RU1768938C - Linear-displacement meter - Google Patents

Linear-displacement meter

Info

Publication number
RU1768938C
RU1768938C SU904897254A SU4897254A RU1768938C RU 1768938 C RU1768938 C RU 1768938C SU 904897254 A SU904897254 A SU 904897254A SU 4897254 A SU4897254 A SU 4897254A RU 1768938 C RU1768938 C RU 1768938C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
outputs
sensor
digital
Prior art date
Application number
SU904897254A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ольга Михайловна Ерусланова
Анатолий Николаевич Ивлиев
Анатолий Николаевич Ильин
Original Assignee
Московское научно-производственное объединение "Измеритель"
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 Московское научно-производственное объединение "Измеритель" filed Critical Московское научно-производственное объединение "Измеритель"
Priority to SU904897254A priority Critical patent/RU1768938C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1768938C publication Critical patent/RU1768938C/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и измерительной технике, а именно к устройствам в системах автоматического контрол  и регулировани  толщины ленты на прокатных станах. Целью изобретени   вл етс  расширение динамического диапазона измер емых толщин. Сущность устройства дл  измерени  линейных перемещений содержит генератор, парафазные выходы которого подключены к двум противоположным выводам дифференциального индуктивного датчика перемещени , выход которого соединен с первым входом вычитающего устройства, второй вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразовател , сигнальный вход которого соединен с выходом схемы вычитани , причем выход вычитающего устройства через усилитель соединен с входом детектора, управл ющий вход которого св зан с одним из выходов генератора. В устройство введены схема сдвига кода и переключатель, входы которого соединены с выходами генератора, выход переключател  соединен с первым входом схемы вычитани , второй вход которой соединен с выходом датчика, причем управл ющий вход переключател  соединен с управл ющим выходом схемы сдвига кода, входы которого соединены с выходами задатчика, а выходы сказаны с входами цифроаналогового преобразовател . 2 ил. ЁThe invention relates to automation and measurement technology, and in particular to devices in systems for automatically monitoring and adjusting the thickness of a strip in rolling mills. The aim of the invention is to expand the dynamic range of the measured thicknesses. The essence of the device for measuring linear displacements comprises a generator whose paraphase outputs are connected to two opposite terminals of the differential inductive displacement sensor, the output of which is connected to the first input of the subtractor, the second input of which is connected to the output of the digital-analog converter, the signal input of which is connected to the output of the subtraction circuit, the output of the subtractor through an amplifier is connected to the input of the detector, the control input of which is connected to one of the outputs generator. A code shift circuit and a switch are introduced into the device, the inputs of which are connected to the generator outputs, the output of the switch is connected to the first input of the subtraction circuit, the second input of which is connected to the output of the sensor, the control input of the switch being connected to the control output of the code shift circuit, the inputs of which are connected with the outputs of the setter, and the outputs are said with the inputs of the digital-to-analog converter. 2 ill. Yo

Description

Изобретение относитс  к автоматике и измерительной технике, а именно к устройствам в системах автоматического контрол  и регулировани  ленты на прокатном стане. Известны устройства дл  измерени  перемещений , содержащие дифференциальный индуктивный преобразователь перемещений , включенный в мостовую схему, и выпр митель , подключенный к выходу этой схемы.The invention relates to automation and measurement technology, and in particular to devices in automatic belt control and regulation systems in a rolling mill. Displacement measuring devices are known comprising a differential inductive displacement transducer included in a bridge circuit and a rectifier connected to the output of this circuit.

Недостатком известных устройств  вл етс  низка  точность измерени .A disadvantage of the known devices is the low measurement accuracy.

Наиболее близким по технической сущности к за вл емому устройству  вл етс The closest in technical essence to the claimed device is

выбранное в качестве прототипа pouCTBJ дл  измерени  перемещени , содержащее генератор; дифференциальный индуктивный датчик, усилитель, детектор, ф;13осдви- гающий блок, схему вычитани  цифро- аналоговый преобразователь, задатчик, делитель напр жени , ключ и сумматор.a prototype pouCTBJ for measuring displacement, comprising: a generator; differential inductive sensor, amplifier, detector, f; 13 moving block, subtraction circuit, digital-to-analog converter, master, voltage divider, key and adder.

Датчик запитываетс  от генератора с парафазными выходами. На вход схемы вычитани  поступают два противофазных сигнала. Первый сигнал с: выхода дифференциального индуктивного датчика пропорционален контролируемой величине . Задатчиком устанавливаетс  заданна The sensor is powered by a generator with paraphase outputs. Two antiphase signals are input to the subtraction circuit. The first signal from: the output of the differential inductive sensor is proportional to the controlled value. The setpoint is set by the master

О 00 Ю СО 00O 00 YU SO 00

толщина ленты. Это значение преобразуетс  в аналоговый сигнал цифроаналоговым преобразователем и поступает на второй вход схемы вычитани .tape thickness. This value is converted into an analog signal by a digital-to-analog converter and fed to the second input of the subtraction circuit.

Сигнал, пропорциональный разнице между заданным значением толщины и измеренным ее значением, с выхода схемы вычитани  поступает на вход усилител  и далее через детектор на выход устройства. Опорное напр жение дл  цифроаналогово- го преобразовател  формируетс  из трех сигналов. Первый сигнал пропорционален одной из фаз напр жени  питани  датчика. Фазосдвигающий блок позвол ет скомпенсировать фазовые сдвиги в линии св зи между датчиком и вторичным прибором. На вычитающий вход сумматора поступает сигнал с выхода усилител  дл  посто нной коррекции нелинейности во всем диапазоне измер емых толщин, При включении старшего разр да задатчика на верхнем участке динамического диапазона измер емых толщин на второй суммирующий вход поступает часть сигнала, пропорциональна  другой фазе питающего напр жени  датчика, происходит взвешенное изменение опорного напр жени  на входе цифроаналогового преобразовател . Степень уменьшени  определ етс  делителем.A signal proportional to the difference between the specified thickness value and its measured value is output from the subtraction circuit to the input of the amplifier and then through the detector to the output of the device. The reference voltage for the digital-to-analog converter is formed of three signals. The first signal is proportional to one of the sensor supply voltage phases. The phase shifting unit compensates for phase shifts in the communication line between the sensor and the secondary device. A signal from the amplifier output is fed to the subtracting input of the adder for constant correction of nonlinearity in the entire range of measured thicknesses. When the senior bit of the setter is turned on in the upper section of the dynamic range of measured thicknesses, a part of the signal is proportional to the other phase of the sensor supply voltage to the second summing input , a weighted change in the reference voltage at the input of the digital-to-analog converter occurs. The degree of reduction is determined by the divider.

Недостатком прототипа  вл етс  узкий диапазон измер емых толщин, практически равный половине всего измерительного хода (перемещени ) датчика, это вызвано тем, что дифференциальный индуктивный датчик выполн етс  из двух одинаковых обмоток , расположенных на одной оси так, что движение плунжера, выполненного из магнитного материала, в пределах измерительного хода вызывает изменение индуктивности обмоток на равную величину, но противоположного знака, т.е. плунжер -имеет положение, соответствующее нулевому выходному сигналу датчика (положение электрической нейтрали). Фаза выходного напр жени  датчика измен етс  при пересечении плунжером электрической нейтрали, фаза опорного напр жени  цифроаналогового преобразовател  жестко св зана с питающим напр жением датчика, поэтому возможна компенсаци  выходного напр жени  датчика напр жением с выхода цифроаналогового напр жени  только на одной из половин рабочего хода датчика.The disadvantage of the prototype is a narrow range of measured thicknesses, almost equal to half of the entire measuring stroke (movement) of the sensor, this is due to the fact that the differential inductive sensor is made of two identical windings located on the same axis so that the movement of the plunger made of magnetic material , within the measuring stroke causes a change in the inductance of the windings by an equal amount, but of the opposite sign, i.e. plunger - has a position corresponding to the zero output signal of the sensor (position of the electrical neutral). The phase of the output voltage of the sensor changes when the plunger crosses the neutral, the phase of the reference voltage of the digital-to-analog converter is rigidly connected to the supply voltage of the sensor, therefore, it is possible to compensate the output voltage of the sensor from the output of the digital-to-analog voltage only on one of the sensor travel half .

Таким образом, устройство может рабо- тать только на половине всего измерительного перемещени  датчика.Thus, the device can operate only on half of the entire measuring movement of the sensor.

Цель изобретени  - расширение диапазона контролируемых перемещений.The purpose of the invention is to expand the range of controlled movements.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - пример выполнени  схемы сдвига кода.Figure 1 presents a block diagram of a device; Figure 2 is an exemplary embodiment of a code shift scheme.

Устройство содержит генератор с парафазными выходами 1, дифференциальный индуктивный датчик 2, первый блок вычитани  3, усилитель 4, детектор 5, цифроанало- говый преобразователь б, задатчик контролируемого параметра 7, второй блокThe device comprises a generator with paraphase outputs 1, a differential inductive sensor 2, a first subtraction unit 3, an amplifier 4, a detector 5, a digital-to-analog converter b, a control unit 7, a second block

0 вычитани  8, переключатель 9, схема сдвига кода 10.Subtract 0, switch 9, code shift circuit 10.

Парафазные выходы генератора 1 соединены с входами дифференциального индуктивного датчика 2 и с двум  входамиThe paraphase outputs of the generator 1 are connected to the inputs of the differential inductive sensor 2 and to two inputs

5 переключател  9. Выход дифференциального индуктивного датчика 2 соединен с вторым входом первого блока вычитани  3 и вторым входом второго блока вычитани  8, первый вход которого соединен с выходом5 of the switch 9. The output of the differential inductive sensor 2 is connected to the second input of the first subtraction unit 3 and the second input of the second subtraction unit 8, the first input of which is connected to the output

0 переключател  9. Третий вход переключател  9 соединен с управл ющим выходом схемы сдвига кода 10, входы которой соединены с выходами задатчика контролируемого параметра 7, а ее выходы - с входа5 ми цифро-аналогового преобразовател  6. Выход второго блока вычитани  8 соединен с сигнальным входом цифроаналогового преобразовател  6, выход которого соединен с первым входом первого блока вычита0 ни  3. Выход первого блока вычитани  3 соединен с входом 4, выход которого соединен с детектором 5, управл ющий вход которого соединен с одним из выходов генератора.0 switch 9. The third input of the switch 9 is connected to the control output of the code shift circuit 10, the inputs of which are connected to the outputs of the control unit of the controlled parameter 7, and its outputs are connected to the inputs 5 of the digital-to-analog converter 6. The output of the second subtraction unit 8 is connected to the signal input digital-to-analog Converter 6, the output of which is connected to the first input of the first block subtract 0 or 3. The output of the first block of subtraction 3 is connected to the input 4, the output of which is connected to the detector 5, the control input of which is connected to one of the output generator.

5 Схема сдвига кода (см. фиг,2) может состо ть из схемы пропускани  старших разр дов 11, цифрового компаратора 12, схемы обращени  кода 13. Выходы задатчика 7 соединены с входами цифрового компаратора5 The code shift circuit (see FIG. 2) may consist of the high-order transmission circuit 11, the digital comparator 12, the code reversal circuit 13. The outputs of the setter 7 are connected to the inputs of the digital comparator

0 12, выходы которого соединены с управл ющими входами схемы обращени  кода 13. Первый выход цифрового компаратора 12 соединен с входом переключател  9. Второй выход цифрового компаратора 12 соединен0 12, the outputs of which are connected to the control inputs of the code reversal circuit 13. The first output of the digital comparator 12 is connected to the input of the switch 9. The second output of the digital comparator 12 is connected

5 с управл ющим входом схемы пропускани  старших разр дов 11, выход которой соединен с входом старшего разр да схемы обращени  кода 13, остальные входы которой соединены с соответствующими выходами5 with the control input of the high-order pass-through circuit 11, the output of which is connected to the high-order input of the code-reversal circuit 13, the remaining inputs of which are connected to the corresponding outputs

0 задатчика 7. Два старших выхода задатчика 7 соединены с двум  входами схемы пропускани  старших разр дов 11.0 of the master 7. The two senior outputs of the master 7 are connected to two inputs of the high-pass circuit 11.

Выходы схемы обращени  кода 13 соединены с входами цифроаналогового преоб5 разовател  6.The outputs of the circuit 13 of the code 13 are connected to the inputs of the digital-to-analog converter 5.

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

Задатчиком 7 устанавливаетс  заданна  толщина ленты. Код, соответствующий заданной толщине, через схему сдвига кодаThe setter 7 sets a predetermined thickness of the tape. Code corresponding to a given thickness through a code shift scheme

10 на входы цифроаналогового преобразовател  6 и после преобразовани  в аналоговый сигнал подаетс  на первый вход первого блока вычитани  3. На второй вход блока 3 поступает сигнал с выхода дифференциального индуктивного датчика 2. Датчик запитываетс  от генератора 1 с парафазными выходами.10, to the inputs of the digital-to-analog converter 6, and after conversion to an analog signal, it is supplied to the first input of the first subtraction unit 3. The signal from the output of the differential inductive sensor 2 is fed to the second input of the unit 3. The sensor is powered from the generator 1 with paraphase outputs.

Сигнал, равный разнице между заданным значением толщины и измеренным значением, с выхода первого блока вычитани  3 поступает на вход усилител  4 и далее через детектор 5 на выход дл  использовани  в системе регулировани  клети на прокатных станах с целью получени  заданного допуска по толщине.A signal equal to the difference between the set thickness value and the measured value, from the output of the first subtraction unit 3, is fed to the input of the amplifier 4 and then through the detector 5 to the output for use in the mill control system in rolling mills in order to obtain a specified thickness tolerance.

Опорное напр жение дл  цифроаналогового преобразовател  6 формируетс  из двух сигналов Us и Us. Один из сигналов Us пропорционален одному из напр жений питани  датчика Ui или U2 в зависимости от сигнала на управл ющем выходе схемы сдвига кода 10. Второй сигнал из  вл етс  выходным сигналом датчика, который, складыва сь с сигналом Us, измен ет величину опорного напр жени  на входе и, соответственно , на выходе цифроаналогового преобразовател  6 во всем диапазоне измер емых перемещений дл  коррекции нелинейности характеристики датчика.The reference voltage for the digital-to-analog converter 6 is generated from two signals Us and Us. One of the signals Us is proportional to one of the supply voltages of the sensor Ui or U2 depending on the signal at the control output of the code shift circuit 10. The second signal from is the output of the sensor, which, when added to the signal Us, changes the value of the reference voltage at the input and, accordingly, at the output of the digital-to-analog converter 6 over the entire range of measured displacements to correct the non-linearity of the sensor characteristics.

На фиг.З показано взаимное расположение кодов во всем диапазоне измер емых величин.Fig. 3 shows the relative positioning of the codes over the entire range of measured values.

Датчик перемещени  в диапазоне - Хном, 0, Хном, (фиг.За), при этом измер ема  толщина в диапазоне 0, ХНом, 2ХНом (фиг.36).The displacement sensor in the range is Khnom, 0, Khnom, (Fig. 3a), while the measured thickness is in the range 0, Khnom, 2XNom (Fig. 36).

Код на выходе задатчика кода 7 измен етс  в диапазоне О, N, 2N (фиг.Зв). Код на выходе схемы сдвига кода в диапазоне перемещений датчика от -Хном до 0 равен Q N - p, а в диапазоне перемещений датчика от 0 до Хном равен Q р - N, т.е. во всем диапазоне перемещений измен етс  в диапазоне N, О, N (фиг.Зг). Напр жение на выходе цифроаналогового преобразовател  U4 пропорционально Q (фиг.Зд), так же адекватно измен етс  напр жение на выходе датчика Us. Таким образом напр жение Us всегда компенсируетс  равным напр жением UA, так что на выходное напр жение Ј 0.The code at the output of the code setter 7 varies in the range of O, N, 2N (Fig. 3S). The code at the output of the code shift circuit in the range of sensor movements from -Xnom to 0 is Q N - p, and in the range of sensor movements from 0 to Xnom it is Q p - N, i.e. over the entire range of movements varies in the range of N, O, N (Fig. Zg). The voltage at the output of the digital-to-analog converter U4 is proportional to Q (Fig. 3C), and the voltage at the output of the sensor Us also changes adequately. Thus, the voltage Us is always compensated by the equal voltage UA, so that the output voltage is Ј 0.

Напр жение U4 Us Q ySi ± Us Q fh., где /3i, масштабные коэффициенты второго блока вычитани  8 дл  сигналов Us и Us.Voltage U4 Us Q ySi ± Us Q fh., Where / 3i, the scale factors of the second subtraction block are 8 for the signals Us and Us.

Вольтодобавка Us Q fh. определ ет степень непрерывного изменени  величины опорного напр жени  в диапазоне перемещений , необходимого дл  линеаризации характеристики датчика.Voltage boost Us Q fh. determines the degree of continuous change in the value of the reference voltage in the range of displacements necessary for linearizing the characteristics of the sensor.

Цифровой компаратор 12 формирует на двух своих выходах два сигнала з N (сигналThe digital comparator 12 generates at its two outputs two signals with N (signal

работы на первой половине измерительного диапазона перемещений) и р N (сигнал работы соответственно на второй половине измерительного диапазона перемещений). Схема пропускани  старших разр дов 11work in the first half of the measuring range of movement) and p N (signal of operation, respectively, in the second half of the measuring range of movements). High-Pass Circuit 11

пропускает на выход сигнал, когда набран на задатчике код, равный точно половине диапазона N.passes a signal to the output when a code is dialed at the dial that is exactly half the range of N.

Если N р 2N, на управл ющем входе схемы пропускани  старших разр дов 11If N p 2N, at the control input of the high-pass circuit 11

возникает сигнал запрета прохождени  кода старшего разр да на вход схемы обращени  кода 13. При коде р 2N этот сигнал запрета снимаетс , но старший разр д набранного кода задатчика 2N поступает наthere is a signal prohibiting the passage of the high-order code to the input of the circuit 13 code. With the code p 2N, this prohibition signal is cleared, but the high-order bit of the dialed setter 2N code is sent to

вход старшего разр да N схемы обращени  кода 13. При этом схема обращени  кода 13 при наличии сигнала на первом управл ющем входе р N (на первой половине измерительного диапазона перемещений)high-order input N of the circuit 13 of the code 13. In this case, the circuit of the code 13 in the presence of a signal at the first control input p N (in the first half of the measuring range of movements)

преобразует входной код в дополнительный , а при наличии сигнала на втором управл ющем входе р N выдает входной код на свой выход в пр мом коде, но сдвинутым на N (см. фиг.Зв и Зг).converts the input code to an additional one, and if there is a signal at the second control input, p N issues the input code to its output in the direct code, but shifted by N (see Figs. Sv and Zr).

Таким образом, введение схемы сдвигаThus, the introduction of a shear scheme

кода и переключател  позвол ет работать во всем диапазоне перемещений дифференциального индуктивного датчика -Хном, 0. Хном, обеспечива  возможность линеаризации характеристики индуктивного датчика .code and the switch allows you to work in the entire range of movements of the differential inductive sensor-Khnom, 0. Khnom, providing the ability to linearize the characteristics of the inductive sensor.

Claims (1)

Формула изобретени  Устройство дл  измерени  линейныхSUMMARY OF THE INVENTION Linear Measuring Device перемещений, содержащее генератор, па- рафазные выходы которого соединены с входами дифференциального индуктивного датчика, последовательно включенные первый блок вычитани , усилитель и детектор.displacements, comprising a generator, the phase outputs of which are connected to the inputs of the differential inductive sensor, the first subtraction unit, the amplifier and the detector are connected in series. управл ющий вход которого соединен с одним из выходов генератора, цифроаналого- вый преобразователь, выход которого соединен с первым входом первого блока вычитани , второй вход которого соединенthe control input of which is connected to one of the outputs of the generator, a digital-to-analog converter, the output of which is connected to the first input of the first subtraction unit, the second input of which is connected с выходом дифференциального индуктивного датчика, второй блок вычитани , выход которого соединен с сигнальным входом цифроаналогового преобразовател , и за- датчик контролируемого параметра, о т л ичающеес  тем, что, с целью расширени  диапазона контролируемых перемещений, оно снабжено схемой сдвига кода и переключателем , два входа которого соединены с выходами генератора, третий вход соединен с управл ющими выходами схемы сдвига кода, выход соединен с первым входом второго блока вычитани , второй вход которого соединен с выходом дифференциального индуктивного датчика, входы схемыwith the output of the differential inductive sensor, a second subtraction unit, the output of which is connected to the signal input of the digital-to-analog converter, and a sensor of the controlled parameter, which, in order to expand the range of controlled movements, is equipped with a code shift circuit and a switch, two the input of which is connected to the outputs of the generator, the third input is connected to the control outputs of the code shift circuit, the output is connected to the first input of the second subtraction unit, the second input of which is connected to the output of differential inductive sensor input circuit сдвига кода соединены с выходами задатчи- ка контролируемого параметра, а ее выходы - с входами цифроаналогового преобразовател .the code shift is connected to the outputs of the master of the controlled parameter, and its outputs are connected to the inputs of the digital-to-analog converter. five, ifive, i РR 2/V2 / V / Y -X-X кацKatz ГR ОABOUT X кСМX KSM ЈЈ А AND Q-- А;-ЬQ-- A; -b /ABOUT /v/ v -- P±N P ± N -$- $ фиг. 2FIG. 2 псло бннсPSLO BNNS п.т/нжетаp.t / nzheta датчикаsensor измер ема  толщинаmeasurable thickness гнgn задатчикаsetter Q b-Л Q b-L код cxeNK cxeNK code СWITH сдвигаshear Ц„C „
SU904897254A 1990-12-29 1990-12-29 Linear-displacement meter RU1768938C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904897254A RU1768938C (en) 1990-12-29 1990-12-29 Linear-displacement meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904897254A RU1768938C (en) 1990-12-29 1990-12-29 Linear-displacement meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1768938C true RU1768938C (en) 1992-10-15

Family

ID=21552548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904897254A RU1768938C (en) 1990-12-29 1990-12-29 Linear-displacement meter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1768938C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Агейкин Д.И. Датчики контрол и регулировани . М.: Машиностроение, 1965, стр. 82. Авторское свидетельство СССР № 1577465, кл. С 01 В 7/00, 1986. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4134065A (en) Transducer for directly converting mechanical displacement to phase information
US2905874A (en) Position control system and device
US3875501A (en) Pulse width modulation type resistance deviation measuring apparatus
US4847548A (en) Signal conditioner for a linear variable differential transformer
US4712106A (en) Phase analog encoding system with compensation
EP0112115B1 (en) Sensor communication system
KR890702105A (en) Quantification Shock Ratio Power Split Converter
US4268786A (en) Position pickup for numerically controlled machine tools
RU1768938C (en) Linear-displacement meter
US4594579A (en) Apparatus for digitally subdividing analog periodic signals
GB1574966A (en) Device for converting digital information into analogue information
US4680973A (en) Electromagnetic flow meter converter
US3705344A (en) Wideband constant amplitude-variable phase circuit
SU1005131A1 (en) Two-channel displacement transducer
RU2078302C1 (en) Converter of linear translations
SU798692A1 (en) Drive control apparatus
US3602792A (en) Servosystem for analogue plotters
SU482686A1 (en) Method for dynamic compensation of constant-frequency drift of a low-frequency sinusoidal signal
SU720454A1 (en) Shaft angular position-to-code converter
SU892199A1 (en) Thickness measuring device
Crawford et al. Modeling and design of a sensor for two dimensional linear motors
SU487373A1 (en) Selling position sensor
RU1827526C (en) Device for contactless measurement of motions
SU1725068A1 (en) Transformer movement sensor
SU909596A1 (en) Method and device for parametric measuring converter amplitude characteristic linearization