RU2474786C1 - Индуктивный датчик перемещений - Google Patents
Индуктивный датчик перемещений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2474786C1 RU2474786C1 RU2011130094/28A RU2011130094A RU2474786C1 RU 2474786 C1 RU2474786 C1 RU 2474786C1 RU 2011130094/28 A RU2011130094/28 A RU 2011130094/28A RU 2011130094 A RU2011130094 A RU 2011130094A RU 2474786 C1 RU2474786 C1 RU 2474786C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coil
- emf
- generator
- amplitude
- sensor
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения взаимных перемещений различных объектов, в том числе отдельных участков деформируемых тел. Сущность: индуктивный датчик содержит индукционную катушку, ферромагнитный сердечник, генератор прямоугольных импульсов, генератор стабильного тока, амплитудный детектор, устройство индикации. Генератор прямоугольных импульсов является задающим элементом амплитуды и рабочей частоты датчика. Он обеспечивает работу генератора стабильного тока, необходимого для поддержания неизменного (фиксированного) ударного тока, поступающего на индукционную катушку. Стабильный ударный ток обеспечивает накачку энергией индукционную катушку во время активной фазы генератора тока. ЭДС индукции в виде импульсов поступает на амплитудный детектор, который их интегрирует и обеспечивает получение на выходе однополярного напряжения с амплитудой, пропорциональной величине ЭДС в текущий момент времени. Величина ЭДС прямо пропорциональна индуктивности катушки, которая определяется относительным положением ферромагнитного сердечника и катушки. Технический результат: улучшение чувствительности, помехозащищенности, термостабильности, увеличение базы измерения, возможность подключения выхода датчика к широкому классу регистрирующих приборов, расширение функциональных возможностей. 1 ил.
Description
изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения взаимных перемещений различных объектов, в том числе отдельных участков деформируемых тел.
Известен индуктивный датчик положения, содержащий два диода, ферромагнитный сердечник с двумя катушками, образующими два плеча моста переменного тока (авт. свид. СССР 357473, МПК G01D 5/20, 1972). При перемещении сердечника относительно катушек их индуктивности изменяются, и на выходе устройства появляется сигнал, пропорциональный перемещению сердечника. Недостатком известного устройства является сложность конструкции (две взаимосвязанные катушки и сердечник), малый уровень выходного напряжения, требующий дополнительного усиления, низкая помехозащищенность и низкая температурная стабильность.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является индуктивный датчик перемещений, содержащий катушку индуктивности и сердечник, устанавливаемые на взаимно перемещающиеся объекты, генератор переменного напряжения, два диода и конденсатор (патент на изобретение RU 2221988, МПК G01В 7/14, 2004 - прототип). При перемещении сердечника относительно катушки индуктивность последней изменяется, и на выходе устройства появляется сигнал, пропорциональный перемещению сердечника.
Недостатком известного устройства является низкий уровень выходного напряжения, обусловленный тем, что измерительная система индуктивного датчика построена на методе измерения индуктивного сопротивления катушки. Это требует дополнительного усиления выходного сигнала, что приводит к низкой помехозащищенности и температурной нестабильности.
Предлагаемое изобретение направлено на улучшение чувствительности датчика, увеличение базы измерения (расстояния между взаимно перемещаемыми объектами), улучшение помехозащищенности и термостабильности датчика, на расширение возможности подключения выхода датчика к широкому классу регистрирующих приборов, в том числе и к компьютеру через АЦП, на расширение функциональных возможностей, заключающихся в том, что датчик может быть использован не только для статических и медленно протекающих процессов, но и динамических до частоты не более 30 Герц.
Данный результат достигается тем, что индуктивный датчик перемещений, содержащий индукционную катушку и ферромагнитный сердечник, устанавливаемые на взаимно перемещающиеся объекты, снабжен генератором прямоугольных импульсов, подключенным на вход генератора стабильного тока, который соединен с индукционной катушкой, подключенной на вход амплитудного детектора, связанного с устройством индикации.
Отличительной особенностью предлагаемого устройства от наиболее близкого технического решения является то, что оно снабжено генератором прямоугольных импульсов, подключенным на вход генератора стабильного тока, который соединен с индукционной катушкой, подключенной на вход амплитудного детектора, связанного с устройством индикации.
Наличие генератора стабильного тока, управляемого генератором прямоугольных импульсов позволяет увеличить уровень ЭДС, поступающий с катушки и тем самым улучшить метрологические характеристики датчика (чувствительность, диапазон измерения, термостабильность) и помехозащищенность.
Низкое выходное сопротивление амплитудного детектора обеспечивает подключение практически любого измерительного прибора постоянного напряжения: авометр, тестер, цифровой мультиметр, АЦП компьютера в качестве устройства индикации.
Высокий уровень полезного сигнала обеспечивает высокую помехозащищенность датчика и температурную стабильность.
Достаточно высокая частота генератора прямоугольных импульсов (частота 3-6 кГц) и оптимальная настройка амплитудного детектора (время интегрирования 0.01-0.03 сек.) позволяют регистрировать изменения относительного перемещения в 50-100 мм с частотой до 30 Гц.
Изобретение поясняется чертежом, где показана схема расположения индукционной катушки и ферромагнитного сердечника на взаимно перемещающихся объектах и структурная схема устройства.
Индуктивный датчик перемещений содержит генератор прямоугольных импульсов 1, подключенный на вход генератора стабильного тока 2, выход которого соединен с индукционной катушкой 3, установленной на одном из взаимно перемещающихся объектов 5 и ферромагнитный сердечник 4, установленный на другом объекте 6. Датчик содержит амплитудный детектор 7, подключенный на выход индукционной катушки и устройство индикации 8, связанное по входу с амплитудным детектором.
Устройство работает следующим образом. После установки индукционной катушки 3 на один из взаимно перемещающихся объектов 5 и ферромагнитного сердечника 4 на другой объект 6 включается генератор прямоугольных импульсов 1. Устанавливается частота и амплитуда генератора прямоугольных импульсов. Эти параметры определяют режим работы генератора стабильного тока 2. Генератор стабильного тока 2 во время его активной фазы закачивает необходимую энергию в индукционную катушку 3 датчика. Во время его неактивной фазы ЭДС катушки 3 поступает на вход амплитудного детектора 7, импульсы ЭДС интегрируются и в виде однополярного напряжения поступают на вход устройства индикации 8. При перемещении ферромагнитного стержня 4 внутри катушки 3 изменяется индуктивность катушки, что приводит к пропорциональному изменению ЭДС и выходного напряжения амплитудного детектора 7. Таким образом, выходное напряжение амплитудного детектора 7 и информация на устройстве индикации 8 будут пропорционально изменяться при относительном перемещении катушки 3 и сердечника 4.
Генератор прямоугольных импульсов является задающим элементом амплитуды и рабочей частоты датчика. Он обеспечивает работу генератора стабильного тока, необходимого для поддержания неизменного (фиксированного) ударного тока, поступающего на индукционную катушку во время его активной фазы работы. Стабильный ударный ток обеспечивает накачку энергией индукционную катушку во время активной фазы генератора тока. Поскольку ударный ток стабилизирован, то ЭДС индукции, возникающая в катушке во время неактивной фазы генератора тока, достигает амплитуды в 2-3 раза большей, чем максимальное напряжение, поступающее с генератора тока в активной фазе его работы. Индукционная катушка имеет хорошую добротность при малом активном сопротивлении. ЭДС индукции в виде импульсов обратной полярности по отношению к импульсам генератора стабильного тока поступает на амплитудный детектор, который интегрирует импульсы ЭДС и обеспечивает получение на выходе однополярного напряжения с амплитудой, пропорциональной величине ЭДС в текущий момент времени. При неизменных параметрах задающего генератора прямоугольных импульсов и генератора стабильного тока величина ЭДС прямо пропорциональна индуктивности катушки, которая определяется относительным положением ферромагнитного сердечника и катушки. Таким образом, выходное напряжение с амплитудного детектора пропорционально перемещению ферромагнитного сердечника. Выходное напряжение имеет максимальное значение, примерно равное половине питающего напряжения генератора тока, не требует дополнительного усиления и может быть измерено любым стрелочным или цифровым прибором, используемым в качестве устройства индикации, а также через АЦП передано в компьютер для обработки.
Claims (1)
- Индуктивный датчик перемещений, содержащий индукционную катушку и ферромагнитный сердечник, устанавливаемые на взаимно перемещающиеся объекты, отличающийся тем, что он снабжен генератором прямоугольных импульсов, подключенным на вход генератора стабильного тока, который соединен с индукционной катушкой, подключенной на вход амплитудного детектора, связанного с устройством индикации.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011130094/28A RU2474786C1 (ru) | 2011-07-19 | 2011-07-19 | Индуктивный датчик перемещений |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011130094/28A RU2474786C1 (ru) | 2011-07-19 | 2011-07-19 | Индуктивный датчик перемещений |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011130094A RU2011130094A (ru) | 2013-01-27 |
RU2474786C1 true RU2474786C1 (ru) | 2013-02-10 |
Family
ID=48805290
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011130094/28A RU2474786C1 (ru) | 2011-07-19 | 2011-07-19 | Индуктивный датчик перемещений |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2474786C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2702684C1 (ru) * | 2016-02-22 | 2019-10-09 | Кнорр-Бремзе Зюстеме Фюр Нутцфарцойге Гмбх | Способ и устройство для определения по меньшей мере одной характеристики катушки индуктивности, способ и устройство для определения положения исполнительного элемента и автомобиль |
RU2727321C1 (ru) * | 2019-07-22 | 2020-07-21 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" | Индуктивный датчик перемещения |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0126846A2 (de) * | 1983-04-21 | 1984-12-05 | WABCO Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH | Induktiver Sensor |
RU1827523C (ru) * | 1990-04-16 | 1993-07-15 | Краматорский Научно-Исследовательский И Проектно-Технологический Институт Машиностроения | Индукционный датчик положени |
DE19521531A1 (de) * | 1994-06-13 | 1995-12-14 | Honda Motor Co Ltd | Hubdetektor und diesen verwendender Lenkdrehmomentsensor |
RU2125708C1 (ru) * | 1995-01-12 | 1999-01-27 | Смирнов Виталий Иванович | Индуктивное устройство для измерения линейных перемещений |
JP2000249572A (ja) * | 1999-03-03 | 2000-09-14 | Honda Motor Co Ltd | 変位検出器 |
RU2221988C1 (ru) * | 2002-11-11 | 2004-01-20 | Физико-технический институт Уральского отделения РАН | Индуктивный датчик перемещений |
-
2011
- 2011-07-19 RU RU2011130094/28A patent/RU2474786C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0126846A2 (de) * | 1983-04-21 | 1984-12-05 | WABCO Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH | Induktiver Sensor |
RU1827523C (ru) * | 1990-04-16 | 1993-07-15 | Краматорский Научно-Исследовательский И Проектно-Технологический Институт Машиностроения | Индукционный датчик положени |
DE19521531A1 (de) * | 1994-06-13 | 1995-12-14 | Honda Motor Co Ltd | Hubdetektor und diesen verwendender Lenkdrehmomentsensor |
RU2125708C1 (ru) * | 1995-01-12 | 1999-01-27 | Смирнов Виталий Иванович | Индуктивное устройство для измерения линейных перемещений |
JP2000249572A (ja) * | 1999-03-03 | 2000-09-14 | Honda Motor Co Ltd | 変位検出器 |
RU2221988C1 (ru) * | 2002-11-11 | 2004-01-20 | Физико-технический институт Уральского отделения РАН | Индуктивный датчик перемещений |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2702684C1 (ru) * | 2016-02-22 | 2019-10-09 | Кнорр-Бремзе Зюстеме Фюр Нутцфарцойге Гмбх | Способ и устройство для определения по меньшей мере одной характеристики катушки индуктивности, способ и устройство для определения положения исполнительного элемента и автомобиль |
US11181565B2 (en) | 2016-02-22 | 2021-11-23 | Knorr-Bremse Systeme Fuer Nutzfahrzeuge Gmbh | Method and device for measuring at least one property of a coil, method and device for measuring the position of an actuation member, and motor vehicle |
RU2727321C1 (ru) * | 2019-07-22 | 2020-07-21 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" | Индуктивный датчик перемещения |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011130094A (ru) | 2013-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5897719B2 (ja) | 磁気抵抗センサ、グラジオメータ | |
US9846024B1 (en) | Solid-state electric-field sensor | |
JP2014173980A (ja) | 磁気計測装置 | |
JP6119840B2 (ja) | 電流センサ、電流測定装置、および漏電検出装置 | |
CN103245819A (zh) | 采用磁激励谐振压阻式悬臂梁测量直流电流或直流电压的方法 | |
RU2474786C1 (ru) | Индуктивный датчик перемещений | |
Wu et al. | Coupling displacement sensors with energy harvesting: A study of wireless self-powered displacement detection methods | |
CN106225657B (zh) | 位移传感器 | |
US20120313633A1 (en) | Performance-optimized activation of a fluxgate sensor | |
CN203203705U (zh) | 一种多通道振弦读数仪 | |
US9372217B2 (en) | Cable detector | |
CN206479554U (zh) | 一种高精度的石英挠性加速度传感器 | |
CN204142265U (zh) | 一种传感器检测电路 | |
RU2221988C1 (ru) | Индуктивный датчик перемещений | |
RU2727321C1 (ru) | Индуктивный датчик перемещения | |
RU2330303C2 (ru) | Феррозондовый магнитометр | |
RU162311U1 (ru) | Виброконтактное измерительное устройство | |
EP3345007B1 (en) | Inductive sensing with differential inductance readout based on sense/reference lc-ring oscillators with a shared capacitor | |
RU133665U1 (ru) | Устройство имитации вихретоковых нагрузок | |
CN103499795A (zh) | 一种搜索线圈式和磁通门式组合的多功能磁力仪及其用途 | |
RU2747915C1 (ru) | Вихретоковый преобразователь | |
RU2555200C2 (ru) | Способ температурной компенсации индуктивного датчика положения и устройство для его реализации | |
RU2747916C1 (ru) | Способ вихретокового измерения физико-механических параметров | |
SU881628A1 (ru) | Датчик электростатического пол | |
RU2642148C1 (ru) | Измеритель перемещений |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180720 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20210426 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20210802 |