JPH0219401B2 - - Google Patents
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、回転体の振動やスラスト変位計を
計測するとき等に使用するうず電流式変位計の改
良に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improvement in an eddy current displacement meter used for measuring vibrations of a rotating body or a thrust displacement meter.
うず電流式変位計は、タービンやコンプレツサ
ー等の回転体の運転中における振動及びスラスト
変位の状態を管理することにより、機器の異常を
早期に発見出来、それにより重大事故を未然に防
止出来る。これらの計測は、非接触で測ることが
望しく、取扱の容易なうず電流式変位計が一般に
使用されている。 By managing the state of vibration and thrust displacement during operation of rotating bodies such as turbines and compressors, eddy current displacement meters can detect equipment abnormalities early, thereby preventing serious accidents. It is desirable to perform these measurements without contact, and an easy-to-handle eddy current displacement meter is generally used.
従来のうず電流式変位計は、第２図に示す如
く、検出コイルL′を共振回路５′とし、金属製被
測定物６と検出コイルL′の距離Ｕにより変化する
ところの共振回路５′のインピーダンスが、その
距離Ｕに対応することから、共振回路５′のイン
ピーダンスをブリツジ回路７′で検出し、検波増
巾器３′で検出増巾し直流化信号D.C.としている
が、検出コイルL′とブリツジ回路７′間のケーブ
ル容量C1′等が、共振回路５′の共振要素となるた
め、検出コイル部B′とブリツジ回路７′間のケー
ブルW1′を長く（５〜6m以上）することは、原
理上不可能であり、また発振器１′と検波増巾器
３′とからなる変換部A′は電源４′を必要とし、
ガス蒸気のある危険現場での設置は困難であつ
た。なお、E1′はアース回路である。 As shown in FIG. 2, the conventional eddy current type displacement meter uses a detection coil L' as a resonant circuit 5', and the resonance circuit 5' changes depending on the distance U between the metal object 6 and the detection coil L'. Since the impedance of the resonant circuit 5' corresponds to the distance U, the impedance of the resonant circuit 5' is detected by the bridge circuit 7', and the detection amplification is amplified by the detection amplifier 3' to obtain a DC signal DC. Since the cable capacitance C 1 ' between the detection coil part B' and the bridge circuit 7' becomes a resonant element of the resonant circuit 5', the cable W 1 ' between the detection coil part B' and the bridge circuit 7' should be long (5 to 6 m or more). ) is impossible in principle, and the converter A' consisting of the oscillator 1' and the detection amplifier 3' requires a power supply 4'.
It was difficult to install it in a hazardous site where there is gas vapor. Note that E 1 ' is a ground circuit.
本発明はこれらの問題を解決し、従来出来なか
つた変換部と検出コイル部間の外来ノイズの影響
をなくしたものである。 The present invention solves these problems and eliminates the influence of external noise between the conversion section and the detection coil section, which could not be done conventionally.
第１図に基づいてこの発明の一実施例を説明す
る。 An embodiment of the present invention will be described based on FIG.
１は水晶発振器で、該水晶発振器１の出力V1
は同軸ケーブルW1、アース回路E1を経て抵抗R1
の両端Ｐ，Ｑに接続されている。同軸ケーブル
W1と抵抗R1との接続点Ｐは……必要に応じコン
デンサーC3を介し……同軸ケーブルW2を経て、
且つ抵抗R1のアース側はアース回路E2を経て定
電圧誤差検出増巾器２に接続されている。また定
電圧誤差検出増巾器２の入口は抵抗R2を介して
アース回路E2に接続されている。 1 is a crystal oscillator, and the output V 1 of the crystal oscillator 1
is the coaxial cable W 1 , the resistor R 1 via the ground circuit E 1
It is connected to both ends P and Q of. coaxial cable
The connection point P between W 1 and resistor R 1 is connected via a capacitor C 3 if necessary and via a coaxial cable W 2 .
Further, the ground side of the resistor R1 is connected to the constant voltage error detection amplifier 2 via the ground circuit E2. Further, the inlet of the constant voltage error detection amplifier 2 is connected to the ground circuit E 2 via a resistor R 2 .
定電圧誤差検出増巾器２の入口の電圧V2が一
定になるよう定電圧誤差検出増巾器２により水晶
発振器１の出力を制御する。即ち、定電圧誤差検
出増巾器２内には基準定電圧Vsが決められてお
り、基準定電圧Vsに対する入力電圧V2の値が所
定の一定値をとるときには、定電圧誤差検出増巾
器２から水晶発振器１には信号は送られない。し
かし入力電圧V2の値が所定の一定値からはずれ
ると定電圧誤差検出増巾器２から水晶発振器１へ
信号が送られ、水晶発振器の出力電圧V1を制御
し、V2を所定のの一定値に保つようになつてい
る。 The output of the crystal oscillator 1 is controlled by the constant voltage error detection amplifier 2 so that the voltage V 2 at the inlet of the constant voltage error detection amplifier 2 is constant. That is, a reference constant voltage Vs is determined in the constant voltage error detection amplifier 2, and when the value of the input voltage V2 with respect to the reference constant voltage Vs takes a predetermined constant value, the constant voltage error detection amplifier 2 No signal is sent from crystal oscillator 2 to crystal oscillator 1. However, when the value of the input voltage V 2 deviates from a predetermined constant value, a signal is sent from the constant voltage error detection amplifier 2 to the crystal oscillator 1, which controls the output voltage V 1 of the crystal oscillator and adjusts V 2 to the predetermined value. It is designed to be kept at a constant value.
コンデンサC1とコイルＬとによつて共振回路
５を構成しており、コンデンサC2と共振回路５
を直列接続した回路が抵抗R1と並列に挿入され
ている。共振回路５のインピーダンスはコンデン
サC4、同軸ケーブルW3を介して検波増巾器３に
伝えられる。また検波増巾器３の入口は抵抗R3
を介してアース回路E3に接続されている。 The capacitor C 1 and the coil L constitute a resonant circuit 5, and the capacitor C 2 and the resonant circuit 5
A series-connected circuit is inserted in parallel with the resistor R1 . The impedance of the resonant circuit 5 is transmitted to the detection amplifier 3 via the capacitor C 4 and the coaxial cable W 3 . Also, the inlet of the detection amplifier 3 is resistor R 3
connected to earth circuit E 3 via.
共振回路５のコイルＬは変位計の検出コイルで
あり、コンデンサーC1は共振コンデンサーで、
金属製被測定物６が検出コイルＬ近くにないとき
水晶発振器１の発振周波数にほぼ同調させておく
と、検出コイルＬに被測定物６が近づくと検出コ
イルＬのインダクタンスが変化し共振回路５のイ
ンピーダンスが変化する。この変化は共振付近で
あり、被測定物６と検出コイルＬとの距離Ｕの変
化に対しインピーダンスは距離Ｕの関数で大きく
変化する。したがつて、出力回路即ち同軸ケーブ
ルW3の伝搬定数が距離Ｕの関数で変化し、同軸
ケーブルW3末端抵抗R3の両端電圧が同様変化す
る。この場合、同軸ケーブルW1，W2，W3は、
抵抗R1，R2，R3がそれぞれ同軸ケーブルW1，
W2，W3の特性インピーダンスに整合されている
ので、検出するための共振回路５の共振要素とな
らず、信号の減衰のみとなるので、検出コイル部
Ｂと変位計の変換部Ａとを同軸ケーブルW1，
W2，W3により離すことが出来る。 The coil L of the resonant circuit 5 is a detection coil of the displacement meter, and the capacitor C1 is a resonant capacitor.
If the oscillation frequency of the crystal oscillator 1 is approximately tuned to the oscillation frequency of the crystal oscillator 1 when the metal object to be measured 6 is not near the detection coil L, when the object to be measured 6 approaches the detection coil L, the inductance of the detection coil L changes and the resonant circuit 5 impedance changes. This change is near resonance, and as the distance U between the object to be measured 6 and the detection coil L changes, the impedance changes greatly as a function of the distance U. Therefore, the propagation constant of the output circuit, that is, the coaxial cable W 3 changes as a function of the distance U, and the voltage across the terminal resistor R 3 of the coaxial cable W 3 similarly changes. In this case, the coaxial cables W 1 , W 2 , W 3 are
Resistors R 1 , R 2 , R 3 are connected to coaxial cable W 1 ,
Since it is matched to the characteristic impedance of W 2 and W 3 , it does not become a resonant element of the resonant circuit 5 for detection and only attenuates the signal. Coaxial cable W 1 ,
It can be separated by W 2 and W 3 .
その理由は次の通りである。 The reason is as follows.
C1＝ケーブルW1の減衰量
C2＝ケーブルW2の減衰量
C3＝ケーブルW3の減衰量
K2＝Ｐ点から定電圧誤差検出増巾装置２に至る
ケーブルW2を含む回路の減衰量で、ケーブル
W2の減衰量を除いたもの（固定値）
K3＝共振回路５を含む出力回路の減衰量で、ケ
ーブルW3の減衰量を除いたもの
なお、水晶発振器１からＰ点までの減衰量は、
ケーブルW1の減衰量を除けば極めて小さいので
無視する。ここで、前述した如く
V2＝一定 ……(1)
となるようにV2の電圧制御をしている。C 1 = Attenuation of cable W 1 C 2 = Attenuation of cable W 2 C 3 = Attenuation of cable W 3 K 2 = Circuit including cable W 2 from point P to constant voltage error detection amplification device 2 Attenuation of the cable
K 3 = Attenuation of the output circuit including resonant circuit 5, excluding attenuation of cable W 3. Attenuation from crystal oscillator 1 to point P teeth,
Since it is extremely small except for the attenuation of cable W 1 , it can be ignored. Here, as mentioned above, the voltage of V 2 is controlled so that V 2 = constant (1).
フイードバツク量V2は、出力電圧V1、ケーブ
ルW1を通つてＰ点に至るまでの減衰量G1，Ｐ点
からV2に至るまでのケーブルW2の減衰量G2，Ｐ
点からV2に至るまでのケーブルW2の減衰量を除
く減衰量K2の積として表される。即ち、
V2＝V1・G1・K2・G2
∴V1＝V2／（G1・K2・G2） ……(2)
また検波増巾器３の入力電圧V3は、出力電圧
V1と、ケーブルW1を通つてＰ点に至るまでの減
衰量G1と、Ｐ点からV3に至るまでの出力回路の
減衰量でW3の減衰量を除いたものの可変減衰量
（共振回路５の減衰量を含む）K3と、ケーブル
W3の減衰量G3の積で表される。即ち
V3＝V1・G1・K3・G3
＝K3・G3・G1・V1 ……(3)
(3)式に２式を代入して、
V3＝K3・G3・G1・V2／ （G1・K2・G2）
＝K3・G3・V2／（K2・G2） ……(4)
ケーブルW2及びケーブルW3に等長同軸同一電
気抵抗ケーブルを用いると、温度が変化してもケ
ーブルW2及びW3は同一温度になるので
G2＝G3 ……(5)
となる。 The feedback amount V 2 is the output voltage V 1 , the attenuation amount G 1 through the cable W 1 to point P, the attenuation amount G 2 of the cable W 2 from point P to V 2 , and P
It is expressed as the product of the attenuation K 2 excluding the attenuation of the cable W 2 from the point to V 2 . That is, V 2 = V 1 · G 1 · K 2 · G 2 ∴V 1 = V 2 / (G 1 · K 2 · G 2 ) ... (2) Also, the input voltage V 3 of the detection amplifier 3 is , output voltage
V 1 , the attenuation G 1 through the cable W 1 to point P, and the variable attenuation of the attenuation of the output circuit from point P to V 3 excluding the attenuation of W 3 ( (including the attenuation of the resonant circuit 5) K 3 and the cable
It is expressed as the product of W 3 and attenuation G 3 . That is, V 3 =V 1・G 1・K 3・G 3 =K 3・G 3・G 1・V 1 ……(3) Substituting equation 2 into equation (3), V 3 =K 3・G 3・G 1・V 2 / (G 1・K 2・G 2 ) = K 3・G 3・V 2 / (K 2・G 2 ) ……(4) Etc. for cable W 2 and cable W 3 If a long coaxial cable with the same electrical resistance is used, cables W 2 and W 3 will have the same temperature even if the temperature changes, so G 2 = G 3 (5).
(4)式に(5)式を代入して
V3＝V2・K3／K2 ……(6)
ここでK2は殆ど同一値を保ち一定値とみるこ
とが出来、かつV2は(1)式に示した如く一定値な
ので
V3＝（V2／K2）・K3
＝（一定値）・K3
即ち、検波増巾器３の入力値V3はケーブル温
度に無関係なコイルＬのインピーダンスの変化量
に比例した値を示すことになる。 Substituting equation (5) into equation (4), V 3 = V 2 · K 3 /K 2 ...(6) Here, K 2 remains almost the same value and can be regarded as a constant value, and V 2 is a constant value as shown in equation (1), so V 3 = (V 2 /K 2 )・K 3 = (constant value)・K 3 In other words, the input value V 3 of the detection amplifier 3 is independent of the cable temperature. It shows a value proportional to the amount of change in the impedance of the coil L.
上述した如くこの発明は、水晶発振器１と定電
圧誤差検出増巾器２と検波増巾器３より変位計の
変換部Ａを構成し、１つに束ねた３本の等長同軸
同一電気特性ケーブルW1，W2，W3により、水
晶発振器１、定電圧誤差検出増巾器２、検波増巾
器３をそれぞれ別々に変位計の検出コイル部Ｂに
接続し、且つ前記３本の等長同軸ケーブルW1，
W2，W3の各外部導体をアース接続し、前記定電
圧誤差検出増巾器２への入力電圧V2と基準定電
圧Vsとを比較する如く該定電圧誤差検出増巾器
２を構成し、該定電圧誤差検出増巾器２からの出
力を受けて前記定電圧誤差検出増巾器２への入力
電圧Vsが一定になる如く前記水晶発振器１が制
御されるようにしたもので、同一の電気特性を有
する３本の同軸ケーブルW1，W2，W3は同一の
長さを有し一つに束ねられており、同一の雰囲気
温度下に置かれ同一の静電容量を有するようにな
つているので、ケーブル温度の変化により減衰量
の変化は、水晶発振器１の出力制御範囲内におい
て影響されない。 As described above, in this invention, the converter A of the displacement meter is composed of the crystal oscillator 1, the constant voltage error detection amplifier 2, and the detection amplifier 3, and three equal length coaxial cables with the same electrical characteristics are bundled together. The crystal oscillator 1 , constant voltage error detection amplifier 2, and detection amplifier 3 are each separately connected to the detection coil part B of the displacement meter by cables W 1 , W 2 , and W 3 , and the three cables, etc. Long coaxial cable W 1 ,
The constant voltage error detection amplifier 2 is configured so that the external conductors of W 2 and W 3 are connected to ground, and the input voltage V 2 to the constant voltage error detection amplifier 2 is compared with the reference constant voltage Vs. The crystal oscillator 1 is controlled such that the input voltage Vs to the constant voltage error detection amplifier 2 is constant upon receiving the output from the constant voltage error detection amplifier 2. Three coaxial cables W 1 , W 2 , W 3 with the same electrical characteristics have the same length, are bundled together, are placed under the same ambient temperature, and have the same capacitance. Therefore, changes in the amount of attenuation due to changes in cable temperature are not affected within the output control range of the crystal oscillator 1.
また、ケーブルW1，W2，W3を等長同軸同一
電気特性ケーブルとしているので、非常に構成ケ
ーブルを簡単化出来る。 Furthermore, since the cables W 1 , W 2 , and W 3 are made of equal length coaxial cables with the same electrical characteristics, the cable configuration can be greatly simplified.
第２図に示す従来のものにおいては、Ｘまたは
Ｙの部分を延長しても、その延長したケーブルの
減衰量が温度によつて変化するためブリツジ回路
７′に加わるインピーダンスが変化し、このため
検波増巾器３′の出力に正しい測定値が出ない恐
れがある。しかし、本発明においては、ケーブル
W1の電気容量が温度変化によつて変わつても検
波増巾器３の出力に影響がないので正確な測定を
行うことが出来る。 In the conventional cable shown in Fig. 2, even if the X or Y portion is extended, the attenuation of the extended cable changes depending on the temperature, so the impedance applied to the bridge circuit 7' changes. There is a possibility that a correct measured value may not be output from the detection amplifier 3'. However, in the present invention, the cable
Even if the capacitance of W 1 changes due to temperature changes, the output of the detection amplifier 3 is not affected, so accurate measurements can be made.
更に、本発明においては検出コイル部Ｂは電源
を必要としないので、ガス蒸気のある危険現場に
おいても、同軸ケーブルW1，W2，W3を長くす
ることによつて変換部Ａを常に安全な場所に設置
出来る。第２図に示す従来のものにおいては、同
軸ケーブルW1′の長さに制約があるため変換増巾
器A′の安全な場所が確保出来ず、そのため使用
出来ないことがあつた。 Furthermore, in the present invention, since the detection coil part B does not require a power source, the converter part A can be kept safe even in hazardous locations where there is gas or steam by making the coaxial cables W 1 , W 2 , and W 3 long. It can be installed in any location. In the conventional device shown in FIG. 2, there are restrictions on the length of the coaxial cable W 1 ', so a safe place for the conversion amplifier A' cannot be secured, and therefore it cannot be used.
なお抵抗R1，R2，R3は同軸ケーブル特性イン
ピーダンスにマツチングするように選定しておく
ものである。 Note that the resistors R 1 , R 2 , and R 3 are selected to match the characteristic impedance of the coaxial cable.
第１図はこの発明に係るうず電流式変位計の実
施例を示す電気回路図、第２図は従来例の電気回
路図である。
１，１′……水晶発振器、２……定電圧誤差検
出増巾器、３，３′……検波増巾器、４，４′……
電源、５，５′……共振回路、６……被測定物、
７′……ブリツジ回路、Ａ，A′……変換部、Ｂ，
B′……検出コイル部、C1，C2，C3，C4……コン
デンサー、E1，E2，E3，E1′……アース回路、
G1，G2，G3，G1′……ケーブル容量、Ｌ，L′……
検出コイル、Ｐ……ブリツジ回路、R1，R2，R3
…抵抗、Ｕ……距離、V1……発振器の出力、V2
……定電圧誤差検出増巾器の入力電圧、V3……
検波増巾器の入力電圧、Vs…基準定電圧、W1，
W2，W3，W1′……同軸ケーブル。
FIG. 1 is an electric circuit diagram showing an embodiment of the eddy current type displacement meter according to the present invention, and FIG. 2 is an electric circuit diagram of a conventional example. 1, 1'... Crystal oscillator, 2... Constant voltage error detection amplifier, 3, 3'... Detection amplifier, 4, 4'...
Power supply, 5, 5'...resonant circuit, 6... object to be measured,
7'... Bridge circuit, A, A'... Conversion section, B,
B'...Detection coil section, C1 , C2 , C3 , C4 ...Capacitor, E1 , E2 , E3 , E1 '...Earth circuit,
G 1 , G 2 , G 3 , G 1 ′...Cable capacity, L, L′...
Detection coil, P... Bridge circuit, R 1 , R 2 , R 3
...resistance, U...distance, V 1 ...oscillator output, V 2
... Input voltage of constant voltage error detection amplifier, V 3 ...
Input voltage of detection amplifier, Vs...Reference constant voltage, W 1 ,
W 2 , W 3 , W 1 ′...Coaxial cable.
Claims (1)
巾器より変位計の変換部を構成し、１つに束ねた
３本の等長同軸同一電気特性ケーブルにより、水
晶発振器、定電圧誤差検出増巾器、検波増巾器を
それぞれ別々に変位計の検出コイル部に接続し、
且つ前記３本の等長同軸ケーブルの各外部導体を
アース接続し、前記定電圧誤差検出増巾器への入
力電圧V2と基準定電圧Vsとを比較する如く該定
電圧誤差検出増巾器を構成し、該定電圧誤差検出
増巾器からの出力を受けて前記定電圧誤差検出増
巾器への入力電圧V2が一定になる如く前記水晶
発振器が制御されることを特徴とするうず電流式
変位計。1 The converter of the displacement meter is composed of a crystal oscillator, a constant voltage error detection amplifier, and a detection amplifier.The crystal oscillator, constant voltage error detection Connect the amplifier and detection amplifier separately to the detection coil section of the displacement meter,
Further, each external conductor of the three equal length coaxial cables is connected to ground, and the constant voltage error detection amplifier is connected to the constant voltage error detection amplifier such that the input voltage V2 to the constant voltage error detection amplifier is compared with the reference constant voltage Vs. , wherein the crystal oscillator is controlled such that the input voltage V2 to the constant voltage error detection amplifier is constant in response to the output from the constant voltage error detection amplifier. Current displacement meter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15515878A JPS5582012A (en) | 1978-12-14 | 1978-12-14 | Displacement meter of eddy current type |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15515878A JPS5582012A (en) | 1978-12-14 | 1978-12-14 | Displacement meter of eddy current type |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5582012A JPS5582012A (en) | 1980-06-20 |
| JPH0219401B2 true JPH0219401B2 (en) | 1990-05-01 |
Family
ID=15599786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15515878A Granted JPS5582012A (en) | 1978-12-14 | 1978-12-14 | Displacement meter of eddy current type |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5582012A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58182102U (en) * | 1982-05-31 | 1983-12-05 | 日本原子力事業株式会社 | Detection coil for eddy current testing equipment |
| RU2487314C1 (en) * | 2011-12-23 | 2013-07-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" | Vortex-current displacement transducer |
-
1978
- 1978-12-14 JP JP15515878A patent/JPS5582012A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5582012A (en) | 1980-06-20 |
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