RU2284465C1 - Device for noncontact measurement of displacements - Google Patents

Device for noncontact measurement of displacements Download PDF

Info

Publication number
RU2284465C1
RU2284465C1 RU2005112552/28A RU2005112552A RU2284465C1 RU 2284465 C1 RU2284465 C1 RU 2284465C1 RU 2005112552/28 A RU2005112552/28 A RU 2005112552/28A RU 2005112552 A RU2005112552 A RU 2005112552A RU 2284465 C1 RU2284465 C1 RU 2284465C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
diode
anode
cathode
capacitor
inductor
Prior art date
Application number
RU2005112552/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Николаевич Замахин (RU)
Юрий Николаевич Замахин
Игорь Алексеевич Семенов (RU)
Игорь Алексеевич Семенов
Original Assignee
Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА")
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 Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") filed Critical Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА")
Priority to RU2005112552/28A priority Critical patent/RU2284465C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2284465C1 publication Critical patent/RU2284465C1/en

Links

Landscapes

  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology.
SUBSTANCE: invention can be used for creating mechanical displacement transducers. Proposed device contains inductive differential transducer with two inductor coils, four diodes and capacitor. First leads of inductor coils are united. Second lead of first inductor coil is connected with anode of first diode and cathode of third diode. Second lead of second inductor coil is connected with anode of second diode and cathode of fourth diode. Cathode of first diode and anode of fourth diode are connected with first output of capacitor, being output of device. Cathode of second diode, anode of third diode and second output of capacitor are connected with common wire.
EFFECT: simplified design, increased reliability.
1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в приборостроении для построения датчиков механических перемещений.The invention relates to measuring equipment and can find application in instrumentation for the construction of sensors of mechanical displacements.

Известно устройство для измерения перемещения [1], содержащее питающий трансформатор, фазовращатель, мостовую измерительную схему, дифференциальный индуктивный датчик, усилитель, фазочувствительный демодулятор, уравновешивающие конденсаторы.A device for measuring displacement [1], containing a supply transformer, a phase shifter, a bridge measuring circuit, a differential inductive sensor, an amplifier, a phase-sensitive demodulator, balancing capacitors is known.

Недостатком данного устройства является его сложность и низкая точность из-за нестабильности параметров уравновешивающих конденсаторов.The disadvantage of this device is its complexity and low accuracy due to the instability of the parameters of the balancing capacitors.

Известно также устройство для бесконтактного измерения перемещения [2], содержащее в своей измерительной части индуктивный дифференциальный датчик, четыре резистора, два диода, генератор прямоугольных импульсов, инвертор, делитель частоты, транзисторный ключ, преобразователь, соединенные определенным образом. Недостатком данного устройства является его сложность и низкая надежность.A device for non-contact displacement measurement [2] is also known, which contains in its measuring part an inductive differential sensor, four resistors, two diodes, a square-wave pulse generator, an inverter, a frequency divider, a transistor switch, a converter connected in a certain way. The disadvantage of this device is its complexity and low reliability.

Целью изобретения является упрощение устройства и повышение его надежности.The aim of the invention is to simplify the device and increase its reliability.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для бесконтактного измерения перемещения, содержащее индуктивный дифференциальный датчик с первой и второй катушками индуктивности, первый и второй диоды, причем первые выводы первой и второй катушек индуктивности объединены, второй вывод первой катушки индуктивности соединен с анодом первого диода, второй вывод второй катушки индуктивности соединен с анодом второго диода, согласно изобретению дополнительно введены два диода и конденсатор, причем второй вывод первой катушки индуктивности соединен с катодом третьего диода, второй вывод второй катушки индуктивности соединен с катодом четвертого диода, катод первого диода и анод четвертого диода соединены с первым выводом конденсатора, являющимся выходом устройства, катод второго диода, анод первого диода и второй вывод конденсатора соединены с общим проводом.This goal is achieved by the fact that in the device for non-contact measurement of displacement, containing an inductive differential sensor with the first and second coils of inductance, the first and second diodes, the first conclusions of the first and second coils of inductance combined, the second output of the first inductor connected to the anode of the first diode, the second output of the second inductor is connected to the anode of the second diode, according to the invention, two diodes and a capacitor are additionally introduced, the second output of the first inductor in particular, connected to the cathode of the third diode, the second terminal of the second inductor connected to the cathode of the fourth diode, the cathode of the first diode and the anode of the fourth diode are connected to the first terminal of the capacitor, which is the output of the device, the cathode of the second diode, the anode of the first diode and the second terminal of the capacitor are connected to a common wire .

Сопоставительный анализ предлагаемого устройства с прототипом показывает, что прототип содержит в измерительной части 10 элементов, в то время как предлагаемое устройство - 5 элементов. Из теории надежности известно, что чем больше элементов в устройстве, тем оно менее надежно, следовательно предлагаемое устройство проще и имеет выше надежность.A comparative analysis of the proposed device with the prototype shows that the prototype contains 10 elements in the measuring part, while the proposed device contains 5 elements. From the theory of reliability it is known that the more elements in the device, the less reliable it is, therefore, the proposed device is simpler and has higher reliability.

На чертеже представлена схема заявленного устройства.The drawing shows a diagram of the claimed device.

Устройство содержит первую 1 и вторую 2 катушки индуктивности дифференциального датчика, первый 3, второй 4, третий 5, четвертый 6 диоды, конденсатор 7, выход 8 устройства.The device contains the first 1 and second 2 inductors of the differential sensor, the first 3, second 4, third 5, fourth 6 diodes, capacitor 7, output 8 of the device.

Первые выводы первой и второй катушек 1, 2 индуктивности объединены, второй вывод первой катушки 1 индуктивности соединен с анодом первого диода 3 и катодом третьего диода 5, второй вывод второй катушки 2 индуктивности соединен с анодом второго диода 4 и катодом четвертого диода 6. Катод первого и анод четвертого диодов 3 и 6 соединены с первым выводом конденсатора 7, являющимся выходом 8 устройства, катод второго диода 4, анод третьего диода 5 и второй вывод конденсатора 7 соединены с общим проводом.The first terminals of the first and second inductors 1, 2 are combined, the second terminal of the first inductor 1 is connected to the anode of the first diode 3 and the cathode of the third diode 5, the second terminal of the second inductor 2 is connected to the anode of the second diode 4 and the cathode of the fourth diode 6. The cathode of the first and the anode of the fourth diodes 3 and 6 are connected to the first terminal of the capacitor 7, which is the output of the device 8, the cathode of the second diode 4, the anode of the third diode 5 and the second terminal of the capacitor 7 are connected to a common wire.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При отсутствии механических воздействий на чувствительный элемент связанный с ним ферромагнитный сердечник находится на одинаковом расстоянии от катушек 1 и 2 индуктивности, точка соединения которых подключена к внешнему генератору синусоидального напряжения (не показан). При этом индуктивность обеих катушек одинакова. На диодах 3 и 5 выполнен выпрямитель положительной полярности, который выпрямляет ток катушки 1, а на диодах 4 и 6 выпрямитель отрицательной полярности, который выпрямляет ток катушки 2. Нагрузкой обоих выпрямителей является конденсатор 7. При равенстве индуктивностей обеих катушек 1 и 2 через них протекает одинаковый ток и при выпрямлении его обоими выпрямителями на конденсаторе 7 напряжение будет равно нулю.In the absence of mechanical influences on the sensitive element, the ferromagnetic core associated with it is located at the same distance from inductors 1 and 2, the connection point of which is connected to an external sinusoidal voltage generator (not shown). In this case, the inductance of both coils is the same. A rectifier of positive polarity is made on diodes 3 and 5, which rectifies the current of coil 1, and on diodes 4 and 6, a rectifier is of negative polarity, which rectifies the current of coil 2. The load of both rectifiers is capacitor 7. If the inductances of both coils 1 and 2 are equal, it flows through them the same current and when rectifying it with both rectifiers on the capacitor 7, the voltage will be zero.

При наличии механического воздействия на чувствительный элемент сердечник приблизится к одной катушке, например к катушке 2, и удалится от катушки 1. При приближении к катушке индуктивности ферромагнитного материала ее индуктивность возрастает, а при удалении уменьшается. Величина тока через катушку индуктивности определяется выражениемIf there is a mechanical effect on the sensing element, the core will approach one coil, for example, coil 2, and move away from coil 1. When approaching the inductance of a ferromagnetic material, its inductance increases, and decreases when removed. The magnitude of the current through the inductor is determined by the expression

I=U/ZI = U / Z

где U - напряжение, приложенное к катушке;where U is the voltage applied to the coil;

Z - эквивалентное сопротивление катушкиZ - equivalent coil resistance

Z=2πfLZ = 2πfL

где f - частота напряжения, приложенного к катушке индуктивности;where f is the frequency of the voltage applied to the inductor;

L - индуктивность катушки,L is the inductance of the coil,

т.е. ток через катушку индуктивности обратно пропорционален ее индуктивности.those. the current through the inductor is inversely proportional to its inductance.

Таким образом, ток через катушку 1 и выпрямленное его значение увеличатся, конденсатор 7 зарядится до большего значения и напряжение на нем увеличится.Thus, the current through the coil 1 and its rectified value will increase, the capacitor 7 will be charged to a larger value and the voltage across it will increase.

Так как с катушкой 1 связан выпрямитель положительной полярности, то напряжение на конденсаторе 7 будет иметь положительное значение.Since a rectifier of positive polarity is connected to the coil 1, the voltage across the capacitor 7 will have a positive value.

Аналогично работает устройство при изменении направления механического воздействия, но в этом случае ток будет увеличиваться в катушке 2, конденсатор 7 будет заряжаться больше через выпрямитель отрицательной полярности и на нем будет иметь место напряжение отрицательной полярности.The device works similarly when the direction of mechanical action changes, but in this case the current will increase in coil 2, the capacitor 7 will be charged more through a rectifier of negative polarity and a negative polarity voltage will occur on it.

Использование предложенного устройства позволило создать малогабаритный акселерометр.Using the proposed device allowed to create a small accelerometer.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ N2036413, G 01 B 7/00, 1995 г.1. RF patent N2036413, G 01 B 7/00, 1995

2. Патент РФ N2191346, G 01 B 7/00, 2002 г. (Прототип)2. RF patent N2191346, G 01 B 7/00, 2002 (Prototype)

Claims (1)

Устройство для бесконтактного измерения перемещения, содержащее индуктивный дифференциальный датчик с первой и второй катушками индуктивности, первый и второй диоды, причем первые выводы первой и второй катушек индуктивности объединены, второй вывод первой катушки индуктивности соединен с анодом первого диода, второй вывод второй катушки индуктивности соединен с анодом второго диода, отличающееся тем, что в него дополнительно введены два диода и конденсатор, причем второй вывод первой катушки индуктивности соединен с катодом третьего диода, второй вывод второй катушки индуктивности соединен с катодом четвертого диода, катод первого диода и анод четвертого диода соединены с первым выводом конденсатора, являющимся выходом устройства, катод второго диода, анод третьего диода и второй вывод конденсатора соединены с общим проводом.A non-contact displacement measuring device comprising an inductive differential sensor with first and second inductors, first and second diodes, the first terminals of the first and second inductors combined, the second terminal of the first inductor connected to the anode of the first diode, the second terminal of the second inductor connected to the anode of the second diode, characterized in that it additionally introduced two diodes and a capacitor, the second output of the first inductor connected to the third cathode about the diode, the second terminal of the second inductor is connected to the cathode of the fourth diode, the cathode of the first diode and the anode of the fourth diode are connected to the first terminal of the capacitor, which is the output of the device, the cathode of the second diode, the anode of the third diode and the second terminal of the capacitor are connected to a common wire.
RU2005112552/28A 2005-04-25 2005-04-25 Device for noncontact measurement of displacements RU2284465C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005112552/28A RU2284465C1 (en) 2005-04-25 2005-04-25 Device for noncontact measurement of displacements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005112552/28A RU2284465C1 (en) 2005-04-25 2005-04-25 Device for noncontact measurement of displacements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2284465C1 true RU2284465C1 (en) 2006-09-27

Family

ID=37436559

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005112552/28A RU2284465C1 (en) 2005-04-25 2005-04-25 Device for noncontact measurement of displacements

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2284465C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6433629B2 (en) Micropower differential sensor measurement
JP4726722B2 (en) Voltage measuring device
US20110163738A1 (en) Current detection circuit and transformer current measuring system
US9581425B2 (en) Sensor for indicating a position or a change in position of a coupling element and method for operating the sensor
CN110121826A (en) Detection device of metal foreign body, wireless power supply, wireless receiving device and Wireless power transmission system
US20150180357A1 (en) Synchronous rectifier and a method for controlling it
JP2012037508A (en) Current sensor
Wrzecionko et al. High-bandwidth high-temperature (250° C/500° F) isolated DC and AC current measurement: Bidirectionally saturated current transformer
RU2284465C1 (en) Device for noncontact measurement of displacements
JP2011112634A (en) Ring core for flux gate leakage sensor, ring core unit including the ring core, and the flux gate leakage sensor
US8947074B1 (en) Inductive position sensor
JP6728777B2 (en) Current detector
US20050156599A1 (en) Circuit arrangement for rectifying the output voltage of a sensor that is fed by an oscillator
JP6320098B2 (en) Variable inductance type position sensor system and variable inductance type method
JP2013044543A (en) Magnetic flux zero point detector
US20110133727A1 (en) Inductive Position Sensor
JPS5853713A (en) Linear position sensor
JPH0326847B2 (en)
JP2000046503A (en) Displacement sensor
US10288648B2 (en) Remote sensing system
CN205505969U (en) Inductance components and parts detection device
Liu et al. Design on LVDT displacement sensor based on AD598
JPH0566164A (en) Magnet-striction type torque sensor
JP2019184532A (en) Environment detector
JPH045525A (en) Noncontact type displacement detector

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090426