RU2452917C1 - Индуктивный измерительный преобразователь - Google Patents
Индуктивный измерительный преобразователь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2452917C1 RU2452917C1 RU2010139053/28A RU2010139053A RU2452917C1 RU 2452917 C1 RU2452917 C1 RU 2452917C1 RU 2010139053/28 A RU2010139053/28 A RU 2010139053/28A RU 2010139053 A RU2010139053 A RU 2010139053A RU 2452917 C1 RU2452917 C1 RU 2452917C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- phase
- differential
- input
- converters
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике. Сущность: индуктивный измерительный преобразователь содержит первичный индуктивный дифференциальный преобразователь, генератор синусоидальных колебаний, дифференциальный усилитель, фазовращатель, синхронный демодулятор, суммирующий усилитель, преобразователи индуктивности в фазу и компаратор. Выход генератора соединен с входами преобразователей индуктивности в фазу. Параметрические входы преобразователей соединены с одними концами катушек первичного индуктивного дифференциального преобразователя. Противоположные концы соединены с общим проводом. Выходы преобразователей соединены со входами дифференциального и суммирующего усилителей. Выход суммирующего усилителя соединен со входом фазовращателя. Выход фазовращателя соединен со входом компаратора. Выход компаратора соединен с опорным входом синхронного демодулятора. Вход синхронного демодулятора соединен с выходом дифференциального усилителя. Выходной сигнал снимается с выхода синхронного демодулятора. Технический результат: снижение нелинейности функции преобразования первичного индуктивного преобразователя при высокой стабильности преобразования из-за отсутствия эффекта амплитудно-фазовой конверсии, а также повышение чувствительности без снижения отношения сигнал/шум. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных и угловых перемещений, основная область применения - измерительные устройства гальванометрических сканаторов и устройств перемещения с обратной связью.
Известен измерительный преобразователь индуктивного типа [1], содержащий первичный индуктивный дифференциальный преобразователь, генератор синусоидальных колебаний и вторичный фазовый преобразователь. Данное решение позволяет эффективно линеаризовать функцию преобразования датчика, но не обеспечивает выходной сигнал в виде напряжения постоянного тока.
Наиболее близким по числу общих признаков и решаемой задаче является измерительный преобразователь, содержащий первичный индуктивный дифференциальный преобразователь, генератор синусоидальных колебаний, дифференциальный усилитель, фазовращатель и синхронный демодулятор [2]. Обе катушки первичного преобразователя подключены к генератору синусоидальных колебаний и к входу дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом синхронного демодулятора, опорный вход которого через фазовращатель соединен с генератором синусоидальных колебаний. Данное решение не позволяет получить необходимую величину нелинейности функции преобразования при относительно малых размерах первичного преобразователя.
Задача изобретения - повышение точности преобразования входного перемещения индуктивного первичного преобразователя дифференциального типа в напряжение постоянного тока путем преобразования индуктивности индуктивного первичного преобразователя дифференциального типа в разность фаз синусоидального напряжения с последующим преобразованием разности фаз в напряжение постоянного тока при обеспечении низкого значения нелинейности функции преобразования для малых размеров первичного преобразователя, повышение чувствительности, а также обеспечения возможности автоматического режима настройки преобразователя.
Сущность настоящего изобретения состоит в том, что в него введены (фиг.1) преобразователи индуктивности в фазу 3 и 4, суммирующий усилитель 6 и компаратор 8, выход генератора синусоидальных колебаний соединен с входами (контакт [1]) преобразователей индуктивности в фазу, к параметрическим входам (контакт [2]) которых подсоединены одни концы катушек первичного индуктивного дифференциального преобразователя, противоположные концы которого соединены с общим проводом, выходы преобразователей индуктивности в фазу соединены со входами дифференциального 5 и суммирующего усилителей, выход суммирующего усилителя соединен со входом фазовращателя 9, выход которого соединен со входом компаратора, а его выход - с опорным входом синхронного демодулятора 7, вход синхронного демодулятора соединен с выходом дифференциального усилителя, выходной сигнал снимается с выхода синхронного демодулятора.
Емкости С1 и С2 выполнены в виде эквивалентов переменных емкостей перестраиваемых с помощью резисторов R7 (фиг.2) [3].
Резисторы R3, R6 (фиг.1) и R7 (фиг.2) выполнены в виде цифровых потенциометров.
На фиг.1 представлена функциональная схема индуктивного измерительного преобразователя. Схема содержит первичный индуктивный преобразователь 1, генератор синусоидальных колебаний 2, преобразователи индуктивности в фазу 3 и 4, дифференциальный усилитель 5, суммирующий усилитель 6, синхронный демодулятор 7, компаратор 8 и фазовращатель 9.
На фиг.2 представлена схема эквивалента переменной емкости, выполненной на ОУ, перестраиваемой потенциометром R7.
Устройство выполнено следующим образом.
Одни концы катушек первичного индуктивного дифференциального преобразователя соединены с параметрическим входом (контакт [2]) преобразователей индуктивности в фазу, другие концы первичного индуктивного дифференциального преобразователя соединены с общим проводом, емкости С1 и С2, которых выполнены в виде эквивалента переменной емкости, представленной на фиг.2. Входы (контакт [1]) преобразователей индуктивности в фазу соединены с генератором синусоидальных колебаний. Выходы преобразователей индуктивности в фазу (контакт [3]) соединены с входами дифференциального усилителя и суммирующего усилителя. Выход дифференциального усилителя соединен с входом синхронного демодулятора, а выход суммирующего усилителя - с входом фазовращателя, выход фазовращателя соединен с входом компаратора, выход которого соединен с опорным входом синхронного демодулятора, выходной сигнал индуктивного измерительного преобразователя снимается с выхода синхронного демодулятора.
Резисторы R3, R6 преобразователей индуктивности в фазу и резистор R7 эквивалента переменной емкости выполнены в виде цифровых потенциометров, для обеспечения режима автоматической настройки индуктивного измерительного преобразователя.
Работает устройство следующим образом.
При изменении индуктивности катушек первичного индуктивного дифференциального преобразователя 1 фазы сигналов на выходах преобразователей индуктивности в фазу 3 и 4 сдвигаются в противоположных направлениях по отношению к фазе генератора 2. При вычитании этих сигналов дифференциальным усилителем 5 на его выходе формируется сигнал синусоидальной формы, амплитуда которого пропорциональна перемещению подвижной части первичного индуктивного дифференциального преобразователя 1. Этот сигнал демодулируется синхронным демодулятором 7 по опорному сигналу, полученному суммированием выходных сигналов преобразователей индуктивности в фазу суммирующим усилителем 6, сдвинутым по фазе фазовращателем 9 и преобразованным в меандр компаратором 8.
Предложенное решение позволяет существенно снизить нелинейность функции преобразования первичного индуктивного преобразователя дифференциального типа при получении выходного сигнала индуктивного измерительного преобразователя в виде напряжения постоянного тока при высокой стабильности преобразования из-за отсутствия эффекта амплитудно-фазовой конверсии [4], а также повысить чувствительность без снижения отношения сигнал/шум. Расчет по модели и эксперимент показывают, что для одного и того же первичного индуктивного преобразователя дифференциального типа по сравнению с амплитудным типом преобразования [2], имеющим нелинейность функции преобразования 1% предложенное решение позволяет получить нелинейность функции преобразования 0.1% и чувствительность выше в более чем в 4 раза.
Литература
1. Патент №RU 1747869, «Дифференциальный индуктивный датчик микроперемещений», Нестерук И.Н., приоритет от 31.01.1990, опубликовано 15.07.1992.
2. Ж.Аш с соавторами. Датчики измерительных систем, книга 1. Москва «Мир», 1992, стр.367, рис.7.16.
3. Горшков Б.И., Радио-электронные устройста, Москва «Радио и связь», 1985, стр.84-85.
4. А.М.Фиштейн. Ключевые фазометрические преобразователи. Новосибирск «Наука», Сибирское отделение, 1985, стр.15-16.
Claims (4)
1. Индуктивный измерительный преобразователь, содержащий первичный индуктивный дифференциальный преобразователь, генератор синусоидальных колебаний, дифференциальный усилитель, фазовращатель и синхронный демодулятор, отличающийся тем, что в него введены преобразователи индуктивности в фазу, суммирующий усилитель и компаратор, выход генератора синусоидальных колебаний соединен с входами преобразователей индуктивности в фазу, к параметрическим входам которых соединены одни концы катушек первичного индуктивного дифференциального преобразователя, противоположные концы которого соединены с общим проводом, выходы преобразователей индуктивности в фазу соединены со входами дифференциального и суммирующего усилителей, выход суммирующего усилителя соединен со входом фазовращателя, выход которого соединен со входом компаратора, а его выход - с опорным входом синхронного демодулятора, вход синхронного демодулятора соединен с выходом дифференциального усилителя, выходной сигнал снимается с выхода синхронного демодулятора.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что конденсаторы преобразователей индуктивности в фазу выполнены в виде эквивалентов переменных емкостей, перестраиваемых с помощью потенциометров.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что резисторы преобразователей индуктивности в фазу выполнены в виде цифровых программируемых резисторов.
4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что переменный резистор эквивалента переменной емкости выполнен в виде цифрового программируемого резистора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010139053/28A RU2452917C1 (ru) | 2010-09-23 | 2010-09-23 | Индуктивный измерительный преобразователь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010139053/28A RU2452917C1 (ru) | 2010-09-23 | 2010-09-23 | Индуктивный измерительный преобразователь |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010139053A RU2010139053A (ru) | 2012-03-27 |
RU2452917C1 true RU2452917C1 (ru) | 2012-06-10 |
Family
ID=46030584
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010139053/28A RU2452917C1 (ru) | 2010-09-23 | 2010-09-23 | Индуктивный измерительный преобразователь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2452917C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111412826A (zh) * | 2020-04-09 | 2020-07-14 | 华中科技大学 | 一种基于幅相检测技术的双螺旋线管差动式电感传感器 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1747869A1 (ru) * | 1990-01-31 | 1992-07-15 | Институт Спектроскопии Ан Ссср | Дифференциальный индуктивный датчик микроперемещений |
EP0476075B1 (de) * | 1990-04-04 | 1995-11-02 | Robert Bosch Gmbh | Auswerteschaltung für einen differentialdrossel-weggeber und anwendung einer solchen schaltung |
EP0795738B1 (en) * | 1996-03-16 | 2001-10-24 | Atsutoshi Goto | Induction-type linear position detector device |
RU2194242C2 (ru) * | 2000-12-21 | 2002-12-10 | Государственный научный центр Научно-исследовательский институт атомных реакторов | Устройство формирования выходного сигнала индуктивного дифференциального измерительного преобразователя |
RU2208762C1 (ru) * | 2001-12-03 | 2003-07-20 | ФГУП "НИИ физических измерений" | Амплитудно-фазовый трансформаторный датчик перемещений с фазовым выходом |
-
2010
- 2010-09-23 RU RU2010139053/28A patent/RU2452917C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1747869A1 (ru) * | 1990-01-31 | 1992-07-15 | Институт Спектроскопии Ан Ссср | Дифференциальный индуктивный датчик микроперемещений |
EP0476075B1 (de) * | 1990-04-04 | 1995-11-02 | Robert Bosch Gmbh | Auswerteschaltung für einen differentialdrossel-weggeber und anwendung einer solchen schaltung |
EP0795738B1 (en) * | 1996-03-16 | 2001-10-24 | Atsutoshi Goto | Induction-type linear position detector device |
RU2194242C2 (ru) * | 2000-12-21 | 2002-12-10 | Государственный научный центр Научно-исследовательский институт атомных реакторов | Устройство формирования выходного сигнала индуктивного дифференциального измерительного преобразователя |
RU2208762C1 (ru) * | 2001-12-03 | 2003-07-20 | ФГУП "НИИ физических измерений" | Амплитудно-фазовый трансформаторный датчик перемещений с фазовым выходом |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111412826A (zh) * | 2020-04-09 | 2020-07-14 | 华中科技大学 | 一种基于幅相检测技术的双螺旋线管差动式电感传感器 |
CN111412826B (zh) * | 2020-04-09 | 2021-07-27 | 华中科技大学 | 一种基于幅相检测技术的双螺旋线管差动式电感传感器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010139053A (ru) | 2012-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5385490B1 (ja) | ホール起電力信号検出回路及びその電流センサ | |
US8219331B2 (en) | Electronic device and method for evaluating a variable capacitance | |
US20110012618A1 (en) | Method and apparatus for sensing capacitance value and converting it into digital format | |
JP2012516444A5 (ru) | ||
RU2400761C1 (ru) | Устройство для измерения ускорений | |
RU2452917C1 (ru) | Индуктивный измерительный преобразователь | |
CN101764588A (zh) | 滤波电路和通信设备 | |
Mohan et al. | Digital converter for differential capacitive sensors | |
CN109917185B (zh) | 一种基于谐振频率测量的电容传感器及其工作方法及应用 | |
US9071260B2 (en) | Method and related device for generating a digital output signal corresponding to an analog input signal | |
JPH04145303A (ja) | 角度位置および軸線方向の位置を同時に検知する方法および装置 | |
US11093081B2 (en) | Detection circuit and electronic device | |
KR101012740B1 (ko) | 레졸버 디지털 변환장치 및 이를 이용한 위치 측정 장치 | |
Bruschi et al. | A low-power capacitance to pulse width converter for MEMS interfacing | |
CN114513251B (zh) | 一种基于双混频的连续相位测量方法 | |
Rahal et al. | An ASIC front end for planar high-frequency contactless inductive position sensors | |
RU2308145C2 (ru) | Антенно-согласующее устройство | |
KR20090102012A (ko) | 인덕턴스방식 광각 앵글센서의 신호처리기 및 신호처리방법 | |
JP4942621B2 (ja) | インピーダンス測定装置、及び検出方法 | |
RU2675405C1 (ru) | Способ косвенного измерения при помощи дифференциального датчика и устройство для его реализации | |
CN113287027A (zh) | 一种电容检测电路、触控装置、终端设备和电容检测方法 | |
JP4963090B2 (ja) | 利得位相校正装置 | |
KR20080000258A (ko) | 에이직을 이용한 lvdt 신호변환기 | |
CN110824250A (zh) | 一种测量大频率范围内电感l和esr的装置 | |
Petchmaneelumka et al. | Simple LVDT signal to DC converter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150924 |