RU2036413C1 - Displacement meter - Google Patents
Displacement meter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2036413C1 RU2036413C1 SU5043478A RU2036413C1 RU 2036413 C1 RU2036413 C1 RU 2036413C1 SU 5043478 A SU5043478 A SU 5043478A RU 2036413 C1 RU2036413 C1 RU 2036413C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bridge circuit
- windings
- phase
- measurement
- circuit
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для точного измерения перемещений с помощью измерительного устройства, содержащего индуктивный датчик. The invention relates to measuring technique and can be used for accurate measurement of displacements using a measuring device containing an inductive sensor.
Известно устройство для измерения перемещений, в котором индуктивный датчик включен в мостовую схему, содержащую в своих плечах кроме обмоток датчика также уравновешивающие активные сопротивления, величина которых выбирается таким образом, чтобы активная составляющая тока в измерительной диагонали мостовой схемы была пропорциональна изменению индуктивных сопротивлений обмоток датчика [1] Это устройство может использоваться с индикатором сигнала, имеющим малое внутреннее сопротивление, которое много меньше выходного сопротивления мостовой схемы со стороны зажимов измерительной диагонали. Индикатором сигнала может быть, например, ваттметр, токовая обмотка которого, имеющая малое сопротивление, включается в измерительную диагональ мостовой схемы, а обмотка напряжения присоединена к источнику питания мостовой схемы. Такая схема неработоспособна с индикатором сигнала, имеющим большое внутреннее сопротивление, т. е. утрачивает свои положительные свойства, обеспечивающие малую погрешность от изменений активных сопротивлений обмоток датчика вследствие их нагрева током в процессе измерений. A device for measuring displacements is known, in which the inductive sensor is included in the bridge circuit, which in addition to the sensor windings also contains balancing active resistances, the magnitude of which is selected so that the active component of the current in the measuring diagonal of the bridge circuit is proportional to the change in the inductive resistances of the sensor windings [ 1] This device can be used with a signal indicator having a low internal resistance, which is much less than the output resistance The skeleton of the circuit from the terminals of the measuring diagonal. The signal indicator can be, for example, a wattmeter, the current winding of which, having low resistance, is included in the measuring diagonal of the bridge circuit, and the voltage winding is connected to the power source of the bridge circuit. Such a circuit is inoperative with a signal indicator having a large internal resistance, i.e., it loses its positive properties, providing a small error from changes in the active resistances of the sensor windings due to their heating by current during measurements.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения перемещений, содержащее индуктивный датчик, включенный в мостовую схему с активными уравновешивающими сопротивлениями, в котором также реализуется способ уменьшения температурной погрешности [2] С помощью фазовращателя фаза опорного напряжения фазочувствительного детектора регулируется опытным путем таким образом, чтобы уменьшить чувствительность устройства к изменениям активных сопротивлений обмоток датчика в процессе его работы, при этом не упоминается о рациональном выборе уравновешивающих сопротивлений. Однако оптимизация параметров уравновешивающих сопротивлений, а именно применение конденсаторов определенных значений их емкости вместо активных сопротивлений, может иметь решающее значение для дальнейшего уменьшения температурной погрешности. Closest to the proposed is a device for measuring displacement, containing an inductive sensor included in the bridge circuit with active balancing resistances, which also implements a method of reducing the temperature error [2] Using a phase shifter, the phase of the reference voltage of the phase-sensitive detector is experimentally controlled in such a way as to reduce the sensitivity of the device to changes in the active resistances of the sensor windings during its operation, while the ration is not mentioned flax choice of balancing resistors. However, the optimization of the parameters of balancing resistances, namely the use of capacitors of certain values of their capacitance instead of active resistances, can be crucial to further reduce the temperature error.
Для этого в устройстве для измерения перемещений, содержащем питающий трансформатор, подключенные к нему фазовращатель и мостовую измерительную схему, в два плеча которой включены уравновешивающие сопротивления, дифференциальный индуктивный датчик, обмотки которого включены в два других плеча мостовой схемы, подключенный к ее выходной диагонали усилитель, присоединенный к нему одним из входов фазочувствительный демодулятор, к другому входу которого присоединен выход фазовращателя, в качестве уравновешивающих сопротивлений использованы конденсаторы, емкостное сопротивление каждого из которых определяется из приведенного ниже соотношения. To do this, in a displacement measuring device containing a supply transformer, a phase shifter and a bridge measuring circuit connected to it, two arms of which include balancing resistances, a differential inductive sensor, the windings of which are connected to the other two arms of the bridge circuit, an amplifier connected to its output diagonal, a phase-sensitive demodulator connected to it by one of the inputs, to the other input of which a phase shifter output is connected, using balancing resistances using Vanir capacitors, the capacitance of each of which is determined from the following relation.
На чертеже представлена схема предлагаемого устройства для измерения перемещений. The drawing shows a diagram of the proposed device for measuring displacement.
Устройство содержит индуктивный дифференциальный датчик, обмотки 1 и 2 которого включены в два плеча мостовой схемы, в два других уравновешивающих плеча включены конденсаторы 3 и 4. Трансформатор 5 питается от источника ЭДС и вторичной обмоткой включен в диагональ питания мостовой схемы и фазовращатель 6. В измерительную диагональ мостовой схемы включен усилитель 7, пройдя через который, информативный сигнал подается на фазочувствительный демодулятор 8, получающий опорное напряжение от фазовращателя. The device contains an inductive differential sensor, the
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
В равновесном положении якоря датчика, когда сопротивления его обмоток равны, мостовая схема находится в состоянии баланса и величина тока в ее измерительной диагонали равна нулю. Действие датчика основано на преобразовании перемещения якоря в изменение индуктивности обмоток датчика. При этом величина тока Jо в измерительной диагонали мостовой схемы определяется следующим выражением (для случая, если сопротивление приемника информативного сигнала в виде усилителя и фазочувствительного демодулятора много больше, по крайней мере на порядок, выходного сопротивления мостовой схемы):
Io + j , (1) где A Xc 2 Xc(X1 + X2) + (X1X2 R1R2); (2)
B Xc(R1 + R2) (R1X2 + R2X1); (3)
U напряжение питания мостовой схемы;
Zд сопротивление приемника сигнала в измерительной диагонали мостовой схемы;
Х1, Х2 индуктивные сопротивления обмоток датчика;
R1, R2 активные сопротивления обмоток датчика;
Хс уравновешивающие сопротивления.In the equilibrium position of the sensor armature, when the resistance of its windings are equal, the bridge circuit is in a state of balance and the current in its measuring diagonal is zero. The action of the sensor is based on converting the movement of the armature into a change in the inductance of the sensor windings. In this case, the current value J о in the measuring diagonal of the bridge circuit is determined by the following expression (for the case when the resistance of the informative signal receiver in the form of an amplifier and a phase-sensitive demodulator is much more, at least an order of magnitude, of the output resistance of the bridge circuit):
I o + j , (1) where AX c 2 X c (X 1 + X 2 ) + (X 1 X 2 R 1 R 2 ); (2)
BX c (R 1 + R 2 ) (R 1 X 2 + R 2 X 1 ); (3)
U supply voltage of the bridge circuit;
Z d the resistance of the signal receiver in the measuring diagonal of the bridge circuit;
X 1 , X 2 inductive resistances of the sensor windings;
R 1 , R 2 active resistance of the sensor windings;
X with balancing resistance.
Перемещение якоря датчика вызывает в основном изменение индуктивных сопротивлений обмоток Х1 и Х2, но имеет место также изменение активных потерь в обмотках датчика, что характеризуется наличием разности (R1 R2) в формуле (1) и ведет к погрешности измерения перемещения.The movement of the sensor armature mainly causes a change in the inductive resistances of the windings X 1 and X 2 , but there is also a change in active losses in the sensor windings, which is characterized by the presence of a difference (R 1 R 2 ) in formula (1) and leads to an error in the measurement of displacement.
Погрешность может быть уменьшена путем выбора значений уравновешивающих сопротивлений Хс. При выборе такого значения Хс, при котором А << В, по крайней мере в 10 раз и более, реактивная составляющая тока в измерительной диагонали мостовой схемы пропорциональна разности (Х2 Х1), так как членом (R2 R1) можно пренебречь ввиду его малости.The error can be reduced by choosing the values of balancing resistance X s . When choosing such a value of X c , at which A << B, at least 10 times or more, the reactive component of the current in the measuring diagonal of the bridge circuit is proportional to the difference (X 2 X 1 ), since the term (R 2 R 1 ) can be neglected due to its smallness.
Исходное уравнение для минимизации коэффициента А получаем из выражения (2), приравнивая его нулю
Xc 2 Xc(X1 + X2) + (X1X2 R1R2) 0.The initial equation for minimizing coefficient A is obtained from expression (2), equating it to zero
X c 2 X c (X 1 + X 2 ) + (X 1 X 2 R 1 R 2 ) 0.
Решая последнее уравнение относительно Хс для случая среднего положения якоря (положения баланса мостовой схемы), т. е. при Х1 Х2 и R1 R2, имеем
Xc X1(2) + R1(2).Solving the last equation with respect to X c for the case of the middle position of the armature (balance position of the bridge circuit), i.e., for X 1 X 2 and R 1 R 2 , we have
X c X 1 (2) + R 1 (2) .
Для дальнейшего повышения точности измерения при выборе значений уравновешивающих сопротивлений мостовой схемы в целях оптимальной минимизации коэффициента А рекомендуется в формуле (4) использовать значения сопротивлений обмоток датчика не в равновесном режиме, а с учетом их наиболее вероятных температурных изменений в процессе работы. To further improve the accuracy of measurement when choosing the values of the balancing resistances of the bridge circuit in order to optimally minimize the coefficient A, it is recommended in formula (4) to use the resistance values of the sensor windings not in the equilibrium mode, but taking into account their most likely temperature changes during operation.
Claims (1)
X
где X1, X2 индуктивное сопротивление обмоток индуктивного датчика;
R1, R2 активное сопротивление этих обмоток.A MOVEMENT MEASUREMENT DEVICE containing a supply transformer, a phase shifter and a bridge measuring circuit connected to it, two arms of which include balancing resistances, a differential inductive sensor, the windings of which are connected to the other two shoulders of the bridge circuit, an amplifier connected to its output diagonal, connected to it one input is a phase-sensitive demodulator, to the other input of which a phase shifter output is connected, characterized in that as balancing resistances spolzovat capacitors, the capacitive reactance X c are selected from the equation
X
where X 1 , X 2 inductive resistance of the windings of the inductive sensor;
R 1 , R 2 the active resistance of these windings.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5043478 RU2036413C1 (en) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | Displacement meter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5043478 RU2036413C1 (en) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | Displacement meter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2036413C1 true RU2036413C1 (en) | 1995-05-27 |
Family
ID=21604887
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5043478 RU2036413C1 (en) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | Displacement meter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2036413C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2442965C1 (en) * | 2010-10-13 | 2012-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский Государственный Университет Леса" (ГОУ ВПО "МГУЛ") | Eddy-current axial offset transducer |
-
1992
- 1992-05-22 RU SU5043478 patent/RU2036413C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Патент РФ N 2007691, кл. G 01B 7/14, 1994. * |
2. Измерительная техника, 1970, N 8, с.44. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2442965C1 (en) * | 2010-10-13 | 2012-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский Государственный Университет Леса" (ГОУ ВПО "МГУЛ") | Eddy-current axial offset transducer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0260986B2 (en) | ||
RU2036413C1 (en) | Displacement meter | |
US2590946A (en) | Combining measuring circuit | |
RU2007691C1 (en) | Device for movement measurement | |
RU2050549C1 (en) | Compensation-type accelerometer | |
RU2042955C1 (en) | Compensation-type accelerometer | |
SU1023195A1 (en) | Device for measuring static deformations | |
SU1206718A1 (en) | Bridge for measuring components of complex admitance | |
US4001669A (en) | Compensating bridge circuit | |
SU748285A1 (en) | Device for testing single-turn inductance of ferrite cores | |
SU1599744A1 (en) | Salt gauge | |
SU922502A1 (en) | Magnetoelastic pickup of mechanical stresses | |
SU821966A1 (en) | Method of decreasing weigher temperature error | |
RU2085962C1 (en) | Magnetic-field metering device | |
SU432399A1 (en) | QUASI-ADVANCED MOSTVTPBFOND tsht | |
SU758021A1 (en) | Induction magnetometer | |
SU1645920A1 (en) | Capacitance converter | |
SU976308A1 (en) | Device for measuring winding temperature of electrical machine primarily of ac type | |
RU1830135C (en) | Electromagnetic flowmeter | |
SU822047A1 (en) | Digital transformer-type ac bridge | |
SU828131A1 (en) | Magnetic transducer | |
SU808946A1 (en) | Resistance variation meter | |
SU800651A1 (en) | Electromagnetic flowmeter | |
SU455300A1 (en) | Device for measuring the working flux coupling in generators | |
SU894522A1 (en) | Conductometric device |