signal Part,
An A / D converter for A / D converting the output signal generated in the second output winding, a Fourier transform unit for Fourier transforming the A / D converter output, and an amplitude for calculating the amplitude of the Fourier transformed output signal Value calculator,
A division unit for calculating a ratio between an amplitude value calculation unit output for calculating the amplitude of the first output signal subjected to Fourier transform and an amplitude value calculation unit for calculating the amplitude of the second output signal subjected to Fourier transform;
And a position measuring system having a position calculating unit that calculates the position of the movable iron piece according to the output of the dividing unit.
可動鉄片、該可動鉄片を励振する励振巻線および出力巻線を備えた可動鉄片変圧器と、
前記可動鉄片変圧器の励振巻線を励振する励振信号を生成する発振器、
前記励振信号をA/D変換するA/D変換器、A/D変換器出力をフーリエ変換するフーリエ変換部、フーリエ変換された励振信号の振幅を算出する振幅値算出部、
前記出力巻線に発生する出力信号をA/D変換するA/D変換器、A/D変換器出力をフーリエ変換するフーリエ変換部、フーリエ変換された出力信号の振幅を算出する振幅値算出部、
フーリエ変換された励振信号の振幅を算出する振幅値算出部出力とフーリエ変換された出力信号の振幅を算出する振幅値算出部の比を演算する除算部、
および該除算部出力にしたがって前記可動鉄片の位置を演算する位置演算部を有する計測装置を備え、
前記位置演算部は、可動鉄片変圧器における可動鉄片の位置と該位置に応じた出力との関連を表す特性データを格納する内部記憶部および前記特性データを保存する外部記憶装置を備え、前記計測装置を交換したとき外部記憶装置に格納した特性データを内部記憶部に転送することを特徴とする位置計測システム。
A movable iron piece, a movable iron piece transformer provided with an excitation winding and an output winding for exciting the movable iron piece;
An oscillator for generating an excitation signal for exciting the excitation winding of the movable iron piece transformer,
An A / D converter for A / D converting the excitation signal, a Fourier transform unit for Fourier transforming the output of the A / D converter, an amplitude value calculating unit for calculating the amplitude of the Fourier-transformed excitation signal,
An A / D converter for A / D converting the output signal generated in the output winding, a Fourier transform unit for Fourier transforming the A / D converter output, and an amplitude value calculating unit for calculating the amplitude of the Fourier transformed output signal ,
A division unit that calculates a ratio of an amplitude value calculation unit output that calculates the amplitude of the Fourier-transformed excitation signal and an amplitude value calculation unit that calculates the amplitude of the Fourier-transformed output signal;
And a measuring device having a position calculation unit that calculates the position of the movable iron piece according to the output of the division unit,
The position calculation unit includes an internal storage unit that stores characteristic data representing a relationship between a position of the movable iron piece in the movable iron piece transformer and an output corresponding to the position, and an external storage device that stores the characteristic data, and the measurement A position measurement system for transferring characteristic data stored in an external storage device to an internal storage unit when the device is replaced.
請求項7記載の位置計測システムにおいて、
前記第1の出力巻線の出力信号をフーリエ変換するフーリエ変換部および前記第2の出力巻線に発生する出力信号をフーリエ変換するフーリエ変換部の出力をもとに可動鉄片変圧器の可動鉄片の移動方向を判定する位相差検出部を備え、該位相差検出部の検出出力にしたがって前記位置演算部出力信号の極性を決定することを特徴とする位置計測システム。
The position measurement system according to claim 7,
The movable iron piece of the movable iron transformer based on the output of the Fourier transform unit that Fourier transforms the output signal of the first output winding and the Fourier transform unit that Fourier-transforms the output signal generated in the second output winding A position measurement system comprising: a phase difference detection unit that determines a moving direction of the position calculation unit, and determining a polarity of the position calculation unit output signal according to a detection output of the phase difference detection unit.
JP2006324060A 2006-11-30 2006-11-30 Position measurement system Expired - Fee Related JP4713450B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006324060A JP4713450B2 (en) 2006-11-30 2006-11-30 Position measurement system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006324060A JP4713450B2 (en) 2006-11-30 2006-11-30 Position measurement system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008139100A true JP2008139100A (en) 2008-06-19
JP4713450B2 JP4713450B2 (en) 2011-06-29

Family

ID=39600735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006324060A Expired - Fee Related JP4713450B2 (en) 2006-11-30 2006-11-30 Position measurement system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4713450B2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010256174A (en) * 2009-04-24 2010-11-11 Hitachi Ltd Gas turbine control apparatus
JP2010276482A (en) * 2009-05-28 2010-12-09 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Position detection device
JP2015007630A (en) * 2013-06-25 2015-01-15 ザ・ボーイング・カンパニーTheBoeing Company Fault detection of four wire variable differential transformer sensors
WO2015170439A1 (en) * 2014-05-09 2015-11-12 株式会社デンソー Vehicle-mounted calibration device
JP2017133989A (en) * 2016-01-29 2017-08-03 株式会社東京精密 LVDT sensor
EP3279613A1 (en) * 2016-08-02 2018-02-07 Honeywell International Inc. System and method for determining a position of a moveable device
WO2019093074A1 (en) * 2017-11-07 2019-05-16 株式会社松尾製作所 Electrical angle acquisition system, electrical angle acquisition method, electrical angle acquisition program, electrical angle acquisition characteristic measurement system, electrical angle acquisition characteristic measurement method, and electrical angle acquisition characteristic measurement program
EP3680623A1 (en) * 2019-01-14 2020-07-15 Hamilton Sundstrand Corporation High speed ac sensor phase measurement

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1194589A (en) * 1997-09-16 1999-04-09 Hitachi Ltd Measuring system of position of rotating shaft, magnetic bearing provided with the same, and synchronous motor
JPH11118520A (en) * 1997-10-17 1999-04-30 Tamagawa Seiki Co Ltd Digital angle conversation method
JPH11230702A (en) * 1998-02-10 1999-08-27 Tadano Ltd Sense signal output circuit
JP2001041703A (en) * 1999-07-29 2001-02-16 Sanki System Engineering Kk Range finder and thickness meter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1194589A (en) * 1997-09-16 1999-04-09 Hitachi Ltd Measuring system of position of rotating shaft, magnetic bearing provided with the same, and synchronous motor
JPH11118520A (en) * 1997-10-17 1999-04-30 Tamagawa Seiki Co Ltd Digital angle conversation method
JPH11230702A (en) * 1998-02-10 1999-08-27 Tadano Ltd Sense signal output circuit
JP2001041703A (en) * 1999-07-29 2001-02-16 Sanki System Engineering Kk Range finder and thickness meter

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010256174A (en) * 2009-04-24 2010-11-11 Hitachi Ltd Gas turbine control apparatus
JP2010276482A (en) * 2009-05-28 2010-12-09 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Position detection device
JP2015007630A (en) * 2013-06-25 2015-01-15 ザ・ボーイング・カンパニーTheBoeing Company Fault detection of four wire variable differential transformer sensors
WO2015170439A1 (en) * 2014-05-09 2015-11-12 株式会社デンソー Vehicle-mounted calibration device
JP2015214236A (en) * 2014-05-09 2015-12-03 株式会社デンソー On-vehicle calibration device
JP2017133989A (en) * 2016-01-29 2017-08-03 株式会社東京精密 LVDT sensor
EP3279613A1 (en) * 2016-08-02 2018-02-07 Honeywell International Inc. System and method for determining a position of a moveable device
WO2019093074A1 (en) * 2017-11-07 2019-05-16 株式会社松尾製作所 Electrical angle acquisition system, electrical angle acquisition method, electrical angle acquisition program, electrical angle acquisition characteristic measurement system, electrical angle acquisition characteristic measurement method, and electrical angle acquisition characteristic measurement program
JP2019086410A (en) * 2017-11-07 2019-06-06 株式会社松尾製作所 Electric angle acquisition system, electric angle acquisition method, electric angle acquisition program, electric angle acquisition characteristic measuring system, electric angle acquisition characteristic measuring method and electric angle acquisition characteristic measuring program
JP7251751B2 (en) 2017-11-07 2023-04-04 株式会社松尾製作所 Electrical angle acquisition system, electrical angle acquisition method, electrical angle acquisition program, electrical angle acquisition characteristic measurement system, electrical angle acquisition characteristic measurement method, and electrical angle acquisition characteristic measurement program
JP7391341B2 (en) 2017-11-07 2023-12-05 株式会社松尾製作所 Electrical angle acquisition system, electrical angle acquisition method, and electrical angle acquisition program
EP3680623A1 (en) * 2019-01-14 2020-07-15 Hamilton Sundstrand Corporation High speed ac sensor phase measurement
US10801863B2 (en) 2019-01-14 2020-10-13 Hamilton Sundstrand Corporation High speed AC sensor phase measurement

Also Published As

Publication number Publication date
JP4713450B2 (en) 2011-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4713450B2 (en) Position measurement system
JP4138899B2 (en) Phase difference detection apparatus, position detection system and method for position detection
JP5173962B2 (en) Resolver / digital conversion apparatus and resolver / digital conversion method
US8188896B2 (en) Digital converter for processing resolver signal
JP7391341B2 (en) Electrical angle acquisition system, electrical angle acquisition method, and electrical angle acquisition program
JP2014025871A (en) Encoder output signal correction apparatus
JPWO2015029427A1 (en) Angular position detector
US6552666B1 (en) Phase difference detection device and method for a position detector
WO2006135058A1 (en) Time interval measuring apparatus and jitter measuring apparatus using the same
JP5201034B2 (en) Calibration system and power measuring device
JP4707161B2 (en) AC power measuring apparatus and program
JP2010145149A (en) Electromagnetic induction type position detection device and method
JP2017026602A (en) Encoder and method for operating the encoder
JP4355395B2 (en) Position detection data generation method and apparatus
KR101012740B1 (en) Resolver digital converter and position detecting apparatus
JP5396675B2 (en) Insulation monitoring device
JP5050260B2 (en) Frequency difference measuring device
JP2007306638A (en) Sampling frequency converter
JP2014122885A (en) Angle detector
JP5865059B2 (en) Waveform measuring instrument
Muratova et al. Information-measuring system for rapid determination of power electrical equipment parameters
RU2365032C1 (en) Digital angle transformer
JP5361658B2 (en) Resolver digital converter
Sivappagari et al. High accuracy resolver to digital converter based on modified angle tracking observer method
JP6010395B2 (en) Protection relay system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20081114

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110215

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110308

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110324

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4713450

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees