RU2312305C1 - Pickup for measuring deformation of metallic articles - Google Patents

Pickup for measuring deformation of metallic articles Download PDF

Info

Publication number
RU2312305C1
RU2312305C1 RU2006121868/28A RU2006121868A RU2312305C1 RU 2312305 C1 RU2312305 C1 RU 2312305C1 RU 2006121868/28 A RU2006121868/28 A RU 2006121868/28A RU 2006121868 A RU2006121868 A RU 2006121868A RU 2312305 C1 RU2312305 C1 RU 2312305C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inductor
measuring
winding
input
deformation
Prior art date
Application number
RU2006121868/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Евгеньевич Шнитковский (RU)
Олег Евгеньевич Шнитковский
Василий Радионович Рассомагин (RU)
Василий Радионович Рассомагин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт управляющих машин и систем" (ОАО "НИИУМС")
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 "Научно-исследовательский институт управляющих машин и систем" (ОАО "НИИУМС") filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт управляющих машин и систем" (ОАО "НИИУМС")
Priority to RU2006121868/28A priority Critical patent/RU2312305C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2312305C1 publication Critical patent/RU2312305C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: measuring engineering.
SUBSTANCE: pickup comprises inductive coil. The sections of the winding of the inductive coil that abut against the end of the winding are made of a Z-shaped wire applied on the surface of a dielectric material. The dielectric material has a minimum possible thickness and mounted on the surface of the plate made of a semiconducting material.
EFFECT: expanded functional capabilities.
3 dwg

Description

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в устройствах автоматизации измерения деформаций металлических изделий.The invention relates to automation and computer technology and is intended for use in automation devices for measuring the deformation of metal products.

Технический результат - расширение арсенала технических средств для измерения деформаций металлических изделий.The technical result is the expansion of the arsenal of technical means for measuring the deformation of metal products.

Сущность изобретения: датчик для измерения деформаций металлических изделий, содержащий катушку индуктивности. Участки обмотки катушки индуктивности, примыкающие к концам обмотки катушки индуктивности, выполняют зигзагообразно проводом на поверхности диэлектрического материала, имеющего минимальную толщину и расположенного на поверхности пластины, выполненной из проводникового материала.The inventive sensor for measuring the deformation of metal products, containing an inductor. The sections of the winding of the inductor adjacent to the ends of the winding of the inductor are made in a zigzag fashion on a surface of a dielectric material having a minimum thickness and located on a surface of a plate made of a conductive material.

Известен емкостной датчик для измерения деформаций (см. описание к а.с. СССР №823838, кл. G01В 7/22. Емкостной датчик для измерения деформаций), который содержит неподвижные основную и дополнительные обкладки, выполненные из металла, подвижную тонкую полимерную обкладку, приклеенную к поверхности исследуемого элемента на участке АВ и имеющую на участке ВС напыленный токопроводящий слой, который образует с обкладками основной и дополнительный переменные конденсаторы.Known capacitive sensor for measuring deformation (see the description to the AS of the USSR No. 823838, class G01B 7/22. Capacitive sensor for measuring deformation), which contains a fixed main and additional plates made of metal, a movable thin polymer lining, glued to the surface of the element under study in section AB and having a sprayed conductive layer in the aircraft section, which forms the main and additional variable capacitors with the plates.

Проекция обкладки на поверхность исследуемого элемента перекрывает линию склейки и начало токопроводящего слоя. Площади проекции токопроводящего слоя подвижной обкладки на неподвижные обкладки равны между собой. К обкладкам подсоединены проводники. Поверх обкладок установлена прижимаемая к ним пластина для достижения неизменности формы паза между обкладками.The projection of the lining on the surface of the element under study overlaps the gluing line and the beginning of the conductive layer. The projection area of the conductive layer of the movable plate on the stationary plates are equal to each other. Conductors are connected to the plates. A plate pressed against them is installed on top of the plates to achieve the unchanged shape of the groove between the plates.

Работа датчика происходит следующим образом. Переходный процесс вследствие внешнего воздействия, распространяясь, приводит в движение линию склейки АВ вместе с проскальзывающим участком ВС и сечения обкладки как в продольном, так и в поперечном направлении (вследствие существования коэффициента Пуассона). Вследствие этого изменяются перекрываемая обкладкой площадь токопроводящего слоя и расстояние между подвижной и неподвижной обкладками.The operation of the sensor is as follows. The transition process due to external influences, propagating, sets in motion the gluing line AB together with the slipping section of the aircraft and the section of the lining both in the longitudinal and transverse directions (due to the existence of the Poisson's ratio). As a result of this, the area of the conductive layer covered by the plate and the distance between the movable and fixed plates change.

Емкость основного конденсатора зависит как от расстояния между обкладками, так и от перекрываемой площади токопроводящего слоя, а емкость дополнительного конденсатора зависит только от расстояния между обкладками.The capacity of the main capacitor depends both on the distance between the plates, and on the overlapped area of the conductive layer, and the capacity of the additional capacitor depends only on the distance between the plates.

Путем вычитания из показаний основного конденсатора показаний дополнительного конденсатора устраняется влияние поперечных деформаций на точность измерения продольных деформаций.By subtracting from the readings of the main capacitor the readings of the additional capacitor, the influence of transverse strains on the accuracy of measuring longitudinal strains is eliminated.

В емкостном датчике для измерения деформаций измерение деформаций происходит за счет измерения емкостей основного и дополнительного конденсаторов.In a capacitive sensor for measuring deformations, the measurement of deformations occurs by measuring the capacitances of the primary and secondary capacitors.

В предлагаемом датчике для измерения деформаций металлических изделий измерение деформаций происходит за счет изменения собственной емкости катушки индуктивности, которая является емкостью, распределенной вдоль обмотки катушки индуктивности.In the proposed sensor for measuring the deformation of metal products, the measurement of deformations occurs due to a change in the self-capacitance of the inductor, which is the capacitance distributed along the winding of the inductor.

Наиболее близким аналогом предлагаемого датчика для измерения деформаций металлических изделий является устройство, представляющее собой магнитоуправляемый тензодатчик (см. описание к а.с. СССР №712652, кл. G01В 7/24. Магнитоуправляемый тензодатчик). Магнитоуправляемый тензодатчик содержит магнитопровод замкнутой формы, который охвачен обмоткой. Участок магнитопровода предназначен для закрепления на испытуемом объекте. Магнитопровод изготовлен из магнитодиэлектрика с малым модулем упругости.The closest analogue of the proposed sensor for measuring the deformation of metal products is a device that is a magnetically-controlled strain gauge (see description to AS USSR No. 712652, class G01B 7/24. Magnetically-controlled strain gauge). The magnetically-controlled strain gauge contains a closed-circuit magnetic circuit that is covered by a winding. The magnetic circuit section is intended for fixing on the test object. The magnetic circuit is made of a magnetodielectric with a small modulus of elasticity.

Датчик работает следующим образом.The sensor operates as follows.

Для измерения деформаций датчик наклеивают на объект участком с помощью клея, обладающего малой жесткостью после высыхания, например с помощью массы того же состава, что и материала магнитопровода. Электрические выводы обмотки соединяют с измерительным прибором. При деформации объекта участок магнитопровода деформируется вместе с ним. Это вызывает изменение магнитной проницаемости материала участка магнитопровода, а также изменение индуктивности обмотки, которое и принимают за меру измеряемых деформаций.To measure the deformations, the sensor is glued onto the object with a patch using glue with low rigidity after drying, for example, using a mass of the same composition as the material of the magnetic circuit. The electrical leads of the winding are connected to a measuring device. When the object is deformed, the section of the magnetic circuit is deformed along with it. This causes a change in the magnetic permeability of the material of the magnetic circuit section, as well as a change in the inductance of the winding, which is taken as a measure of the measured strains.

В магнитоуправляемом тензодатчике мерой измеряемых деформаций является изменение магнитной проницаемости материала участка магнитопровода, а также изменение индуктивности обмотки (катушки индуктивности).In a magnetically controlled strain gauge, a measure of the measured strains is a change in the magnetic permeability of the material of the magnetic circuit section, as well as a change in the inductance of the winding (inductance coil).

В предлагаемом датчике для измерения деформаций металлических изделий измерение деформаций происходит за счет изменения собственной емкости катушки индуктивности, которая является емкостью, распределенной вдоль обмотки катушки индуктивности.In the proposed sensor for measuring the deformation of metal products, the measurement of deformations occurs due to a change in the self-capacitance of the inductor, which is the capacitance distributed along the winding of the inductor.

В качестве устройства, осуществляющего техническую реализацию предлагаемого датчика для измерения деформаций металлических изделий, может быть использовано устройство, реализующее способ измерения перемещений контролируемых объектов (см. описание к патенту РФ №2207498, кл. G01В 7/00. Способ измерения перемещений контролируемых объектов), в котором конденсатор исключают, а функцию воздействующего объекта выполняет пластина, выполненная из проводникового материала.As a device that implements the technical implementation of the proposed sensor for measuring the deformation of metal products, a device that implements a method for measuring the movements of controlled objects (see the description of the patent of the Russian Federation No. 2207498, class G01B 7/00. Method of measuring the movements of controlled objects) can be used, in which the capacitor is excluded, and the function of the acting object is performed by a plate made of a conductive material.

Устройство предлагаемого датчика для измерения деформаций металлических изделий иллюстрируется следующими фигурами:The device of the proposed sensor for measuring the deformation of metal products is illustrated by the following figures:

Фиг.1 - структурная схема датчика для измерения деформаций металлических изделий.Figure 1 is a structural diagram of a sensor for measuring the deformation of metal products.

Фиг.2 - конструкция чувствительного элемента датчика для измерения деформаций металлических изделий.Figure 2 - design of the sensor element for measuring the deformation of metal products.

Фиг.3 - разрез А-А Фиг.2.Figure 3 - section aa Figure 2.

На Фиг.1 изображена структурная схема одного из возможных вариантов технической реализации предлагаемого датчика для измерения деформаций металлических изделий.Figure 1 shows a structural diagram of one of the possible options for the technical implementation of the proposed sensor for measuring the deformation of metal products.

Указанное устройство содержит катушку индуктивности 1, обмотку 3 подкачки энергии, обмотку 4 считывания информации, выводы которой соединены с входами измерительного усилителя 5, выход которого подключен к входу компаратора 6, выход которого соединен с синхровходом делителя частоты (на Фиг.1 не показан) формирователя 7 временных интервалов, с первым входом элемента ИЛИ 8 и с синхровходом триггера 9.The specified device contains an inductor 1, a winding 3 of energy pumping, a winding 4 of information reading, the outputs of which are connected to the inputs of the measuring amplifier 5, the output of which is connected to the input of the comparator 6, the output of which is connected to the sync input of the frequency divider (not shown in Fig. 1) of the shaper 7 time intervals, with the first input of the OR element 8 and with the trigger sync input 9.

Информационный вход триггера 9 подключен к выходу ждущего мультивибратора (на Фиг.1 не показан) формирователя 7 временных интервалов, а прямой выход соединен с входом запуска измерителя 10 временных интервалов, группа информационных входов-выходов которого соединена с ЭВМ 11 через плату (на Фиг.1 не показана) IEEE 488 CARD, устанавливаемую в ЭВМ 11, и является каналом общего пользования (КОП).The information input of the trigger 9 is connected to the output of the standby multivibrator (not shown in FIG. 1) of the shaper 7 time intervals, and the direct output is connected to the start input of the meter 10 time intervals, the group of information inputs / outputs of which is connected to the computer 11 through the board (in FIG. 1 is not shown) IEEE 488 CARD, installed in the computer 11, and is a public channel (CPC).

Формирователь 7 временных интервалов через канал последовательной передачи информации RS-232C подключен к ЭВМ 11, второй вход элемента ИЛИ 8 является входом 12 запуска непрерывных незатухающих колебаний колебательного контура, а открытый коллекторный выход, подтянутый к плюсовому выводу напряжения питания через резистор (на Фиг.1 не показан), соединен с базой транзистора 13, эмиттер которого подключен к выводу "общий" питания, а коллектор подключен к первому выводу обмотки 3 подкачки энергии, второй вывод которой подключен к плюсовому выводу 14 питания.The shaper 7 time intervals through the serial communication channel RS-232C is connected to the computer 11, the second input of the OR element 8 is the input 12 of the start of continuous undamped oscillations of the oscillatory circuit, and the open collector output pulled up to the positive output of the supply voltage through the resistor (Fig. 1 not shown), connected to the base of transistor 13, the emitter of which is connected to the “common” power terminal, and the collector is connected to the first terminal of the energy pumping winding 3, the second terminal of which is connected to the positive terminal 14 p Tania.

Катушка индуктивности 1 содержит среднюю часть 15 и крайние части 2 (участки обмотки катушки индуктивности 1, примыкающие к концам обмотки катушки индуктивности 1).The inductor 1 contains the middle part 15 and the extreme parts 2 (sections of the winding of the inductor 1 adjacent to the ends of the winding of the inductor 1).

Катушка индуктивности 1 выполняет функцию колебательного контура.Inductor 1 performs the function of an oscillating circuit.

Крайние части 2 катушки индуктивности 1 выполняют зигзагообразно проводом на поверхности 19 диэлектрического материала 17 (см. Фиг.2, 3), расположенного на поверхности пластины 16.The extreme parts 2 of the inductor 1 perform a zigzag wire on the surface 19 of the dielectric material 17 (see Fig.2, 3) located on the surface of the plate 16.

Пластину 16 выполняют из того же материала, что и металлическое изделие (на Фиг.1, 2 не показано), например из углеродистой стали, и устанавливают с помощью точечной сварки на поверхность металлического изделия (на Фиг.1, 2 не показано). Деформация пластины 16 повторяет деформацию металлического изделия (на Фиг.1, 2 не показано).The plate 16 is made of the same material as the metal product (not shown in FIGS. 1, 2), for example, carbon steel, and is installed by spot welding on the surface of the metal product (not shown in FIGS. 1, 2). The deformation of the plate 16 repeats the deformation of a metal product (not shown in FIGS. 1, 2).

Диэлектрический материал 17 может быть выполнен из стеклоцемента.The dielectric material 17 may be made of glass cement.

Печатные проводники крайних частей 2 катушки индуктивности 1, расположенные на поверхности 19 диэлектрического материала 17, покрывают сверху слоем защитного диэлектрического покрытия (на Фиг.2, 3 не показано), например стеклоцемента.The printed conductors of the extreme parts 2 of the inductor 1 located on the surface 19 of the dielectric material 17 are coated on top with a layer of a protective dielectric coating (not shown in FIGS. 2, 3), for example, glass cement.

Среднюю часть 15 катушки индуктивности 1, катушку 3 подкачки энергии (на Фиг.2 не показана) и катушку 4 считывания информации (на Фиг.2 не показана) выполняют одна над другой путем намотки эмалированного провода на цилиндрический каркас 18 (см. Фиг.2), выполненный из полимерного материала.The middle part 15 of the inductor 1, the energy pumping coil 3 (not shown in FIG. 2) and the information reading coil 4 (not shown in FIG. 2) are performed one above the other by winding the enameled wire onto the cylindrical frame 18 (see FIG. 2 ) made of a polymer material.

Среднюю часть 15 катушки индуктивности 1 и крайние части 2 катушки индуктивности 1 электрически соединяют между собой.The middle part 15 of the inductor 1 and the extreme parts 2 of the inductor 1 are electrically connected to each other.

Измерительный усилитель 5 известен из кн. Кофман Р., Дрискол Ф. Операционные усилители и линейные интегральные схемы. - М.: Мир, 1979, с.148 и может быть выполнен на стандартных операционных усилителях типа КР544УД2. Компаратор 6 может быть выполнен на КР554САЗ, а триггер 9, элемент ИЛИ 8 и транзистор 13 соответственно на К555ТМ2, К555ЛЕ1 и КТ3102.Measuring amplifier 5 is known from the book. Kofman R., Driskol F. Operational Amplifiers and Linear Integrated Circuits. - M .: Mir, 1979, p.148 and can be performed on standard operational amplifiers of the type KR544UD2. The comparator 6 can be performed on KP554SAZ, and the trigger 9, the element OR 8 and the transistor 13, respectively, K555TM2, K555LE1 and KT3102.

В качестве формирователя 7 временных интервалов может быть использован многоканальный программируемый генератор импульсов (см. описание изобретения к патенту СССР №1757085, кл. Н03К 3/64. Многоканальный программируемый генератор импульсов). При этом все связи генератора 11 и синхровходы таймеров 14 (см. чертеж к описанию патента №1757085) разрывают. Один из трех таймеров 14-1 включают в режим делителя частоты. Его вход синхронизации используют в устройстве, реализующем способ, в качестве синхровхода формирователя 7 временных интервалов, а выход, входящий в группу 33-1 выходов, соединяют с синхровходом одного из таймеров 14-2, включенного в режим ждущего мультивибратора, выход ждущего мультивибратора, входящего в группу выходов 33-2, используют в качестве выхода формирователя 7 временных интервалов.As a shaper of 7 time intervals, a multichannel programmable pulse generator can be used (see the description of the invention to USSR patent No. 1757085, class Н03К 3/64. Multichannel programmable pulse generator). Moreover, all the connections of the generator 11 and the clock inputs of the timers 14 (see the drawing for the description of patent No. 1757085) are broken. One of the three timers 14-1 include in the frequency divider mode. Its synchronization input is used in a device that implements the method as a synchroinput of the shaper 7 time intervals, and the output included in the group of 33-1 outputs is connected to the synchroin of one of the timers 14-2, included in the standby multivibrator mode, the output of the standby multivibrator incoming in the group of outputs 33-2, 7 timeslots are used as the output of the shaper.

Подробное описание работы таймеров 14-1, 14-2,... 14-N и параметры функционирования в режимах делителя частоты и ждущего мультивибратора описаны в кн. под редакцией Шахнова В.А. Справочник. Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем. Т.1. - М.: Радио и связь, 1988, с.76-82.A detailed description of the operation of the timers 14-1, 14-2, ... 14-N and the operating parameters in the frequency divider and standby multivibrator modes are described in book. edited by Shakhnov V.A. Directory. Microprocessors and microprocessor sets of integrated circuits. T.1. - M.: Radio and Communications, 1988, p. 76-82.

В качестве измерителя временных интервалов выбран прибор И2-24, описанный в кн. под редакцией Кузнецова В.А. Справочник. Измерения в электронике. - М.: Энергоатомиздат, 1987, с.351. ЭВМ 11 может быть типа IBM PC.The device I2-24, described in the book, was selected as a time interval meter. edited by V.A. Kuznetsov Directory. Measurements in electronics. - M .: Energoatomizdat, 1987, p. 351. The computer 11 may be of the type IBM PC.

Работу устройства осуществляют следующим образом.The operation of the device is as follows.

После включения питания программа ЭВМ 11 устанавливает в соответствии с описанием изобретения к патенту СССР №1757085 режимы работы таймеров 14-1, 14-2 (на Фиг.1 не показаны) формирователя 7 временных интервалов. Канал 0 таймера 14-1 (на Фиг.1 не показан) устанавливают в режим 2 - делителя частоты. Канал 0 таймера 14-2 (на Фиг.1 не показан) устанавливают в режим 1 - ждущего мультивибратора. При этом выходы этих каналов устанавливаются в единичное состояние. Таким образом, на информационном входе триггера 9 устанавливают уровень логической единицы. На входы выборки таймеров 14-1 и 14-2 (на Фиг.1 не показаны) подаются уровни логического нуля, которые запрещают работу таймеров. Измеритель 10 временных интервалов через канал общего пользования с помощью ЭВМ 11 устанавливают в режим измерения длительности импульса.After turning on the power, the computer program 11 sets, in accordance with the description of the invention to the USSR patent No. 1757085, the operating modes of the timers 14-1, 14-2 (not shown in FIG. 1) of the shaper 7 time intervals. Channel 0 of the timer 14-1 (not shown in FIG. 1) is set to mode 2 — a frequency divider. Channel 0 of the timer 14-2 (not shown in FIG. 1) is set to mode 1 of the standby multivibrator. In this case, the outputs of these channels are set to a single state. Thus, at the information input of the trigger 9 set the level of the logical unit. The inputs of the sample timers 14-1 and 14-2 (not shown in Fig. 1) are fed with logical zero levels that prohibit the operation of timers. The meter 10 time intervals through a public channel using a computer 11 is installed in the mode of measuring the pulse duration.

Затем на вход 12 запуска и далее на второй вход элемента ИЛИ 8 подают единичный импульс, например, с параллельного канала (на Фиг.1 не показан) ЭВМ 11, или с помощью кнопки и временной задержки. На базу транзистора 13 поступает положительный импульс, который открывает транзистор 13, и через обмотку 3 подкачки энергии начинает протекать ток, который наводит ЭДС - электродвижущую силу индукции в колебательном контуре, в котором возникают электромагнитные колебания.Then, a single pulse is applied to the trigger input 12 and then to the second input of the OR element 8, for example, from a parallel channel (not shown in FIG. 1) of the computer 11, or by means of the button and time delay. A positive pulse arrives at the base of the transistor 13, which opens the transistor 13, and a current begins to flow through the energy pumping coil 3, which induces an EMF, an electromotive force of induction in the oscillatory circuit, in which electromagnetic oscillations occur.

При деформации металлического изделия (на Фиг.1, 2 не показано) происходит деформация пластины 16, растягивающее или сжимающее напряжение действует на диэлектрический материал 17 (изменяется толщина диэлектрического материала 17) и крайние части 2 катушки индуктивности 1 (изменяется площадь перекрытия крайних частей 2 катушки индуктивности 1 и пластины 16, выполненной из проводникового материала (изменяются две последовательно соединенные емкости между крайними частями 2 катушки индуктивности 1)).When a metal product is deformed (not shown in FIGS. 1, 2), the plate 16 deforms, tensile or compressive stress acts on the dielectric material 17 (the thickness of the dielectric material 17 changes) and the extreme parts 2 of the inductor 1 (the overlap area of the extreme parts 2 of the coil changes inductance 1 and plate 16 made of a conductive material (two capacitively connected capacitances between the extreme parts 2 of the inductance coil 1 are changed)).

В результате изменяется собственная емкость катушки индуктивности 1, которая является емкостью, распределенной вдоль обмотки катушки индуктивности 1, путем изменения емкостной связи, емкости, между крайними частями 2 катушки индуктивности 1, емкость и частота колебаний колебательного контура.As a result, the intrinsic capacitance of the inductor 1, which is the capacitance distributed along the winding of the inductor 1, is changed by changing the capacitive coupling, the capacitance, between the extreme parts 2 of the inductor 1, the capacitance and frequency of oscillation of the oscillatory circuit.

Катушка индуктивности 1 может быть выполнена таким образом, чтобы индуктивность средней части 15 катушки индуктивности 1 была намного больше, чем индуктивность крайних частей 2 катушки индуктивности 1. В этом случае изменение частоты колебаний колебательного контура при деформации пластины 16, определяется изменением собственной емкости катушки индуктивности 1, которая является емкостью, распределенной вдоль обмотки катушки индуктивности 1.The inductor 1 can be made so that the inductance of the middle part 15 of the inductor 1 is much larger than the inductance of the extreme parts 2 of the inductor 1. In this case, the change in the frequency of oscillation of the oscillatory circuit during deformation of the plate 16 is determined by the change in the intrinsic capacitance of the inductor 1 , which is the capacitance distributed along the winding of the inductor 1.

Частоту резонансных колебаний колебательного контура измеряют путем снятия информации с катушки 4 считывания информации. Выводы катушки 4 считывания подключены к прямым входам измерительного усилителя 5, который усиливает сигнал. Затем сигнал с выхода измерительного усилителя 5 поступает на прямой вход компаратора 6, на инверсный вход которого подают опорное напряжение. С выхода компаратора 6 положительные сигналы прямоугольной формы поступают на первый вход элемента ИЛИ 8 (на второй вход элемента ИЛИ 8 в это время подают уровень логического нуля), синхровход формирователя 7 временных интервалов и на синхровход триггера 9. С выхода элемента ИЛИ 8 прямоугольные импульсы поступают на базу транзистора 13, при открывании которого через катушку 3 подкачки энергии течет ток, при изменении которого в колебательном контуре возникает ЭДС индукции, под действием которой в колебательном контуре возникают токи, согласные с направлением тока в катушке индуктивности 1 в каждый полупериод колебаний колебательного контура. Причем в положительный полупериод колебаний в колебательном контуре происходит подкачка энергии во время увеличения тока в катушке 3 подкачки энергии, а в отрицательный полупериод колебаний подкачка энергии происходит во время уменьшения тока в катушке 3 подкачки энергии, поскольку передача энергии происходит в моменты изменения тока в катушке 3 подкачки энергии.The frequency of the resonant oscillations of the oscillatory circuit is measured by taking information from the coil 4 of the read information. The terminals of the read coil 4 are connected to the direct inputs of the measuring amplifier 5, which amplifies the signal. Then the signal from the output of the measuring amplifier 5 is fed to the direct input of the comparator 6, to the inverse input of which a reference voltage is supplied. From the output of the comparator 6, positive rectangular signals are fed to the first input of the OR 8 element (a logic zero level is being sent to the second input of the OR 8 element at this time), the clock input of the driver 7 time intervals and to the sync input of the trigger 9. From the output of the OR 8 element, rectangular pulses arrive to the base of the transistor 13, upon opening of which a current flows through the energy pumping coil 3, upon changing which an induction emf arises in the oscillating circuit, under the action of which currents appear in the oscillating circuit, with the direction of the current in the inductor 1 in each half-cycle of the oscillation of the oscillatory circuit. Moreover, in the positive half-cycle of oscillations in the oscillatory circuit, energy is pumped during an increase in current in the energy pumping coil 3, and in the negative half-cycle of oscillations, energy is pumped during a decrease in current in the energy-pumping coil 3, since energy transfer occurs at the moment of change in current in the coil 3 paging energy.

Таким образом в колебательном контуре возбуждают непрерывные незатухающие резонансные колебания с подкачкой энергии в определенные моменты времени, увеличивают в эти моменты амплитуду колебаний, преобразуют эти колебания в цифровую форму и определяют частоту колебаний колебательного контура.Thus, continuous undamped resonant vibrations with energy pumping at certain points in time are excited in the oscillatory circuit, the amplitude of oscillations is increased at these moments, these oscillations are converted into digital form and the oscillation frequency of the oscillatory circuit is determined.

Далее программа ЭВМ 11 подает с блока запуска (на Фиг.1 не показан) на входы разрешения таймеров 14-1, 14-2 (на Фиг.1 не показаны) уровни логической единицы и разрешает их работу. При этом один из таймеров группы 14-1 (на Фиг.1 не показаны), установленный в режим делителя частоты, начинает делить входную частоту, поступающую с выхода компаратора 6 на синхровход формирователя 7 временных интервалов, на число n, установленное с помощью программы ЭВМ в счетчик канала 0 таймера (на Фиг.1 не показан). На выходе этого таймера (на Фиг.1 не показан) по окончании счета каждый раз вырабатывается отрицательный импульс, длительность которого равна длительности периода частоты входного сигнала, поступающего с выхода компаратора 6. С выхода делителя (на Фиг.1 не показан) частоты сигнал поступает на вход синхронизации таймера группы таймеров 14-2 (на Фиг.1 не показаны) формирователя 7 временных интервалов, который работает в режиме ждущего мультивибратора, и по отрицательному перепаду входного импульса запускает ждущий мультивибратор (на Фиг.1 не показан), выход которого устанавливается в уровень логического нуля. Этот логический нуль поступает на информационный вход триггера 9, который по положительному фронту импульса, поступающего с выхода компаратора 6, устанавливается в нулевое состояние и формирует начало временного интервала, который начинает измерять измеритель 10 временных интервалов. Ждущий мультивибратор (на Фиг.1 не показан) формирователя 7 временных интервалов декрементирует записанное в его счетчик число (отсчитывает число поступающих на его синхровход отрицательных импульсов с выхода делителя (на Фиг.1 не показан) частоты) и по поступлении заданного числа импульсов устанавливает свой выход в уровень логической единицы. При этом по первому положительному перепаду импульса, поступающего с выхода компаратора 6 на синхровход триггера 9, триггер 9 устанавливается в единичное состояние и формирует закрытие измерения временного интервала для измерителя 10 временного интервала. Триггер 9 необходим для того, чтобы устранить влияние временных задержек переключения по фронтам при срабатывании счетчиков (на Фиг.1 не показаны) формирователя 7 временных интервалов. Сформированный триггером 9 и измеренный измерителем 10 временных интервалов временной интервал считывают через канал общего пользования с помощью программ ЭВМ 11 и определяют величину частоты колебаний в колебательном контуре путем измерения интервала времени, в который укладывается заданное число периодов колебаний колебательного контура.Next, the computer program 11 supplies from the start block (not shown in FIG. 1) to the enable inputs of the timers 14-1, 14-2 (not shown in FIG. 1) the logic unit levels and allows their operation. In this case, one of the timers of group 14-1 (not shown in FIG. 1), set to the frequency divider mode, starts dividing the input frequency coming from the output of the comparator 6 to the sync input of the shaper 7 time intervals by the number n set using the computer program in the channel counter 0 timer (not shown in Fig.1). At the output of this timer (not shown in FIG. 1), at the end of the count, a negative pulse is generated each time, the duration of which is equal to the length of the frequency period of the input signal coming from the output of the comparator 6. From the output of the frequency divider (not shown in FIG. 1), the signal arrives to the synchronization input of the timer of the group of timers 14-2 (not shown in FIG. 1) of the time slot generator 7, which operates in the standby multivibrator mode, and starts the waiting multivibrator due to the negative input pulse difference (in Fig. 1 azan), the output of which is set to the level of logical zero. This logical zero is fed to the information input of trigger 9, which, on the positive edge of the pulse coming from the output of comparator 6, is set to zero and forms the beginning of a time interval, which begins to measure 10 time intervals. The waiting multivibrator (not shown in FIG. 1) of the shaper 7 time intervals decrements the number recorded in its counter (counts the number of negative pulses arriving at its sync input from the output of the divider (not shown in FIG. 1) frequencies) and, upon receipt of a given number of pulses, sets its exit to the level of a logical unit. In this case, according to the first positive differential pulse coming from the output of the comparator 6 to the trigger input of trigger 9, trigger 9 is set to a single state and forms a closure of the measurement of the time interval for the meter 10 time interval. The trigger 9 is necessary in order to eliminate the influence of the time delays of switching along the edges when the counters are triggered (not shown in FIG. 1) of the shaper 7 time intervals. Formed by the trigger 9 and measured by the meter 10 time intervals, the time interval is read through the public channel using computer programs 11 and the magnitude of the frequency of oscillations in the oscillatory circuit is determined by measuring the time interval in which a predetermined number of oscillation period of the oscillatory circuit fits.

Затем с помощью программы ЭВМ 11 определяют величину деформации металлического изделия (пластины 16), для чего функциональную зависимость между частотой колебаний колебательного контура и деформацией пластины 16 хранят в памяти ЭВМ 11.Then, using the computer program 11, the amount of deformation of the metal product (plate 16) is determined, for which the functional relationship between the vibration frequency of the oscillatory circuit and the deformation of the plate 16 is stored in the memory of the computer 11.

Claims (1)

Датчик для измерения деформаций металлических изделий, содержащий катушку индуктивности, отличающийся тем, что участки обмотки катушки индуктивности, примыкающие к концам обмотки катушки индуктивности, выполняют зигзагообразно проводом на поверхности диэлектрического материала, имеющего минимальную толщину и расположенного на поверхности пластины, выполненной из проводникового материала.A sensor for measuring the deformation of metal products containing an inductor, characterized in that the sections of the winding of the inductor adjacent to the ends of the winding of the inductor are zigzag on a surface of a dielectric material having a minimum thickness and located on a surface of a plate made of a conductive material.
RU2006121868/28A 2006-06-19 2006-06-19 Pickup for measuring deformation of metallic articles RU2312305C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006121868/28A RU2312305C1 (en) 2006-06-19 2006-06-19 Pickup for measuring deformation of metallic articles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006121868/28A RU2312305C1 (en) 2006-06-19 2006-06-19 Pickup for measuring deformation of metallic articles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2312305C1 true RU2312305C1 (en) 2007-12-10

Family

ID=38903935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006121868/28A RU2312305C1 (en) 2006-06-19 2006-06-19 Pickup for measuring deformation of metallic articles

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2312305C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI313538B (en) Displacement detection apparatus
USRE30183E (en) Radio-frequency tuned-circuit microdisplacement transducer
GB1559631A (en) Straimstress detecting system
JPS6093312A (en) Capacity type measuring machine of displacement
US6369563B1 (en) Method for high resolution measurement of a position
CN102508034B (en) Method and device for measuring parameters of micro solid gyroscope equivalent circuit
JP5711368B2 (en) Magnetic field detection method and magnetic field detection circuit
RU2312305C1 (en) Pickup for measuring deformation of metallic articles
RU2323411C1 (en) Sensor for measurement of deformations of controlled objects
JPH08122362A (en) Capacitive acceleration sensor
RU2207498C1 (en) Method for measuring movements of controlled objects
US20030193843A1 (en) Method for high resolution measurement of a position
JPH1194726A (en) Tuning fork-type piezoelectric vibrator
EP0241913A2 (en) Method and circuitry for detecting signals of capacitance type transducers for measuring positions
EP0885373B1 (en) Method for high resolution measurement of a time period
Tian et al. The research of a frequency-modulated displacement sensor
Xu et al. Design and analysis of an eddy current displacement sensor with extended linear range
JP2009026767A (en) Static capacitance sensor component, object mounting body, semiconductor manufacturing device, and liquid crystal display element manufacturing device
JP3946827B2 (en) Proximity detector
Zini et al. Electronic technique and system for non-contact reading of temperature sensors based on piezoelectric MEMS resonators
RU2163358C2 (en) Temperature measuring method
JP2002071770A (en) Magnetic field detector
WO2008054245A1 (en) Pressure sensor
JPH08297003A (en) Shift-measuring method and shift-measuring apparatus used in the method
SU662823A1 (en) Temperature measuring device

Legal Events

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

Effective date: 20080620