JPH07218210A - Non-contact displacement measuring circuit - Google Patents

Non-contact displacement measuring circuit

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JPH07218210A
JPH07218210A JP916294A JP916294A JPH07218210A JP H07218210 A JPH07218210 A JP H07218210A JP 916294 A JP916294 A JP 916294A JP 916294 A JP916294 A JP 916294A JP H07218210 A JPH07218210 A JP H07218210A
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JP
Japan
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circuit
voltage
signal
coil
rotation speed
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Application number
JP916294A
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Japanese (ja)
Inventor
Chiaki Okamura
千秋 岡村
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH07218210A publication Critical patent/JPH07218210A/en
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Abstract

PURPOSE:To enable detection of an elongation difference between a ground section of a turbine wheel chamber and a turbine rotor accurately when the action of an assumed secondary circuit generated in a flange of a wheel shaft increases with an increase in the number of revolutions of the turbine rotor. CONSTITUTION:While the number of revolutions is detected with a number of revolutions detecting circuit 8, first and second displacement detectors 3 and 4 and an AC bridge circuit 5 are driven with an AC power source circuit 2 for excitation to generate an AC signal according to an elongation difference between a ground section of a turbine wheel chamber and the turbine rotor. A transformer circuit 7 is driven with a synchronous rectifier circuit 6 to perform a synchronous rectification of the AC signal generated with the AC bridge circuit 5. Then, a voltage signal obtained by the synchronous rectifying operation with a signal processing circuit 9 is corrected based on the results in the detection with the number of revolutions detection circuit 8.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は発電所などに設けられて
いるタービン発電機を監視するタービン監視装置に関わ
り、特にタービン発電機の車軸とケーシングとの相対的
な変位を計測する非接触変位計測回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a turbine monitoring device for monitoring a turbine generator installed in a power plant or the like, and particularly to a non-contact displacement measuring relative displacement between an axle and a casing of the turbine generator. Regarding measurement circuits.

【0002】[0002]

【従来の技術】火力発電所などに設けられているタービ
ン発電機は、蒸気によってタービンを高速回転させ、こ
のタービンに接続された発電機を回転させることによ
り、発電を行なっている。
2. Description of the Related Art A turbine generator installed in a thermal power plant or the like generates electric power by rotating a turbine at high speed with steam and rotating a generator connected to the turbine.

【0003】この場合、通常のタービンでは、タービン
車室内にタービンロータを配置し、高温の蒸気を前記タ
ービン車室内に導いて前記タービンロータを回転させ、
このタービンロータに連結されている発電機を回転させ
て電気を得ている。
In this case, in a normal turbine, a turbine rotor is arranged in the turbine casing and high temperature steam is introduced into the turbine casing to rotate the turbine rotor.
Electricity is obtained by rotating a generator connected to this turbine rotor.

【0004】そして、タービン発電機の発電効率を上げ
るため、通常のタービンでは、前記タービンロータに設
けられている羽根の先端と、タービン車室のグランド部
とを非常に狭い間隔で取り付けている。
In order to increase the power generation efficiency of the turbine generator, in a normal turbine, the tips of the blades provided on the turbine rotor and the ground portion of the turbine casing are attached at a very narrow interval.

【0005】このため、タービンに高温の蒸気を与える
と、タービン車室およびタービンロータが高温の蒸気
と、タービンロータの回転によって生じる遠心力とによ
って伸びが生じるが、これらの伸びが一様でないため、
インダクタンス式の変位計などを使用した移動量測定監
視システムによってこれらの伸び差を測定し、前記羽根
と、グランド部とが接触しないようにしている。
Therefore, when high-temperature steam is applied to the turbine, the turbine casing and the turbine rotor are expanded due to the high-temperature steam and the centrifugal force generated by the rotation of the turbine rotor, but these expansions are not uniform. ,
These expansion differences are measured by a movement amount measuring and monitoring system using an inductance type displacement gauge or the like so that the blades and the ground portion do not come into contact with each other.

【0006】図3はこのような移動量測定監視システム
で使用される非接触変位計測回路の一例を示すブロック
図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of a non-contact displacement measuring circuit used in such a movement amount measuring and monitoring system.

【0007】この図に示す非接触変位計測回路101は
励磁用交流電源回路102と、第1変位検出器103
と、第2変位検出器104と、交流ブリッジ回路105
と、同期整流回路106と、トランス回路107と、V
/I変換回路108と、出力生成回路109とを備えて
おり、励磁用交流電源回路102によって第1、第2変
位検出器103、104と、交流ブリッジ回路105と
を駆動してタービン車室のグランド部と、タービンロー
タとの伸び差に応じた交流電圧を生成させるとともに、
同期整流回路106によってトランス回路107を駆動
して前記交流ブリッジ回路105で生成された交流信号
を同期整流した後、V/I変換回路108によって前記
同期整流動作によって得られた電圧信号をV/I変換し
て電流信号に変換した後、出力生成回路109によって
前記電流信号を複数の信号に変換して出力する。
The non-contact displacement measuring circuit 101 shown in this figure includes an exciting AC power supply circuit 102 and a first displacement detector 103.
, The second displacement detector 104, and the AC bridge circuit 105
, Synchronous rectification circuit 106, transformer circuit 107, V
An I / I conversion circuit 108 and an output generation circuit 109 are provided, and the excitation AC power supply circuit 102 drives the first and second displacement detectors 103 and 104 and the AC bridge circuit 105 to drive the turbine casing. While generating an AC voltage according to the expansion difference between the ground part and the turbine rotor,
After the synchronous rectification circuit 106 drives the transformer circuit 107 to synchronously rectify the AC signal generated by the AC bridge circuit 105, the V / I conversion circuit 108 converts the voltage signal obtained by the synchronous rectification operation into V / I. After being converted into a current signal, the output signal is converted into a plurality of signals by the output generation circuit 109 and output.

【0008】励磁用交流電源回路102は接地端子が前
記トランス回路107を構成するトランス110の1次
コイル110aの中点に接続されるとともに、電源出力
端子が前記第1変位検出器103を構成するコイル11
1の一端および前記第2変位検出器104を構成するコ
イル112の一端、前記交流ブリッジ回路105を構成
する抵抗113の一端に接続される電源回路であり、商
用電源から供給される交流電圧を取り込んで予め指定さ
れた電圧値の交流電圧を生成し、これを前記第1変位検
出器103と、第2変位検出器104と、交流ブリッジ
回路105とに供給する。
In the exciting AC power supply circuit 102, the ground terminal is connected to the midpoint of the primary coil 110a of the transformer 110 constituting the transformer circuit 107, and the power supply output terminal constitutes the first displacement detector 103. Coil 11
1 is a power supply circuit connected to one end of the first displacement coil 104, one end of the coil 112 configuring the second displacement detector 104, and one end of the resistor 113 configuring the AC bridge circuit 105, and takes in an AC voltage supplied from a commercial power source. An AC voltage having a voltage value designated in advance is generated and is supplied to the first displacement detector 103, the second displacement detector 104, and the AC bridge circuit 105.

【0009】第1変位検出器103はタービン車室内の
タービンロータの車軸114に取り付けられたフランジ
115の第1面と対向する位置に配置される縦断面
“コ”字状の鉄芯116と、この鉄芯116に巻回さ
れ、一端が前記励磁用交流電源回路102の前記電源出
力端子に接続され、他端が前記交流ブリッジ回路105
を構成する抵抗117の一端に接続されるコイル111
とを備えており、タービン車室を基準とした、タービン
ロータの車軸114の変位に応じたインダクタンスとな
り、前記励磁用交流電源回路102から供給される交流
電圧によって励磁されているとき、インダクタンスに応
じた電圧を発生してこれを前記交流ブリッジ回路105
に供給する。
The first displacement detector 103 is an iron core 116 having a "U" -shaped vertical section, which is arranged at a position facing the first surface of a flange 115 attached to an axle 114 of a turbine rotor in a turbine casing. The iron core 116 is wound around, one end is connected to the power output terminal of the exciting AC power supply circuit 102, and the other end is connected to the AC bridge circuit 105.
Coil 111 connected to one end of a resistor 117 forming
And an inductance corresponding to the displacement of the axle 114 of the turbine rotor with respect to the turbine casing, and when the AC voltage supplied from the excitation AC power supply circuit 102 excites the inductance, Generated voltage, which is generated by the AC bridge circuit 105.
Supply to.

【0010】また、第2変位検出器104はタービン車
室内の前記フランジ115の第2面と対向する位置に配
置される縦断面“コ”字状の鉄芯118と、この鉄芯1
18に巻回され、一端が前記励磁用交流電源回路102
の前記電源出力端子に接続され、他端が前記交流ブリッ
ジ回路105を構成する抵抗119の一端に接続される
コイル112とを備えており、タービン車室を基準とし
た、タービンロータの車軸114の変位に応じたインダ
クタンスとなり、前記励磁用交流電源回路102から供
給される交流電圧によって励磁されているとき、インダ
クタンスに応じた電圧を発生してこれを前記交流ブリッ
ジ回路105に供給する。
The second displacement detector 104 is an iron core 118 having a U-shaped vertical cross section, which is arranged at a position facing the second surface of the flange 115 in the turbine casing, and the iron core 1
18 winding, one end of which is the exciting AC power supply circuit 102
Of the axle 114 of the turbine rotor, which is connected to the power output terminal of the turbine rotor and has the other end connected to one end of the resistor 119 forming the AC bridge circuit 105. The inductance corresponds to the displacement, and when excited by the AC voltage supplied from the exciting AC power supply circuit 102, a voltage corresponding to the inductance is generated and supplied to the AC bridge circuit 105.

【0011】交流ブリッジ回路105は一端が前記励磁
用交流電源回路102の電源出力端子に接続されるブリ
ッジ構成用の抵抗113と、一端が前記第1変位検出器
103を構成するコイル111の他端に接続されるブリ
ッジ構成用の抵抗117と、一端が前記第2変位検出器
104を構成するコイル112の他端に接続されるブリ
ッジ構成用の抵抗119と、第1端子が前記抵抗117
の他端に接続され、第2端子が前記抵抗119の他端に
接続され、さらに摺動端子が前記抵抗113の他端に接
続されるバランス調整用の可変抵抗120とを備えてお
り、前記第1、第2変位検出器103、104と、各抵
抗113、117、119、可変抵抗120によってブ
リッジを構成し、前記励磁用交流電源回路102から出
力される励磁用の交流電圧によって前記第1、第2変位
検出器103、104が励磁されているとき、これら第
1、第2変位検出器103、104のインピーダンスに
応じた交流電圧を生成してこれを前記トランス回路10
7を構成するトランス110の1次コイル110aの各
端子に供給する。
The AC bridge circuit 105 has a bridge-forming resistor 113, one end of which is connected to the power output terminal of the exciting AC power supply circuit 102, and the other end of the coil 111, which constitutes the first displacement detector 103. And a resistor 117 for bridge configuration connected to the other end, a resistor 119 for bridge configuration whose one end is connected to the other end of the coil 112 that constitutes the second displacement detector 104, and a resistor 117 for the first terminal.
A balance adjustment variable resistor 120 connected to the other end of the resistor 119, a second terminal connected to the other end of the resistor 119, and a sliding terminal connected to the other end of the resistor 113. A bridge is configured by the first and second displacement detectors 103 and 104, the resistors 113, 117 and 119, and the variable resistor 120, and the first AC voltage for excitation output from the AC power supply circuit 102 for excitation causes the first voltage When the second displacement detectors 103 and 104 are excited, an AC voltage corresponding to the impedances of the first and second displacement detectors 103 and 104 is generated, and the AC voltage is generated by the transformer circuit 10.
7 is supplied to each terminal of the primary coil 110a of the transformer 110.

【0012】また、同期整流回路106は接地端子が接
地され、予め設定された周波数および電圧値、位相の交
流電圧を生成する第1同期整流用交流電源121と、一
端が前記第1同期整流用交流電源121の電源出力端子
に接続される抵抗122と、接地端子が接地され、予め
設定された周波数および電圧値、位相の交流電圧を生成
する第2同期整流用交流電源123と、一端が前記第2
同期整流用交流電源123の電源出力端子に接続される
抵抗124と、4つのダイオード125〜128および
4つの抵抗129〜132によって構成され、前記各抵
抗122、124を介して供給される交流電圧に基づい
て同期整流用の励磁電圧を生成するブリッジ回路133
とを備えている。
Further, the synchronous rectification circuit 106 has a ground terminal grounded and has a first synchronous rectification AC power supply 121 for generating an AC voltage having a preset frequency, voltage value and phase, and one end for the first synchronous rectification. A resistor 122 connected to a power supply output terminal of the AC power supply 121, a second AC power supply 123 for synchronous rectification, whose ground terminal is grounded, and which generates an AC voltage having a preset frequency, voltage value, and phase, and one end of which is described above. Second
A resistor 124 connected to the power output terminal of the AC power supply 123 for synchronous rectification, four diodes 125 to 128, and four resistors 129 to 132 are provided, and the AC voltage supplied via the resistors 122 and 124 is used. Bridge circuit 133 that generates an excitation voltage for synchronous rectification based on
It has and.

【0013】そして、第1、第2同期整流用交流電源1
21、123によって前記励磁用交流電源回路102か
ら出力される交流電圧の位相および周波数、電圧値に対
応する同期整流用の交流電圧を生成するとともに、ブリ
ッジ回路133によって前記各交流電圧に基づき、励磁
電圧を生成し、これをトランス回路107を構成する各
抵抗134、135の一端に供給する。
The first and second AC power supplies 1 for synchronous rectification
21, 123 generate an AC voltage for synchronous rectification corresponding to the phase, frequency and voltage value of the AC voltage output from the exciting AC power supply circuit 102, and the bridge circuit 133 excites the AC voltage based on the AC voltage. A voltage is generated and supplied to one end of each of the resistors 134 and 135 that form the transformer circuit 107.

【0014】トランス回路107は1次コイル110a
の各端が前記交流ブリッジ回路105を構成する可変抵
抗120の第1、第2端子に接続され、中点が前記励磁
用交流電源回路102の接地端子に接続されるトランス
110と、一端が前記ブリッジ回路133の第1出力端
子に接続され、他端が前記トランス110を構成する2
次コイル110bの一端に接続される抵抗134と、一
端が前記ブリッジ回路133の第2出力端子に接続さ
れ、他端が前記トランス110を構成する2次コイル1
10bの他端に接続される抵抗135と、一端が前記抵
抗134の一端に接続され、他端が前記抵抗135の一
端に接続されるコンデンサ136とを備えている。
The transformer circuit 107 includes a primary coil 110a.
Is connected to the first and second terminals of the variable resistor 120 that constitutes the AC bridge circuit 105, the middle point is connected to the ground terminal of the exciting AC power supply circuit 102, and one end is 2 connected to the first output terminal of the bridge circuit 133 and the other end of which constitutes the transformer 110
A resistor 134 connected to one end of the secondary coil 110b and a secondary coil 1 having one end connected to the second output terminal of the bridge circuit 133 and the other end constituting the transformer 110.
It has a resistor 135 connected to the other end of 10b, and a capacitor 136 having one end connected to one end of the resistor 134 and the other end connected to one end of the resistor 135.

【0015】そして、トランス110の1次コイル11
0aによって前記交流ブリッジ回路105から出力され
る交流電圧を受けるとともに、各抵抗134、135に
よって前記同期整流回路106から出力される同期整流
用の励磁電圧を受けて、トランス110の2次コイル1
10bを励磁し、これによって前記交流ブリッジ回路1
05から出力される交流電圧の差電圧を生成し、これを
前記2次コイル110bの中点から取り出してV/I変
換回路108に供給する。
The primary coil 11 of the transformer 110
0a receives the AC voltage output from the AC bridge circuit 105, and the resistors 134 and 135 receive the excitation voltage for synchronous rectification output from the synchronous rectification circuit 106, thereby receiving the secondary coil 1 of the transformer 110.
10b is excited, whereby the AC bridge circuit 1 is excited.
A differential voltage of the AC voltage output from the output terminal 05 is generated, which is taken out from the midpoint of the secondary coil 110b and supplied to the V / I conversion circuit 108.

【0016】V/I変換回路108は接地端子が接地さ
れ、信号入力端子が前記トランス110を構成する2次
コイル110bの中点に接続される回路であり、前記ト
ランス110の2次コイル110bの中点から出力され
る差電圧(電圧信号)を取り込むとともに、この電圧信
号をV/I変換して電流信号に変換し、これを出力生成
回路109に供給する。
The V / I conversion circuit 108 is a circuit in which the ground terminal is grounded and the signal input terminal is connected to the midpoint of the secondary coil 110b constituting the transformer 110, and the secondary coil 110b of the transformer 110 is connected. The difference voltage (voltage signal) output from the midpoint is taken in, the voltage signal is V / I converted into a current signal, and this is supplied to the output generation circuit 109.

【0017】出力生成回路109は一端が出力端子13
7に接続されるとともに、接地される抵抗138と、一
端が出力端子139に接続されるとともに、前記抵抗1
38の他端に接続される抵抗140と、アノードが前記
抵抗140の他端および出力端子141に接続され、カ
ソードが前記V/I変換回路108の出力端子および出
力端子143に接続される定電圧ダイオード142とを
備えており、前記V/I変換回路108から出力される
電流信号を取り込むとともに、この電流信号に基づいて
複数の信号を生成し、これを各出力端子137、13
9、141、143から出力する。
One end of the output generation circuit 109 has an output terminal 13
A resistor 138 that is connected to 7 and is grounded, and one end of which is connected to the output terminal 139
A resistor 140 connected to the other end of the resistor 38, a constant voltage whose anode is connected to the other end of the resistor 140 and the output terminal 141, and whose cathode is connected to the output terminal and the output terminal 143 of the V / I conversion circuit 108. And a diode 142, which takes in a current signal output from the V / I conversion circuit 108, generates a plurality of signals based on the current signal, and outputs the plurality of signals to the output terminals 137 and 13 respectively.
It outputs from 9, 141, and 143.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の非接触変位計測回路101においては、励磁用交
流電源回路102によって得られた交流電圧によって第
1変位検出器103のコイル111および第2変位検出
器104のコイル112を励磁して、これら第1、第2
変位検出器103、104のインピーダンスを電気信号
に変換するようにしているので、タービンロータのフラ
ンジ115に仮想の2次回路144、145が形成さ
れ、これら仮想の2次回路144、145によって第
1、第2変位検出器103、104からの主磁束による
インピーダンスが減少してしまう。
By the way, in such a conventional non-contact displacement measuring circuit 101, the coil 111 and the second coil of the first displacement detector 103 and the second electrode are detected by the AC voltage obtained by the exciting AC power supply circuit 102. By exciting the coil 112 of the displacement detector 104, these first and second
Since the impedances of the displacement detectors 103 and 104 are converted into electric signals, virtual secondary circuits 144 and 145 are formed on the flange 115 of the turbine rotor, and the virtual secondary circuits 144 and 145 make the first , The impedance due to the main magnetic flux from the second displacement detectors 103 and 104 decreases.

【0019】そして、タービンロータの回転数が高くな
るにしたがい、フランジ115に形成される仮想の2次
回路144、145の作用が大きくなって、第1、第2
変位検出器103、104からの主磁束によるインピー
ダンスが大きく減少してしまうので、タービンロータの
回転数が低いときには、タービン車室のグランド部と、
タービンロータとの伸び差をほぼ正確に検出することが
できるものの、タービンロータの回転数が高くなったと
き、検出誤差が大きくなってしまうという問題があっ
た。
Then, as the rotational speed of the turbine rotor increases, the action of the virtual secondary circuits 144, 145 formed on the flange 115 increases, and the first and second
Since the impedance due to the main magnetic flux from the displacement detectors 103 and 104 is greatly reduced, when the rotation speed of the turbine rotor is low, the ground portion of the turbine casing is
Although the expansion difference from the turbine rotor can be detected almost accurately, there is a problem that the detection error becomes large when the rotational speed of the turbine rotor becomes high.

【0020】本発明は上記の事情に鑑み、タービンロー
タの回転数が高くなり、車軸のフランジに発生する仮想
の2次回路の作用が大きくなっても、タービン車室のグ
ランド部と、タービンロータとの伸び差を正確に検出す
ることができる非接触変位計測回路を提供することを目
的としている。
In view of the above-mentioned circumstances, the present invention takes into consideration the above circumstances, even if the rotation speed of the turbine rotor is increased and the action of the virtual secondary circuit generated on the flange of the axle is increased, the gland portion of the turbine casing and the turbine rotor are also provided. It is an object of the present invention to provide a non-contact displacement measuring circuit capable of accurately detecting the difference in elongation between and.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、請求項1では、励磁用交流電源回路によ
って励磁用の交流電圧を生成して、計測対象となる物体
の移動量に応じてインダクタンスが変化する2つのコイ
ルを励磁し、交流ブリッジ回路によって前記各コイルの
インピーダンスに応じた電気信号の差信号を抽出すると
ともに、同期整流用交流電源回路によってトランス回路
を同期励磁して前記差信号を同期整流し、直流電圧信号
を生成する非接触変位計測回路において、計測対象とな
る前記物体の回転速度を検出して回転速度信号を生成す
る回転数検出回路と、この回転数検出回路によって得ら
れた前記物体の回転速度に基づいて前記トランス回路か
ら出力される同期整流済みの直流電圧信号を回転数補正
する信号処理回路とを備えたことを特徴としている。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a moving amount of an object to be measured by generating an AC voltage for excitation by an AC power supply circuit for excitation according to claim 1. The two coils whose inductance changes according to the above, the AC bridge circuit extracts the difference signal of the electric signal corresponding to the impedance of each coil, and the synchronous rectification AC power supply circuit synchronously excites the transformer circuit. In a non-contact displacement measuring circuit that synchronously rectifies the difference signal and generates a DC voltage signal, a rotation speed detection circuit that detects the rotation speed of the object to be measured and generates a rotation speed signal, and the rotation speed detection circuit. A signal processing circuit for correcting the rotational speed of the synchronously rectified DC voltage signal output from the transformer circuit based on the rotational speed of the object obtained by a circuit. It is characterized by comprising a.

【0022】また、請求項2では、励磁用交流電源回路
によって励磁用の交流電圧を生成して、計測対象となる
物体の移動量に応じてインダクタンスが変化する2つの
コイルを励磁し、交流ブリッジ回路によって前記各コイ
ルのインピーダンスに応じた電気信号の差信号を抽出す
るとともに、同期整流用交流電源回路によってトランス
回路を同期励磁して前記差信号を同期整流し、直流電圧
信号を生成する非接触変位計測回路において、前記各コ
イルを流れる電流の値および前記各コイルの両端電圧を
計測してこれら各コイルの直流抵抗値を演算する抵抗値
検出回路と、この抵抗値検出回路によって得られた各コ
イルの直流抵抗値に基づいてこれら各コイルの温度を演
算し、この演算結果に基づいて前記トランス回路から出
力される同期整流済みの直流電圧信号を温度補正する信
号処理回路とを備えたことを特徴としている。
Further, in the present invention, an exciting AC power supply circuit generates an exciting AC voltage to excite two coils whose inductance changes according to the amount of movement of an object to be measured, and an AC bridge. A contactless circuit that extracts a difference signal of an electric signal according to the impedance of each coil by a circuit and synchronously rectifies the difference signal by synchronously exciting a transformer circuit by an AC power supply circuit for synchronous rectification to generate a DC voltage signal. In the displacement measuring circuit, a resistance value detection circuit that calculates a DC resistance value of each coil by measuring a value of a current flowing through each coil and a voltage across each coil, and each obtained by the resistance value detection circuit. The temperature of each coil is calculated based on the DC resistance value of the coil, and the synchronous rectification output from the transformer circuit is performed based on the calculation result. It is characterized in that a signal processing circuit for temperature compensation of Mino DC voltage signal.

【0023】[0023]

【作用】上記の構成において、請求項1では、回転数検
出回路によって計測対象となる物体の回転速度が検出さ
れて回転速度信号が生成されるとともに、信号処理回路
によって前記回転数検出回路で得られた前記物体の回転
速度に基づき、トランス回路から出力される同期整流済
みの直流電圧信号が回転数補正される。
In the above structure, in the first aspect, the rotation speed detection circuit detects the rotation speed of the object to be measured to generate the rotation speed signal, and the signal processing circuit obtains the rotation speed detection circuit. Based on the obtained rotational speed of the object, the synchronously rectified DC voltage signal output from the transformer circuit is rotational speed corrected.

【0024】また、請求項2では、抵抗値検出回路によ
って各コイルを流れる電流の値および前記各コイルの両
端電圧が計測されてこれら各コイルの直流抵抗値が演算
されるとともに、信号処理回路によって前記抵抗値検出
回路で得られた各コイルの直流抵抗値に基づき、これら
各コイルの温度が演算され、この演算結果に基づいてト
ランス回路から出力される同期整流済みの直流電圧信号
が温度補正される。
According to the present invention, the resistance value detection circuit measures the value of the current flowing through each coil and the voltage across each coil to calculate the DC resistance value of each coil. Based on the DC resistance value of each coil obtained by the resistance value detection circuit, the temperature of each coil is calculated, and the DC voltage signal of the synchronous rectified output from the transformer circuit is temperature-corrected based on the calculation result. It

【0025】[0025]

【実施例】図1は本発明による非接触変位計測回路の一
実施例を示すブロック図である。
1 is a block diagram showing an embodiment of a non-contact displacement measuring circuit according to the present invention.

【0026】この図に示す非接触変位計測回路1は励磁
用交流電源回路2と、第1変位検出器3と、第2変位検
出器4と、交流ブリッジ回路5と、同期整流回路6と、
トランス回路7と、回転数検出回路8と、信号処理回路
9と、V/I変換回路10と、出力生成回路11とを備
えており、回転数検出回路8によってタービンロータの
回転数を検出しながら、励磁用交流電源回路2によって
第1、第2変位検出器3、4と、交流ブリッジ回路5と
を駆動してタービン車室のグランド部と、タービンロー
タとの伸び差に応じた交流信号を生成させるとともに、
同期整流回路6によってトランス回路7を駆動して前記
交流ブリッジ回路5によって生成された交流信号を同期
整流させた後、前記回転数検出回路8の検出結果に基づ
き、信号処理回路9によって前記同期整流動作によって
得られた電圧信号を補正し、これをV/I変換回路10
によってV/I変換して電流信号に変換した後、出力生
成回路11によって前記電流信号を複数の信号に変換し
て出力する。
The non-contact displacement measuring circuit 1 shown in this figure includes an exciting AC power supply circuit 2, a first displacement detector 3, a second displacement detector 4, an AC bridge circuit 5, a synchronous rectification circuit 6,
The transformer circuit 7, the rotation speed detection circuit 8, the signal processing circuit 9, the V / I conversion circuit 10, and the output generation circuit 11 are provided, and the rotation speed detection circuit 8 detects the rotation speed of the turbine rotor. Meanwhile, the excitation AC power supply circuit 2 drives the first and second displacement detectors 3 and 4 and the AC bridge circuit 5 to drive an AC signal corresponding to the difference in expansion between the ground portion of the turbine casing and the turbine rotor. And generate
After the transformer circuit 7 is driven by the synchronous rectification circuit 6 to synchronously rectify the AC signal generated by the AC bridge circuit 5, the signal processing circuit 9 performs the synchronous rectification on the basis of the detection result of the rotation speed detection circuit 8. The voltage signal obtained by the operation is corrected, and this is corrected by the V / I conversion circuit 10
After the V / I conversion is performed to convert the current signal into a current signal, the output generation circuit 11 converts the current signal into a plurality of signals and outputs the signals.

【0027】励磁用交流電源回路2は接地端子が前記ト
ランス回路7を構成するトランス12の1次コイル12
aの中点に接続されるとともに、電源出力端子が前記第
1変位検出器3を構成するコイル13の一端および前記
第2変位検出器4を構成するコイル14の一端、前記交
流ブリッジ回路5を構成する抵抗17の一端に接続され
る電源回路であり、商用電源から供給される交流電圧を
取り込んで予め指定された電圧値の交流電圧を生成し、
これを前記交流ブリッジ回路5と、第1変位検出器3
と、第2変位検出器4とに供給する。
In the exciting AC power supply circuit 2, the grounding terminal of the transformer 12 constitutes the primary coil 12 of the transformer 12.
While being connected to the midpoint of a, the power supply output terminal connects one end of the coil 13 configuring the first displacement detector 3 and one end of the coil 14 configuring the second displacement detector 4 to the AC bridge circuit 5. It is a power supply circuit connected to one end of the resistor 17 that composes, takes in an AC voltage supplied from a commercial power supply, and generates an AC voltage having a predetermined voltage value.
This is the AC bridge circuit 5 and the first displacement detector 3
And the second displacement detector 4.

【0028】第1変位検出器3はタービン車室内のター
ビンロータの車軸に設けられたフランジ18の第1面と
対向する位置に配置される縦断面“コ”字状の鉄芯15
と、この鉄芯15に巻回され、一端が前記励磁用交流電
源回路2の前記電源出力端子に接続され、他端が前記交
流ブリッジ回路5を構成する抵抗19の一端に接続され
るコイル13とを備えており、タービン車室を基準とし
た、タービンロータの車軸の変位に応じたインダクタン
スとなり、前記励磁用交流電源回路2から供給される交
流電圧によって励磁されているとき、インダクタンスに
応じた電圧を発生してこれを前記交流ブリッジ回路5に
供給する。
The first displacement detector 3 is arranged in a position facing the first surface of the flange 18 provided on the axle of the turbine rotor in the turbine casing, and the iron core 15 has a U-shaped cross section.
A coil 13 wound around the iron core 15 and having one end connected to the power output terminal of the exciting AC power supply circuit 2 and the other end connected to one end of a resistor 19 forming the AC bridge circuit 5. And has an inductance according to the displacement of the axle of the turbine rotor with respect to the turbine casing, and when the magnet is excited by the AC voltage supplied from the exciting AC power supply circuit 2, the inductance is satisfied. A voltage is generated and supplied to the AC bridge circuit 5.

【0029】また、第2変位検出器4はタービン車室内
の前記フランジ18の第2面と対向する位置に配置され
る縦断面“コ”字状の鉄芯16と、この鉄芯16に巻回
され、一端が前記励磁用交流電源回路2の前記電源出力
端子に接続され、他端が前記交流ブリッジ回路5を構成
する抵抗20の一端に接続されるコイル14とを備えて
おり、タービン車室を基準とした、タービンロータの車
軸の変位に応じたインダクタンスとなり、前記励磁用交
流電源回路2から供給される交流電圧によって励磁され
ているとき、インダクタンスに応じた電圧を発生してこ
れを前記交流ブリッジ回路5に供給する。
The second displacement detector 4 is provided with an iron core 16 having a U-shaped vertical cross section, which is arranged at a position facing the second surface of the flange 18 in the turbine casing, and is wound around the iron core 16. And a coil 14 having one end connected to the power supply output terminal of the excitation AC power supply circuit 2 and the other end connected to one end of a resistor 20 forming the AC bridge circuit 5. The inductance becomes an inductance according to the displacement of the axle of the turbine rotor with respect to the chamber, and when excited by the AC voltage supplied from the exciting AC power supply circuit 2, a voltage corresponding to the inductance is generated to generate the voltage. Supply to the AC bridge circuit 5.

【0030】交流ブリッジ回路5は一端が前記励磁用交
流電源回路2の電源出力端子に接続されるブリッジ構成
用の抵抗17と、一端が前記第1変位検出器3を構成す
るコイル13の他端に接続されるブリッジ構成用の抵抗
19と、一端が前記第2変位検出器4を構成するコイル
14の他端に接続されるブリッジ構成用の抵抗20と、
第1端子が前記抵抗19の他端に接続され、第2端子が
前記抵抗20の他端に接続され、さらに摺動端子が前記
抵抗17の他端に接続されるバランス調整用の可変抵抗
21とを備えており、前記第1、第2変位検出器3、4
と、各抵抗17、19、20、可変抵抗21によってブ
リッジを構成し、前記励磁用交流電源回路2から出力さ
れる励磁用の交流電圧によって前記第1、第2変位検出
器3、4が励磁されているとき、これら第1、第2変位
検出器3、4のインピーダンスに応じた交流電圧を生成
してこれを前記トランス回路7を構成するトランス12
の1次コイル12aの各端子に供給する。
The AC bridge circuit 5 has a bridge-forming resistor 17 having one end connected to the power output terminal of the exciting AC power supply circuit 2, and the other end of the coil 13 forming one end of the first displacement detector 3. And a resistor 19 for bridge configuration connected to the other end, and a resistor 20 for bridge configuration connected at one end to the other end of the coil 14 constituting the second displacement detector 4.
A variable resistor 21 for balance adjustment having a first terminal connected to the other end of the resistor 19, a second terminal connected to the other end of the resistor 20, and a sliding terminal connected to the other end of the resistor 17. And the first and second displacement detectors 3, 4
And the resistors 17, 19, 20 and the variable resistor 21 form a bridge, and the first and second displacement detectors 3 and 4 are excited by the exciting AC voltage output from the exciting AC power supply circuit 2. When this is done, an AC voltage corresponding to the impedances of the first and second displacement detectors 3 and 4 is generated, and this is used to form the transformer 12 that constitutes the transformer circuit 7.
Is supplied to each terminal of the primary coil 12a.

【0031】また、同期整流回路6は接地端子が接地さ
れ、予め設定された周波数および電圧値、位相の交流電
圧を生成する第1同期整流用交流電源22と、一端が前
記第1同期整流用交流電源22の電源出力端子に接続さ
れる抵抗23と、接地端子が接地され、予め設定された
周波数および電圧値、位相の交流電圧を生成する第2同
期整流用交流電源24と、一端が前記第2同期整流用交
流電源24の電源出力端子に接続される抵抗25と、4
つのダイオード26〜29および4つの抵抗30〜33
によって構成され、前記各抵抗23、25を介して供給
される交流電圧に基づいて同期整流用の励磁電圧を生成
するブリッジ回路34とを備えている。
Further, the synchronous rectification circuit 6 has a ground terminal grounded, a first synchronous rectification AC power supply 22 for generating an AC voltage having a preset frequency, voltage value, and phase, and one end for the first synchronous rectification. A resistor 23 connected to the power supply output terminal of the AC power supply 22, a second AC power supply 24 for synchronous rectification, whose ground terminal is grounded, and which generates an AC voltage having a preset frequency, voltage value, and phase, and one end of which is the above-mentioned. A resistor 25 connected to the power supply output terminal of the second AC power supply for synchronous rectification 24;
One diode 26-29 and four resistors 30-33
And a bridge circuit 34 that generates an exciting voltage for synchronous rectification based on the AC voltage supplied through the resistors 23 and 25.

【0032】そして、第1、第2同期整流用交流電源2
2、24によって前記励磁用交流電源回路2から出力さ
れる交流電圧の位相および周波数、電圧値に対応する同
期整流用の交流電圧を生成するとともに、ブリッジ回路
34によって前記各交流電圧に基づき、励磁電圧を生成
し、これをトランス回路7を構成する各抵抗35、36
の一端に供給する。
Then, the first and second AC power supplies 2 for synchronous rectification
2 and 24 generate an AC voltage for synchronous rectification corresponding to the phase, frequency and voltage value of the AC voltage output from the exciting AC power supply circuit 2, and the bridge circuit 34 excites the AC voltage based on the AC voltage. A voltage is generated, and the voltage is generated, and the resistors 35 and 36 that configure the transformer circuit 7 are generated.
Supply at one end of.

【0033】トランス回路7は1次コイル12aの各端
が前記交流ブリッジ回路5を構成する可変抵抗21の第
1、第2端子に接続され、中点が前記励磁用交流電源回
路2の接地端子に接続されるトランス12と、一端が前
記ブリッジ回路34の第1出力端子に接続され、他端が
前記トランス12を構成する2次コイル12bの一端に
接続される抵抗35と、一端が前記ブリッジ回路34の
第2出力端子に接続され、他端が前記トランス12を構
成する2次コイル12bの他端に接続される抵抗36
と、一端が前記抵抗35の一端に接続され、他端が前記
抵抗36の一端に接続されるコンデンサ37とを備えて
いる。
In the transformer circuit 7, each end of the primary coil 12a is connected to the first and second terminals of the variable resistor 21 constituting the AC bridge circuit 5, and the center point is the ground terminal of the exciting AC power supply circuit 2. To the transformer 12, one end of which is connected to the first output terminal of the bridge circuit 34, the other end of which is connected to one end of the secondary coil 12b of the transformer 12, and one end of which is the bridge. A resistor 36 connected to the second output terminal of the circuit 34 and the other end of which is connected to the other end of the secondary coil 12b of the transformer 12.
And a capacitor 37 having one end connected to one end of the resistor 35 and the other end connected to one end of the resistor 36.

【0034】そして、トランス12の1次コイル12a
によって前記交流ブリッジ回路5から出力される交流電
圧を受けるとともに、各抵抗35、36によって前記同
期整流回路6から出力される同期整流用の励磁電圧を受
けてトランス12の2次コイル12bを励磁し、これに
よって前記交流ブリッジ回路5から出力される交流電圧
の差電圧を生成させ、これを前記2次コイル12bの中
点から取り出して信号処理回路9に供給する。
The primary coil 12a of the transformer 12
Receives the AC voltage output from the AC bridge circuit 5 and receives the excitation voltage for synchronous rectification output from the synchronous rectification circuit 6 by the resistors 35 and 36 to excite the secondary coil 12b of the transformer 12. As a result, a difference voltage of the AC voltage output from the AC bridge circuit 5 is generated, which is taken out from the midpoint of the secondary coil 12b and supplied to the signal processing circuit 9.

【0035】また、回転数検出回路8はタービンロータ
の車軸に設けられた回転数検出歯車39と、この回転数
検出歯車39の歯面と対向するように配置され、前記回
転数検出歯車39の歯が通過する毎にこれを検出してパ
ルス信号を生成する回転数検出器40と、この回転数検
出器40から出力されるパルス信号を取り込んで、前記
タービンロータの車軸の回転数を測定し、この測定結果
に基づいて回転数検出データを生成する回転数測定回路
41とを備えており、タービンロータの車軸に設けられ
ている回転数検出歯車39が回転したとき、回転数検出
器40によってこれを検出してパルス信号を生成すると
ともに、回転数測定回路41によって前記パルス信号を
計測して回転数検出信号を生成するとともに、次式に基
づいて前記タービンロータの車軸に設けられたフランジ
18の周速Sを示す周速検出データ(回転数検出デー
タ)を生成し、これを信号処理回路9に供給する。
The rotation speed detection circuit 8 is arranged so as to face the rotation speed detection gear 39 provided on the axle of the turbine rotor and the tooth surface of the rotation speed detection gear 39, and Each time a tooth passes, a rotation speed detector 40 that detects this and generates a pulse signal, and a pulse signal output from this rotation speed detector 40 are taken in to measure the rotation speed of the turbine rotor axle. , And a rotation speed measurement circuit 41 for generating rotation speed detection data based on the measurement result, and when the rotation speed detection gear 39 provided on the axle of the turbine rotor rotates, This is detected to generate a pulse signal, and the rotation speed measurement circuit 41 measures the pulse signal to generate a rotation speed detection signal. It generates a peripheral velocity detection data indicating the circumferential velocity S of the flange 18 provided on the rotor axle (rotation speed detection data), and supplies this to the signal processing circuit 9.

【0036】S[m/s]=(2πr・rpm)/60 但し、r:フランジ18の半径 rpm:車軸の回転数 信号処理回路9は接地端子が接地され、信号入力端子が
前記2次コイル12bの中点に接続され、この2次コイ
ル12bの中点から出力される電圧信号を取り込んでA
/D変換するA/D変換回路42と、各種の情報を処理
するCPUを有し、前記回転数検出回路41から出力さ
れる回転数検出データに基づいて前記A/D変換回路4
2から出力される電圧データを前記車軸の回転数に応じ
て補正する中央処理回路43と、この中央処理回路43
に接続されるバスライン44と、このバスライン44に
接続され、前記中央処理回路43の動作を規定するプロ
グラムや各種の定数データなどを格納しているROM回
路45と、前記バスライン44に接続され、前記中央処
理回路43の作業エリアや回転数による出力の誤差を補
正する回転数誤差補正テーブルなどの格納場所などとし
て使用されるRAM回路46と、前記中央処理回路43
から出力される回転数補正済みの電圧データを取り込
み、これをD/A変換して電圧信号を生成するD/A変
換回路47とを備えている。
S [m / s] = (2πr · rpm) / 60 where r: radius of the flange 18 rpm: rotational speed of the axle of the signal processing circuit 9 is grounded at the ground terminal and the signal input terminal is at the secondary coil. 12b is connected to the midpoint, and the voltage signal output from the midpoint of the secondary coil 12b is taken in to A
It has an A / D conversion circuit 42 for A / D conversion and a CPU for processing various kinds of information, and the A / D conversion circuit 4 is based on the rotation speed detection data output from the rotation speed detection circuit 41.
And a central processing circuit 43 for correcting the voltage data output from No. 2 according to the rotation speed of the axle.
A bus line 44 connected to the bus line 44, a ROM circuit 45 connected to the bus line 44 for storing a program that regulates the operation of the central processing circuit 43 and various constant data, and the bus line 44. The RAM circuit 46 used as a storage area for a rotation speed error correction table for correcting an output error due to the work area and the rotation speed of the central processing circuit 43, and the central processing circuit 43.
And a D / A conversion circuit 47 that takes in the rotation speed-corrected voltage data output from the device and D / A converts it to generate a voltage signal.

【0037】そして、A/D変換回路42によって前記
トランス12を構成する2次コイル12bの中点から出
力される電圧信号を取り込み、これをA/D変換して電
圧データを生成するとともに、中央処理回路43によっ
て前記回転数検出回路8から出力される回転数検出デー
タに基づき、RAM回路46内に格納されている回転数
誤差補正テーブルを参照しながら、前記A/D変換回路
42から出力される電圧データを回転数補正した後、D
/A変換回路47によって回転数補正済みの電圧データ
をD/A変換して電圧信号を生成し、これをV/I変換
回路10に供給する。
Then, the A / D conversion circuit 42 takes in the voltage signal output from the midpoint of the secondary coil 12b constituting the transformer 12, and A / D converts this voltage signal to generate voltage data. Based on the rotation speed detection data output from the rotation speed detection circuit 8 by the processing circuit 43, the rotation speed error correction table stored in the RAM circuit 46 is referred to and output from the A / D conversion circuit 42. After correcting the rotation speed of the voltage data
The / A conversion circuit 47 D / A-converts the rotation speed-corrected voltage data to generate a voltage signal, which is supplied to the V / I conversion circuit 10.

【0038】V/I変換回路10は信号入力端子が前記
信号処理回路9を構成するD/A変換回路47の出力端
子に接続される回路であり、前記信号処理回路9から出
力される回転数補正済みの電圧信号を取り込むととも
に、この電圧信号をV/I変換して電流信号に変換し、
これを出力生成回路11に供給する。
The V / I conversion circuit 10 is a circuit whose signal input terminal is connected to the output terminal of the D / A conversion circuit 47 which constitutes the signal processing circuit 9, and the rotation speed output from the signal processing circuit 9. While taking in the corrected voltage signal, this voltage signal is V / I converted into a current signal,
This is supplied to the output generation circuit 11.

【0039】出力生成回路11は一端が接地される抵抗
50と、一端が出力端子51に接続されるとともに、前
記抵抗50の他端に接続される抵抗53と、アノードが
前記抵抗53の他端および出力端子52に接続され、カ
ソードが前記V/I変換回路10の出力端子および出力
端子54に接続される定電圧ダイオード55とを備えて
おり、前記V/I変換回路10から出力される電流信号
を取り込むとともに、この電流信号に基づいて複数の信
号を生成し、これを各出力端子51、52、54から出
力する。
The output generating circuit 11 has a resistor 50 having one end grounded, a resistor 53 having one end connected to the output terminal 51 and the other end of the resistor 50, and an anode having the other end of the resistor 53. And a constant voltage diode 55 connected to the output terminal 52 and having a cathode connected to the output terminal and the output terminal 54 of the V / I conversion circuit 10, and the current output from the V / I conversion circuit 10. A signal is taken in, a plurality of signals are generated based on the current signal, and the signals are output from the output terminals 51, 52, 54.

【0040】このように、この実施例においては、回転
数検出回路8によってタービンロータの回転数を検出し
ながら、励磁用交流電源回路2によって第1、第2変位
検出器3、4と、交流ブリッジ回路5とを駆動してター
ビン車室のグランド部と、タービンロータとの伸び差に
応じた交流信号を生成させるとともに、同期整流回路6
によってトランス回路7を駆動して前記交流ブリッジ回
路5によって生成された交流信号を同期整流した後、前
記回転数検出回路8の検出結果に基づき、信号処理回路
9によって前記同期整流動作によって得られた電圧信号
を回転数補正し、これをV/I変換回路10によってV
/I変換して電流信号に変換した後、出力生成回路11
によって前記電流信号を複数の信号に変換して出力する
ようにしたので、タービンロータの回転数が高くなり、
車軸のフランジ18に発生する仮想の2次回路の作用が
大きくなっても、タービン車室のグランド部と、タービ
ンロータとの伸び差を正確に検出することができる。
As described above, in this embodiment, while the rotational speed of the turbine rotor is detected by the rotational speed detection circuit 8, the excitation AC power supply circuit 2 causes the first and second displacement detectors 3 and 4 and the AC The bridge circuit 5 is driven to generate an AC signal according to the expansion difference between the ground portion of the turbine casing and the turbine rotor, and the synchronous rectification circuit 6
After the transformer circuit 7 is driven to synchronously rectify the AC signal generated by the AC bridge circuit 5, the signal processing circuit 9 obtains the synchronous rectification operation based on the detection result of the rotation speed detection circuit 8. The voltage signal is corrected for the number of revolutions, and this is converted to V by the V / I conversion circuit 10.
After the I / I conversion into the current signal, the output generation circuit 11
Since the current signal is converted into a plurality of signals and output by the above, the rotation speed of the turbine rotor increases,
Even if the action of the virtual secondary circuit generated in the flange 18 of the axle becomes large, the expansion difference between the gland portion of the turbine casing and the turbine rotor can be accurately detected.

【0041】図2は本発明による非接触変位計測回路の
他の実施例を示すブロック図である。なお、この図にお
いて、図1の各部と同じ部分には、同じ符号が付してあ
る。
FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment of the non-contact displacement measuring circuit according to the present invention. In this figure, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0042】この図に示す非接触変位計測回路1が図1
に示す回路と異なる点は、第1高速サンプリング回路6
0と、第2高速サンプリング回路61とを付加するとと
もに、信号処理回路9のRAM回路46内に温度補正テ
ーブルを設け、第1、第2変位検出器3、4を構成する
各コイル13、14の直流抵抗値が周囲温度によって変
化したとき、第1、第2高速サンプリング回路60、6
1によってこれを検出し、信号処理回路9によってトラ
ンス12を構成する2次コイル12bの中点から出力さ
れる電圧信号の温度補正を行なって第1、第2変位検出
器3、4の温度特性による伸び差出力特性を補正するよ
うにしたことである。
The non-contact displacement measuring circuit 1 shown in FIG.
The difference from the circuit shown in FIG.
0 and the second high-speed sampling circuit 61 are added, and a temperature correction table is provided in the RAM circuit 46 of the signal processing circuit 9 to form the coils 13 and 14 constituting the first and second displacement detectors 3 and 4, respectively. When the DC resistance value of the first and second high speed sampling circuits 60, 6 changes.
1 to detect this, and the signal processing circuit 9 performs temperature correction of the voltage signal output from the midpoint of the secondary coil 12b forming the transformer 12 to obtain the temperature characteristics of the first and second displacement detectors 3 and 4. This is to correct the differential expansion output characteristic due to.

【0043】第1高速サンプリング回路60は交流ブリ
ッジ回路5を構成する抵抗19の両端電圧を高速でサン
プリングして電流値を求める電流値検出回路と、前記第
1変位検出器3を構成するコイル13の両端電圧を高速
でサンプリングする電圧値検出回路と、これらの電圧値
検出回路、電流値検出回路によって得られた電圧値、電
流値に基づいて第1変位検出器3内にあるコイル13の
直流抵抗値を演算する演算回路とを備えており、電流値
検出回路によって抵抗19の両端電圧を高速でサンプリ
ングし、次式に示す演算を行なって、この抵抗19に流
れる電流値Iを演算するとともに、 I=V1/R 但し、V1:高速サンプリングによって得られた抵抗1
9の電圧値 R:抵抗19の抵抗値 電圧値検出回路によって第1変位検出器3を構成するコ
イル13の両端電圧を高速でサンプリングし、これによ
って得られた電圧値と、前記電流値Iとに基づいて次式
に示す演算を行なって、第1変位検出器3にあるコイル
13のインピーダンス(ギャップインピーダンス)Zを
演算した後、 Z=V2/I 但し、V2:第1変位検出器3を構成するコイル13の
電圧値 演算回路によって次式に示す演算を行なって第1変位検
出器3を構成するコイル13の直流抵抗値Rを演算し、
これを直流抵抗値データとして信号処理回路9に供給す
る。
The first high-speed sampling circuit 60 is a current value detection circuit for sampling the voltage across the resistor 19 constituting the AC bridge circuit 5 at a high speed to obtain a current value, and the coil 13 constituting the first displacement detector 3. Of the coil 13 in the first displacement detector 3 based on the voltage value detection circuit for sampling the voltage across the terminals at high speed and the voltage value and current value obtained by these voltage value detection circuit and current value detection circuit. An arithmetic circuit for calculating the resistance value is provided, and the voltage across the resistor 19 is sampled at high speed by the current value detection circuit, and the operation shown in the following equation is performed to calculate the current value I flowing through the resistor 19. , I = V1 / R, where V1: resistor 1 obtained by high-speed sampling
9 voltage value R: resistance value of the resistor 19 The voltage value detection circuit samples the voltage across the coil 13 constituting the first displacement detector 3 at high speed, and the voltage value obtained thereby and the current value I After calculating the impedance (gap impedance) Z of the coil 13 in the first displacement detector 3 by performing the calculation shown in the following equation, Z = V2 / I where V2: the first displacement detector 3 The voltage value of the coil 13 that constitutes the DC resistance value R of the coil 13 that constitutes the first displacement detector 3 is calculated by performing the calculation shown in the following equation using a calculation circuit,
This is supplied to the signal processing circuit 9 as DC resistance value data.

【0044】R=(Z2 −2πfL2 1/2 但し、f:励磁用交流電源回路2から出力される交流電
圧の周波数 L:第1変位検出器3を構成するコイル13のインダク
タンス この場合、第1変位検出器3を構成するコイル13のイ
ンダクタンスLは試験結果から温度特性が殆どなく、温
度による変化を無視することができることから、ギャッ
プに対するインダクタンスLを予め測定しておくことに
より、第1変位検出器3を構成するコイル13の直流抵
抗値Rに基づいてこのコイル13の周囲温度を求めるこ
とができる。
R = (Z 2 −2πfL 2 ) 1/2 where f is the frequency of the AC voltage output from the exciting AC power supply circuit 2 L is the inductance of the coil 13 forming the first displacement detector 3 Since the inductance L of the coil 13 forming the first displacement detector 3 has almost no temperature characteristic from the test result, and the change due to temperature can be ignored, the inductance L with respect to the gap is measured in advance. The ambient temperature of the coil 13 can be obtained based on the DC resistance value R of the coil 13 that constitutes the 1-displacement detector 3.

【0045】また、第2高速サンプリング回路61は上
述した第1高速サンプリング回路60と同様に、交流ブ
リッジ回路5を構成する抵抗20の両端電圧を高速でサ
ンプリングして電流値Iを求める電流値検出回路と、前
記第2変位検出器4を構成するコイル14の両端電圧を
高速でサンプリングする電圧値検出回路と、これらの電
圧値検出回路、電流値検出回路によって得られた電圧値
V2、電流値Iに基づいて第2変位検出器4を構成する
コイル14の直流抵抗値Rを演算する演算回路とを備え
ており、電流値検出回路によって抵抗20の両端電圧を
高速でサンプリングして、この抵抗20に流れる電流値
Iを演算するとともに、電圧値検出回路によって第2変
位検出器4を構成するコイル14の両端電圧を高速でサ
ンプリングし、これによって得られた電圧値V2と、前
記電流値Iとに基づいて第2変位検出器4を構成するコ
イル14のインピーダンス(ギャップインピーダンス)
Zを演算した後、第2変位検出器4を構成するコイル1
4の直流抵抗値Rを演算し、これを直流抵抗値データと
して信号処理回路9に供給する。
The second high-speed sampling circuit 61, like the above-described first high-speed sampling circuit 60, detects the current value I by sampling the voltage across the resistor 20 constituting the AC bridge circuit 5 at high speed. A circuit, a voltage value detection circuit for sampling the voltage across the coil 14 constituting the second displacement detector 4 at high speed, and a voltage value V2 and a current value obtained by these voltage value detection circuit and current value detection circuit. And a calculation circuit that calculates the DC resistance value R of the coil 14 that constitutes the second displacement detector 4 based on I. The current value detection circuit samples the voltage across the resistor 20 at high speed, The current value I flowing through 20 is calculated, and the voltage across the coil 14 of the second displacement detector 4 is sampled at high speed by the voltage value detection circuit. The voltage value V2 obtained by the impedance of the coil 14 constituting the second displacement detector 4 on the basis of said current value I (gap impedance)
After calculating Z, the coil 1 forming the second displacement detector 4
The DC resistance value R of 4 is calculated, and this is supplied to the signal processing circuit 9 as DC resistance value data.

【0046】また、RAM回路46は中央処理回路43
の作業エリアとして使用される部分と、前記第1、第2
高速サンプリング回路60、61から出力される直流抵
抗値Rで示される周囲温度による出力の誤差を補正する
温度誤差補正テーブルが格納される部分と、回転数によ
る出力の誤差を補正する回転数誤差補正テーブルが格納
される部分などとを備えており、中央処理回路43から
出力される読み出し指令によって温度誤差補正テーブル
がアクセスされたとき、このアクセス指令に応じた部分
にある温度補正データを読み出してこれを中央処理回路
43に供給し、また中央処理回路43から出力される読
み出し指令によって回転数誤差補正テーブルがアクセス
されたとき、このアクセス指令に応じた部分にある回転
数補正データを読み出してこれを中央処理回路43に供
給する。
The RAM circuit 46 is the central processing circuit 43.
Used as a work area for the first and second
A portion that stores a temperature error correction table that corrects the output error due to the ambient temperature, which is indicated by the DC resistance value R output from the high-speed sampling circuits 60 and 61, and a rotation speed error correction that corrects the output error due to the rotation speed. When the temperature error correction table is accessed by the read command output from the central processing circuit 43, the temperature correction data in the part corresponding to the access command is read and stored. To the central processing circuit 43, and when the rotational speed error correction table is accessed by the read command output from the central processing circuit 43, the rotational speed correction data in the portion corresponding to the access command is read and this is read. It is supplied to the central processing circuit 43.

【0047】そして、信号処理回路9はA/D変換回路
42によって前記トランス12を構成する2次コイル1
2bの中点から出力される電圧信号を取り込み、これを
A/D変換して電圧データを生成するとともに、中央処
理回路43によって前記回転数検出回路8から出力され
る回転数検出データおよび第1、第2高速サンプリング
回路60、61から出力される直流抵抗値データに基づ
き、RAM回路46内に格納されている回転数誤差補正
テーブル、温度誤差補正テーブルを参照しながら、前記
A/D変換回路42から出力される電圧データを回転数
補正、温度補正した後、D/A変換回路47によって回
転数補正、温度補正済みの電圧データを取り込み、これ
をA/D変換して電圧信号に変換し、V/I変換回路1
0に供給する。
The signal processing circuit 9 uses the A / D conversion circuit 42 to form the secondary coil 1 which constitutes the transformer 12.
The voltage signal output from the midpoint of 2b is taken in, A / D converted to generate voltage data, and the central processing circuit 43 outputs the rotational speed detection data output from the rotational speed detection circuit 8 and the first rotational speed detection data. , The A / D conversion circuit while referring to the rotation speed error correction table and the temperature error correction table stored in the RAM circuit 46 based on the DC resistance value data output from the second high speed sampling circuits 60 and 61. After the voltage data output from 42 is rotational speed corrected and temperature corrected, the D / A conversion circuit 47 takes in the rotational speed corrected and temperature corrected voltage data and A / D converts this to convert it into a voltage signal. , V / I conversion circuit 1
Supply to 0.

【0048】このようにこの実施例においては、上述し
た実施例と同様に、回転数検出回路8によってタービン
ロータの回転数を検出しながら、励磁用交流電源回路2
によって第1、第2変位検出器3、4と、交流ブリッジ
回路5とを駆動してタービン車室のグランド部と、ター
ビンロータとの伸び差に応じた交流信号を生成させると
ともに、同期整流回路6によってトランス回路7を駆動
して前記交流ブリッジ回路5によって生成された交流信
号を同期整流した後、前記回転数検出回路8の検出結果
に基づき、信号処理回路9によって前記同期整流動作に
よって得られた電圧信号を補正し、これをV/I変換回
路10によってV/I変換して電流信号に変換した後、
出力生成回路11によって前記電流信号を複数の信号に
変換して出力するようにしたので、タービンロータの回
転数が高くなり、車軸のフランジ18に発生する仮想の
2次回路の作用が大きくなっても、タービン車室のグラ
ンド部と、タービンロータとの伸び差を正確に検出する
ことができる。
As described above, in this embodiment, the exciting AC power supply circuit 2 is used while detecting the rotation speed of the turbine rotor by the rotation speed detecting circuit 8 as in the above-described embodiments.
Drive the first and second displacement detectors 3 and 4 and the AC bridge circuit 5 to generate an AC signal according to the difference in expansion between the ground portion of the turbine casing and the turbine rotor, and the synchronous rectification circuit. 6, the transformer circuit 7 is driven to synchronously rectify the AC signal generated by the AC bridge circuit 5, and then the signal processing circuit 9 obtains the synchronous rectification operation based on the detection result of the rotation speed detection circuit 8. After correcting the voltage signal, the V / I conversion circuit 10 converts the voltage signal into a current signal,
Since the output signal is converted into a plurality of signals and output by the output generation circuit 11, the rotation speed of the turbine rotor is increased and the action of the virtual secondary circuit generated in the flange 18 of the axle is increased. Also, the difference in expansion between the gland portion of the turbine casing and the turbine rotor can be accurately detected.

【0049】さらに、この実施例においては、第1、第
2高速サンプリング回路60、61によって第1変位検
出器3を構成するコイル13の周囲温度に応じて変化す
る直流抵抗値と、第2変位検出器4を構成するコイル1
4の周囲温度に応じて変化する直流抵抗値とを検出して
信号処理回路9でトランス12を構成する2次コイル1
2bの中点から出力される電圧信号を温度補正するよう
にしているので、第1、第2変位検出器3、4の周囲温
度が変化しても、ギャップの測定誤差が発生しないよう
にすることができる。
Furthermore, in this embodiment, the first and second high speed sampling circuits 60 and 61 change the DC resistance value which changes according to the ambient temperature of the coil 13 constituting the first displacement detector 3 and the second displacement. Coil 1 that constitutes detector 4
A secondary coil 1 that detects a DC resistance value that changes according to the ambient temperature of 4 and forms a transformer 12 with a signal processing circuit 9.
Since the voltage signal output from the midpoint of 2b is temperature-corrected, a gap measurement error does not occur even if the ambient temperature of the first and second displacement detectors 3 and 4 changes. be able to.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、請
求項1では、タービンロータの回転数が高くなり、車軸
のフランジに発生する仮想の2次回路の作用が大きくな
っても、タービン車室のグランド部と、タービンロータ
との伸び差を正確に検出することができる。また、請求
項2では、第1、第2変位検出器の温度が変化しても、
タービン車室のグランド部と、タービンロータとの伸び
差を正確に検出することができる。
As described above, according to the present invention, in claim 1, even if the rotation speed of the turbine rotor is increased and the action of the virtual secondary circuit generated in the flange of the axle is increased, the turbine is rotated. It is possible to accurately detect the difference in expansion between the ground portion of the passenger compartment and the turbine rotor. Further, in claim 2, even if the temperatures of the first and second displacement detectors change,
The expansion difference between the gland portion of the turbine casing and the turbine rotor can be accurately detected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による非接触変位計測回路の一実施例を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a non-contact displacement measuring circuit according to the present invention.

【図2】本発明による非接触変位計測回路の他の実施例
を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment of the non-contact displacement measuring circuit according to the present invention.

【図3】従来から知られている非接触変位計測回路の一
例を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of a conventionally known non-contact displacement measuring circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 非接触変位計測回路 2 励磁用交流電源回路 3 第1変位検出器 4 第2変位検出器 5 交流ブリッジ回路 6 同期整流回路 7 トランス回路 8 回転数検出回路 9 信号処理回路 10 V/I変換回路 11 出力生成回路 13 コイル 14 コイル 18 フランジ(計測対象となる物体) 22 第1同期整流用交流電源(同期整流用交流電源回
路) 24 第2同期整流用交流電源(同期整流用交流電源回
路) 60 第1高速サンプリング回路(抵抗値検出回路) 61 第2高速サンプリング回路(抵抗値検出回路)
1 Non-contact Displacement Measurement Circuit 2 Excitation AC Power Supply Circuit 3 First Displacement Detector 4 Second Displacement Detector 5 AC Bridge Circuit 6 Synchronous Rectifier Circuit 7 Transformer Circuit 8 Rotation Speed Detection Circuit 9 Signal Processing Circuit 10 V / I Conversion Circuit 11 Output Generation Circuit 13 Coil 14 Coil 18 Flange (Object to be Measured) 22 First Synchronous Rectification AC Power Supply (Synchronous Rectification AC Power Supply Circuit) 24 Second Synchronous Rectification AC Power Supply (Synchronous Rectification AC Power Supply Circuit) 60 First high-speed sampling circuit (resistance value detection circuit) 61 Second high-speed sampling circuit (resistance value detection circuit)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 励磁用交流電源回路によって励磁用の交
流電圧を生成して、計測対象となる物体の移動量に応じ
てインダクタンスが変化する2つのコイルを励磁し、交
流ブリッジ回路によって前記各コイルのインピーダンス
に応じた電気信号の差信号を抽出するとともに、同期整
流用交流電源回路によってトランス回路を同期励磁して
前記差信号を同期整流し、直流電圧信号を生成する非接
触変位計測回路において、 計測対象となる前記物体の回転速度を検出して回転速度
信号を生成する回転数検出回路と、 この回転数検出回路によって得られた前記物体の回転速
度に基づいて前記トランス回路から出力される同期整流
済みの直流電圧信号を回転数補正する信号処理回路と、 を備えたことを特徴とする非接触変位計測回路。
1. An exciting AC power supply circuit generates an exciting AC voltage to excite two coils whose inductance changes in accordance with the amount of movement of an object to be measured, and an AC bridge circuit for each of the coils. In addition to extracting the difference signal of the electric signal according to the impedance of, the synchronous rectification AC power supply circuit synchronously rectifies the difference signal by synchronously exciting the transformer circuit, in the non-contact displacement measurement circuit for generating a DC voltage signal, A rotation speed detection circuit that detects a rotation speed of the object to be measured and generates a rotation speed signal, and a synchronization that is output from the transformer circuit based on the rotation speed of the object obtained by the rotation speed detection circuit. A non-contact displacement measuring circuit comprising: a signal processing circuit that corrects the number of revolutions of a rectified DC voltage signal.
【請求項2】 励磁用交流電源回路によって励磁用の交
流電圧を生成して、計測対象となる物体の移動量に応じ
てインダクタンスが変化する2つのコイルを励磁し、交
流ブリッジ回路によって前記各コイルのインピーダンス
に応じた電気信号の差信号を抽出するとともに、同期整
流用交流電源回路によってトランス回路を同期励磁して
前記差信号を同期整流し、直流電圧信号を生成する非接
触変位計測回路において、 前記各コイルを流れる電流の値および前記各コイルの両
端電圧を計測してこれら各コイルの直流抵抗値を演算す
る抵抗値検出回路と、 この抵抗値検出回路によって得られた各コイルの直流抵
抗値に基づいてこれら各コイルの温度を演算し、この演
算結果に基づいて前記トランス回路から出力される同期
整流済みの直流電圧信号を温度補正する信号処理回路
と、 を備えたことを特徴とする非接触変位計測回路。
2. An exciting AC power supply circuit generates an exciting AC voltage to excite two coils whose inductance changes in accordance with the amount of movement of an object to be measured, and an AC bridge circuit for each of the coils. In addition to extracting the difference signal of the electric signal according to the impedance of, the synchronous rectification AC power supply circuit synchronously rectifies the difference signal by synchronously exciting the transformer circuit, in the non-contact displacement measurement circuit for generating a DC voltage signal, A resistance value detection circuit that calculates the DC resistance value of each coil by measuring the value of the current flowing through each coil and the voltage across each coil, and the DC resistance value of each coil obtained by this resistance value detection circuit. The temperature of each of these coils is calculated based on the following, and the synchronously rectified DC voltage signal output from the transformer circuit based on the calculation result. Non-contact displacement measurement circuit, wherein a signal processing circuit for temperature compensation, further comprising a.
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