RU2507474C1 - Induction position sensor - Google Patents

Induction position sensor Download PDF

Info

Publication number
RU2507474C1
RU2507474C1 RU2012133779/28A RU2012133779A RU2507474C1 RU 2507474 C1 RU2507474 C1 RU 2507474C1 RU 2012133779/28 A RU2012133779/28 A RU 2012133779/28A RU 2012133779 A RU2012133779 A RU 2012133779A RU 2507474 C1 RU2507474 C1 RU 2507474C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coils
fixed
coil
moving
position sensor
Prior art date
Application number
RU2012133779/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Васильевич Яковлев
Андрей Александрович Большаков
Александр Дмитриевич Савчук
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Авангард"
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 "Авангард" filed Critical Открытое акционерное общество "Авангард"
Priority to RU2012133779/28A priority Critical patent/RU2507474C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2507474C1 publication Critical patent/RU2507474C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: induction position sensor additionally comprises the second pair of flat coils (7) and (8) similar to the first one with a long fixed and a short movable coils, besides, the length of the fixed coil (7) must be such that during maximum displacement the short movable coil (8) does not reach outside the limits of the fixed coil (7), movable flat coils (4) and (8) of both pairs of the induction sensor are separated and rigidly connected to each other, the second fixed long coil (7) is energised from a generator of a sinusoid signal, movable coils (8) and (4) of both pairs are connected to each other by conductors. The fixed part of the first pair of flat coils of the induction position sensor may comprise two identical coils installed along the direction of displacement of the movable part with the coil, which at the same time is arranged in the original position in the centre between fixed coils of the fixed part.
EFFECT: considerable increase of reliability of operation of an induction position sensor.
7 dwg

Description

Заявленное техническое решение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений с помощью преобразователя перемещения индукционного типа.The claimed technical solution relates to measuring technique and can be used to measure linear displacements using an induction type displacement transducer.

Известен «Бесконтактный датчик положения с взаимной индуктивностью» по патенту Франции: FR 2830614 A1 от 11.04.2003 г., МПК G01D 5/22 - [1], содержащий нанесенные печатные прямоугольные обмотки на пластинах из диэлектрического материала, рядом с обмотками находятся пластины из материала с высокой магнитной проницаемостью и ферромагнитные площадки, между которыми находится перемещаемый магнит, положение которого определяется по возмущению электромагнитного поля между ферромагнитными площадками.Known "Non-contact position sensor with mutual inductance" according to the patent of France: FR 2830614 A1 dated 04/11/2003, IPC G01D 5/22 - [1] containing printed rectangular printed windings on plates of dielectric material, next to the windings are plates of material with high magnetic permeability and ferromagnetic pads, between which there is a moving magnet, the position of which is determined by the perturbation of the electromagnetic field between the ferromagnetic pads.

Недостатком известного изобретения является то, что печатные обмотки связаны через магнитный контур, магнитная проницаемость материала которого очень сильно зависит от температуры, что требует усложнения конструкции датчика, введением температурной компенсации. Кроме того, наличие магнитного контура позволяет использовать только низкий диапазон рабочих частот, что также снижает точность измерения.A disadvantage of the known invention is that the printed windings are connected through a magnetic circuit, the magnetic permeability of the material of which is very dependent on temperature, which requires complicating the design of the sensor by introducing temperature compensation. In addition, the presence of a magnetic circuit allows you to use only a low range of operating frequencies, which also reduces the accuracy of the measurement.

Известен «Индукционный преобразователь линейных перемещений» по авт.св. СССР №1516751 от 23.10.1989 г., МПК G01B 7/00 - [2], содержащий подвижную и неподвижную части из диэлектрического материала в виде коаксиальных трубок и продольными разрезами и с нанесенными на них печатными зигзагоподными прямоугольными обмотоками, активные проводники которых взаимно параллельны и расположены с одинаковым шагом.The famous "Induction Converter linear displacements" by ed. USSR No. 1516751 of 10.23.1989, IPC G01B 7/00 - [2], containing movable and fixed parts of dielectric material in the form of coaxial tubes and longitudinal sections and printed zigzag rectangular windings applied on them, whose active conductors are mutually parallel and are located at the same pitch.

Также известен «Датчик положения» по патенту США US 2942212 от 21.06.1960 г., кл. 336-30 - [3], содержащий подвижную и неподвижную части из диэлектрического материала с нанесенными на них печатными зигзагоподобными прямоугольными обмотоками, активные проводники которых взаимно параллельны и расположены с одинаковым шагом.Also known "Position Sensor" according to US patent US 2942212 from 06/21/1960, CL. 336-30 - [3], containing the movable and fixed parts of dielectric material with printed zigzag rectangular windings, the active conductors of which are mutually parallel and are located at the same pitch.

Направление перемещения подвижной части относительно неподвижной в аналогах [2] и [3] осуществляется перпендикулярно активным длинным проводникам зигзагоподных прямоугольных катушек. Такое перемещение катушек относительно друг друга существенно усложняет схему обработки сигналов от датчика, снижает ее надежность и повышает стоимость производства.The direction of movement of the moving part is relatively motionless in analogues [2] and [3] is perpendicular to the active long conductors of zigzag rectangular coils. This movement of the coils relative to each other significantly complicates the processing of signals from the sensor, reduces its reliability and increases the cost of production.

Известна «Катушка индуктивного измерительного преобразователя» по авторскому свидетельству СССР №1552240 от 23.03.1990 г., МПК H01F 15/14, G01B7/00 - [4], содержащая неподвижное диэлектрическое основание с размещенной на ее поверхности зигзагоподобной обмоткой в виде распределенных на поверхности основания одинаковых четырехугольных разомкнутых ячеек и подвижную часть в виде якоря, который может быть изготовлен из диэлектрика - измеряет емкость обмотки, электропроводника - измеряет добротность обмотки, или ферромагнетик - измеряет индуктивность обмотки.The well-known “Inductive measuring transducer coil” according to USSR author's certificate No. 1552240 dated 03/23/1990, IPC H01F 15/14, G01B7 / 00 - [4], containing a fixed dielectric base with a zigzag winding placed on its surface in the form of a distributed on the surface the bases of identical quadrangular open cells and the movable part in the form of an anchor that can be made of a dielectric - measures the capacitance of a winding, an electrical conductor - measures the quality factor of a winding, or a ferromagnet - measures the inductance of a winding and.

Недостатком аналога [4] является выполнение сложного геометрического канала в слое диэлектрика, укладка в него проводника обмотки и ее закрепление, что существенно усложняет технологию производства и ее стоимость. Кроме того, показания прототипа сильно зависят от температуры, при которой происходит его эксплуатация.The disadvantage of the analogue [4] is the implementation of a complex geometric channel in the dielectric layer, laying of the winding conductor in it and its fastening, which significantly complicates the production technology and its cost. In addition, the testimony of the prototype is highly dependent on the temperature at which it is operated.

Прототипом предложенного технического решения является «Индукционный датчик положения» по патенту РФ: RU 2454625 от 27.06.2012 г., МПК8 G01B 7/00, G01D 5/20 - [5], содержащий неподвижную часть и подвижную часть датчика, выполненные в виде пары плоских катушек из диэлектрического материала, обращенных друг к другу сторонами с нанесенными на них печатными зигзагоподными прямоугольными плоскими катушками индуктивности, соответственно с пассивными короткими и активными длинными печатными проводниками, которые взаимно параллельны и расположены с одинаковым шагом, подвижная часть установлена с возможностью перемещения с одной степенью свободы относительно неподвижной части вдоль активных длинных проводников зигзагоподных прямоугольных катушек. Причем неподвижная часть индукционного датчика положения может содержать две идентичные катушки, установленные вдоль направления перемещения подвижной части с катушкой, которая при этом расположена в первоначальном состоянии по центру между неподвижными катушками неподвижной части.The prototype of the proposed technical solution is the "Induction position sensor" according to the patent of the Russian Federation: RU 2454625 dated June 27, 2012, IPC 8 G01B 7/00, G01D 5/20 - [5] containing the fixed part and the moving part of the sensor, made in the form pairs of flat coils of dielectric material facing each other with printed zigzag rectangular flat inductor coils on them, respectively with passive short and active long printed conductors, which are mutually parallel and are located with the same w On the other hand, the movable part is installed with the possibility of moving with one degree of freedom relative to the fixed part along the active long conductors of zigzag rectangular coils. Moreover, the fixed part of the induction position sensor may contain two identical coils mounted along the direction of movement of the moving part with the coil, which is in this initial state centered between the fixed coils of the fixed part.

Недостатком прототипа [5] является наличие коммутационных проводов, подсоединенных к катушке подвижной части датчика, которые при динамических измерениях могут разрушится, что снижает долговечность и надежность индукционного датчика положения.The disadvantage of the prototype [5] is the presence of switching wires connected to the coil of the moving part of the sensor, which during dynamic measurements can be destroyed, which reduces the durability and reliability of the induction position sensor.

Недостаток прототипа ставит задачу существенного повышения надежности индукционного датчика положения.The disadvantage of the prototype poses the problem of significantly increasing the reliability of the induction position sensor.

Указанная задача решается тем, что для подвода напряжения на зигзагоподную прямоугольную плоскую катушку индуктивности подвижной части применена вторая пара катушек аналогична подвижной и неподвижной части первой пары, используемая как питающий трансформатор, причем подвижные части первой и второй пары датчиков жестко связаны между собой, а их катушки соединены между собой.This problem is solved in that in order to supply voltage to the zigzag rectangular flat inductor of the moving part, a second pair of coils is used similar to the moving and fixed parts of the first pair, used as a supply transformer, and the moving parts of the first and second pairs of sensors are rigidly connected to each other, and their coils interconnected.

Таким образом, сущность заявляемого изобретения заключается в том, что индукционный датчик положения, содержащий неподвижную и подвижную части из диэлектрического материала, обращенные друг к другу сторонами с нанесенными на них печатными зигзагоподными прямоугольными катушками индуктивности, соответственно с пассивными короткими и активными длинными печатными проводниками, которые взаимно параллельны и расположены с одинаковым шагом, подвижная часть установлена с возможностью перемещения относительно неподвижной части с одной степенью свободы вдоль активных длинных проводников зигзагоподных прямоугольных катушек, при этом индукционный датчик положения содержит вторую, аналогичную первой, пару плоских катушек с длинной неподвижной и короткой подвижной катушками, при этом длина неподвижной катушки больше длины подвижной катушки для всего диапазона ее перемещения, подвижные плоские катушки обеих пар разделены и жестко связаны между собой, ко второй неподвижной длинной катушке подведено питание от генератора синусоидального сигнала, подвижные катушки обеих пар соединены между собой проводниками.Thus, the essence of the claimed invention lies in the fact that the induction position sensor containing the fixed and moving parts of dielectric material facing each other with printed zigzag rectangular inductor coils on them, respectively, with passive short and active long printed conductors, which mutually parallel and arranged with the same pitch, the movable part is installed with the possibility of movement relative to the fixed part with one degree of freedom along active long conductors of zigzag rectangular coils, while the induction position sensor contains a second, similar to the first, pair of flat coils with a long fixed and short moving coils, while the length of the fixed coil is greater than the length of the moving coil for the entire range of its movement, moving flat coils both pairs are separated and rigidly interconnected, the second motionless long coil is powered by a sinusoidal signal generator, the moving coils of both p interconnected conductors.

Неподвижная часть первой пары плоских катушек индукционного датчика положения может содержать две идентичные катушки, установленные вдоль направления перемещения подвижной части с катушкой, которая при этом расположена в первоначальном состоянии по центру между неподвижными катушками неподвижной части.The fixed part of the first pair of flat coils of the induction position sensor may contain two identical coils mounted along the direction of movement of the moving part with the coil, which is in this initial state centered between the fixed coils of the fixed part.

Введение признаков: «индукционный датчик положения, содержащий неподвижную и подвижную части из диэлектрического материала, обращенные друг к другу сторонами с нанесенными на них печатными зигзагоподными прямоугольными катушками индуктивности, соответственно с пассивными короткими и активными длинными печатными проводниками, которые взаимно параллельны и расположены с одинаковым шагом, подвижная часть установлена с возможностью перемещения относительно неподвижной части с одной степенью свободы вдоль активных длинных проводников зигзагоподных прямоугольных катушек» и «индукционный датчик положения содержит вторую, аналогичную первой, пару плоских катушек с длинной неподвижной и короткой подвижной катушками, при этом длина неподвижной катушки больше длины подвижной катушки для всего диапазона ее перемещения, подвижные плоские катушки обеих пар разделены и жестко связаны между собой, ко второй неподвижной длинной катушке подведено питание от генератора синусоидального сигнала, подвижные катушки обеих пар соединены между собой проводниками» необходимо для исключения из датчика коммутационных проводов подсоединенных к катушке подвижной части датчика, которые при динамических измерениях могут разрушиться. Этим решаются задачи существенного повышения долговечности и надежности работы индукционного датчика положения.Introduction of features: "an induction position sensor containing stationary and moving parts of dielectric material facing each other with printed zigzag rectangular inductor coils on them, respectively with passive short and active long printed conductors that are mutually parallel and arranged at the same pitch , the movable part is installed with the possibility of movement relative to the fixed part with one degree of freedom along the active long conductors in zigzag rectangular coils "and" the induction position sensor contains a second, similar to the first, pair of flat coils with a long fixed and short moving coils, while the length of the fixed coil is greater than the length of the moving coil for the entire range of its movement, the moving flat coils of both pairs are separated and rigidly are interconnected, the second stationary long coil is supplied with power from a sinusoidal signal generator, the moving coils of both pairs are connected by conductors "is necessary for and exceptions from the sensor of the switching wires connected to the coil of the moving part of the sensor, which during dynamic measurements can be destroyed. This solves the problem of significantly increasing the durability and reliability of the induction position sensor.

На фиг.1 представлены: а) первая пара неподвижной и подвижной части индукционного датчика с нанесенными на них печатными зигзагоподными прямоугольными катушками индуктивности; б) вторая пара неподвижной и подвижной части индукционного датчика (вид на катушки). На фиг.2,а) - первая пара неподвижной и подвижной части индукционного датчика с нанесенными на них печатными зигзагоподными прямоугольными катушками индуктивности в рабочем состоянии; б) вторая пара неподвижной и подвижной части индукционного датчика (неподвижная и подвижная части индукционного датчика перемещения обращены друг к другу катушками). На фиг.3,а) - первая пара неподвижной части датчика с двумя катушками и подвижной частью датчика с одной катушкой; б) вторая пара неподвижной и подвижной части индукционного датчика (вид на катушки). На фиг.4 - эквивалентная схема индукционного датчика по фиг.1 и по фиг.2. На фиг.5 - схемотехническое решение для обеспечения работоспособности датчика по фиг.1 и по фиг.2. На фиг.6 - эквивалентная схема индукционного датчика перемещения по фиг 3. На фиг.7 - схемотехническое решение для обеспечения работоспособности датчика по фиг.3.Figure 1 presents: a) the first pair of the stationary and moving parts of the induction sensor with printed zigzag rectangular inductor coils; b) the second pair of fixed and moving parts of the induction sensor (view of the coil). Figure 2, a) - the first pair of the fixed and moving parts of the induction sensor with printed zigzag rectangular inductor coils in working condition; b) the second pair of the stationary and moving parts of the induction sensor (the fixed and moving parts of the induction displacement sensor are facing each other by coils). Figure 3, a) - the first pair of the stationary part of the sensor with two coils and the moving part of the sensor with one coil; b) the second pair of fixed and moving parts of the induction sensor (view of the coil). Figure 4 is an equivalent circuit of the induction sensor of figure 1 and figure 2. Figure 5 - circuit design to ensure the health of the sensor of figure 1 and figure 2. In Fig.6 is an equivalent circuit of the induction displacement sensor of Fig.3. In Fig.7 is a circuit solution for ensuring the operability of the sensor of Fig.3.

Индукционный датчик положения содержит неподвижную 1 и подвижную 2 части с возможностью перемещения подвижной 2 части относительно неподвижной 1 части с одной степенью свободы. Неподвижная 1 и подвижная 2 части датчика выполнены из диэлектрического материала и обращены друг к другу сторонами с нанесенными на них печатными зигзагоподными прямоугольными катушками индуктивности, соответственно 3 и 4, с пассивными короткими и активными длинными печатными проводниками, которые взаимно параллельны и расположены с одинаковым шагом. При этом подвижная 2 часть установлена с возможностью перемещения относительно неподвижной 1 части вдоль активных длинных проводников зигзагоподных прямоугольных катушек 3 и 4. Направление перемещения подвижной части 2 относительно неподвижной 1 осуществляется параллельно активным длинным проводникам зигзагоподных прямоугольных катушек 3 и 4. При этом индукционный датчик положения содержит вторую, аналогичную первой, пару: неподвижную 5 и подвижную 6 части с возможностью перемещения подвижной 6 части относительно неподвижной 5 части с одной степенью свободы. Неподвижная дополнительная часть 5 содержит длинную плоскую катушку 7, а подвижная дополнительная часть 6 содержит короткую плоскую катушку 8. Длина неподвижной катушки 7 больше длины подвижной катушки 8 для всего диапазона ее перемещения. Подвижные плоские катушки 4 и 8 обеих пар частей индуктивного датчика 1, 2 и 5, 6 разделены и жестко связаны между собой, ко второй неподвижной длинной катушке 7 подведено питание от генератора синусоидального сигнала, а подвижные катушки 4 и 8 обеих пар соединены между собой проводниками.The induction position sensor contains a fixed 1 and a movable 2 parts with the ability to move the movable 2 parts relative to the fixed 1 part with one degree of freedom. The fixed 1 and movable 2 parts of the sensor are made of dielectric material and face each other with printed zigzag rectangular inductors, 3 and 4, respectively, with passive short and active long printed conductors that are mutually parallel and arranged at the same pitch. In this case, the movable part 2 is installed with the ability to move relatively stationary 1 part along the active long conductors of the zigzag rectangular coils 3 and 4. The direction of movement of the movable part 2 relative to the fixed 1 is parallel to the active long conductors of the zigzag rectangular coils 3 and 4. The induction position sensor contains the second, similar to the first, pair: fixed 5 and movable 6 parts with the ability to move the movable 6 parts relative to the stationary 5 parts with one degree of freedom. The fixed extension 5 comprises a long flat coil 7, and the movable extension 6 contains a short flat coil 8. The length of the fixed coil 7 is greater than the length of the movable coil 8 for the entire range of its movement. The movable flat coils 4 and 8 of both pairs of parts of the inductive sensor 1, 2 and 5, 6 are separated and rigidly connected to each other, the second stationary long coil 7 is supplied with power from a sinusoidal signal generator, and the movable coils 4 and 8 of both pairs are connected by conductors .

Неподвижная часть индукционного датчика положения может содержать две части 9 и 10 с идентичными катушками 11 и 12, установленные вдоль направления перемещения подвижной части 13 с катушкой 14, которая при этом расположена в первоначальном состоянии по центру между неподвижными катушками 11 и 12, расположенным на неподвижных частях датчика 9 и 10. Катушки 11 и 12 могут быть нанесены на одну неподвижную часть, длина которой будет равна суме длин неподвижных частей 9 и 10 индуктивного датчика. При этом вторая, аналогичная первой, пара индуктивного датчика содержит, как указано выше, неподвижную 5 и подвижную 6 части с соответственно длинной неподвижной плоской катушкой 7 и подвижной короткой плоской катушкой 8. Также длина неподвижной катушки 7 больше длины подвижной катушки 8 для всего диапазона ее перемещения.The fixed part of the induction position sensor may contain two parts 9 and 10 with identical coils 11 and 12 mounted along the direction of movement of the moving part 13 with the coil 14, which is in this initial state centered between the fixed coils 11 and 12 located on the fixed parts sensor 9 and 10. Coils 11 and 12 can be applied to one stationary part, the length of which will be equal to the sum of the lengths of the stationary parts 9 and 10 of the inductive sensor. In this case, the second, similar to the first, pair of inductive sensors contains, as indicated above, a fixed 5 and a movable 6 part with a correspondingly long fixed flat coil 7 and a movable short flat coil 8. Also, the length of the fixed coil 7 is greater than the length of the movable coil 8 for its entire range displacement.

Для объяснения работы индукционного датчика перемещения могут быть применены эквивалентные схемы в виде измерительного трансформатора с линейно изменяющимся коэффициентом связи между катушками и с возбуждением от питающего трансформатора - фиг.4, или дифференциального измерительного трансформатора возбуждением от питающего трансформатора - фиг.6. Для обеспечения работоспособности индуктивных датчиков перемещения по структурным схемам фиг.4 и фиг.6 могут быть использованы типовые схемотехнические решения, представленные соответственно на фиг.5 и фиг.7.To explain the operation of the induction displacement sensor, equivalent circuits can be applied in the form of a measuring transformer with a linearly varying coupling coefficient between the coils and with excitation from the supply transformer - Fig. 4, or a differential measuring transformer by excitation from the supply transformer - Fig. 6. To ensure the operability of inductive displacement sensors according to the structural diagrams of Fig. 4 and Fig. 6, typical circuit solutions presented in Fig. 5 and Fig. 7 can be used.

На фиг.5: Г - генератор синусоидального сигнала питания первичной катушки 7 (неподвижной части 5 второй пары катушек) питающего трансформатора со вторичной катушкой 8 (подвижной части 6 второй пары катушек), катушка 8 соединена с первичной катушкой 4 (подвижной части 2 первой пары катушек) измерительного трансформатора, вторичной катушкой подвижной части 2; ПД - пиковый детектор; У - усилитель масштабный; U вых - аналоговый выходной сигнал с катушки 3, пропорциональный перемещению подвижной части 2 с катушкой 4.In Fig.5: G is a generator of a sinusoidal power signal of the primary coil 7 (the fixed part 5 of the second pair of coils) of the supply transformer with the secondary coil 8 (the moving part 6 of the second pair of coils), the coil 8 is connected to the primary coil 4 (the moving part 2 of the first pair coils) of the measuring transformer, the secondary coil of the moving part 2; PD - peak detector; U - large-scale amplifier; U o - analog output signal from coil 3, proportional to the movement of the moving part 2 with coil 4.

На фиг.7: Г - генератор синусоидального сигнала питания первичной катушки 7 (неподвижной части 5 второй пары катушек) питающего трансформатора со вторичной катушкой 8 (подвижной части 6 второй пары катушек), катушка 8 соединена с первичной катушкой 14 (подвижной части 13 первой пары катушек) измерительного трансформатора, вторичные катушки которого 11 и 12 расположены на подвижных частях 9 и 10; ПД1 - пиковый детектор для катушки 11; ПД2 - пиковый детектор для катушки 12; У - усилитель масштабный; U вых - аналоговый выходной суммарный сигнал с катушек 11 и 12, пропорциональный перемещению подвижной плоской катушки 14 между неподвижными плоскими катушками 11 и 12.In Fig.7: D is a generator of a sinusoidal power signal of the primary coil 7 (the fixed part 5 of the second pair of coils) of the supply transformer with the secondary coil 8 (the moving part 6 of the second pair of coils), the coil 8 is connected to the primary coil 14 (the moving part 13 of the first pair coils) of a measuring transformer, the secondary coils of which 11 and 12 are located on the moving parts 9 and 10; PD1 - peak detector for coil 11; PD2 - peak detector for coil 12; U - large-scale amplifier; U o - analog output total signal from coils 11 and 12, proportional to the movement of the movable flat coil 14 between the stationary flat coils 11 and 12.

Наличие в индуктивном датчике второй аналогичной первой, пары плоских катушек с длинной неподвижной и короткой подвижной катушками, у которой (пары частей) длина неподвижной катушки больше длины подвижной катушки для всего диапазона ее перемещения, позволяет исключить из датчика коммутационные подвижные провода, подсоединенные к катушке подвижной части датчика, и, следовательно, при динамических измерениях - существенно повысить долговечность и надежность работы индукционного датчика положения.The presence in the inductive sensor of a second similar to the first one, a pair of flat coils with a long fixed and short moving coils, in which (a pair of parts) the length of the fixed coil is longer than the length of the moving coil for the entire range of its movement, allows you to exclude switching mobile wires connected to the moving coil from the sensor parts of the sensor, and therefore, during dynamic measurements - significantly increase the durability and reliability of the induction position sensor.

Реально для рабочих частот порядка 2-х МГц в габаритных размерах подвижной 13 части 42×22 мм и неподвижной части (9 и 10) 84×22 мм, шагом проводников катушек 11, 12 и 14, равным 0,8 мм, при ширине проводников 0,5 мм и воздушном зазоре между подвижной и неподвижной частью 0,2 мм рабочая зона по перемещению подвижной части 13 составляет 35 мм. Диапазон изменения выходного сигнала при этом составляет ±2 В с погрешностью преобразования не хуже ±0,5%.It is real for operating frequencies of the order of 2 MHz in the overall dimensions of the moving 13 part 42 × 22 mm and the fixed part (9 and 10) 84 × 22 mm, the pitch of the conductors of the coils 11, 12 and 14, equal to 0.8 mm, with the width of the conductors 0.5 mm and the air gap between the movable and fixed parts of 0.2 mm, the working area for moving the movable part 13 is 35 mm The range of the output signal in this case is ± 2 V with a conversion error not worse than ± 0.5%.

Современная технология печатных плат позволяет изготавливать печатные катушки с высокой степенью точности, в связи с этим при необходимости получения более высокой точности преобразования требования к шагу и ширине проводников, а также к воздушному зазору между катушками могут быть и более жесткими.Modern technology of printed circuit boards allows us to produce printed coils with a high degree of accuracy, and therefore, if it is necessary to obtain a higher conversion accuracy, the requirements for the pitch and width of the conductors, as well as for the air gap between the coils, can be more rigid.

Как видно из вышеизложенного, наиболее целесообразно использовать такой индукционный датчик перемещения в системах контроля деформации различных объектов.As can be seen from the above, it is most advisable to use such an induction displacement sensor in the deformation control systems of various objects.

Полагаем, что предложенный индукционный датчик положения обладает всеми критериями изобретения, так как совокупность ограничительных и отличительных признаков формулы изобретения является новым для конструкций индукционных датчиков положения и, следовательно, соответствует критерию "новизна".We believe that the proposed induction position sensor has all the criteria of the invention, since the combination of restrictive and distinctive features of the claims is new to the construction of induction position sensors and, therefore, meets the criterion of "novelty."

Совокупность признаков формулы изобретения предложенного устройства не известна на данном уровне развития техники и не следует общеизвестным правилам разработки и конструирования индукционных датчиков положения, что доказывает соответствие критерию "изобретательский уровень".The set of features of the claims of the proposed device is not known at this level of technology and does not follow the well-known rules for the development and construction of induction position sensors, which proves compliance with the criterion of "inventive step".

Разработка, конструирование и внедрение предложенного индукционного датчика положения не представляет никаких конструктивно-технических и технологических трудностей, откуда следует соответствие критерию "промышленная применимость".The development, construction and implementation of the proposed induction position sensor does not present any structural, technical and technological difficulties, which implies compliance with the criterion of "industrial applicability".

ЛитератураLiterature

1. Патент Франции: FR 2830614 A1 от 11.04.2003 г., МПК G01D 5/22 - «Бесконтактный датчик положения с взаимной индуктивностью».1. French patent: FR 2830614 A1 of 04/11/2003, IPC G01D 5/22 - “Non-contact position sensor with mutual inductance”.

2. Авторское свидетельство СССР по авт.св. СССР №1516751 от 23.10.1989 г., МПК G01B 7/00 - «Индукционный преобразователь линейных перемещений».2. USSR author's certificate for auth. USSR No. 1516751 of 10.23.1989, IPC G01B 7/00 - “Induction converter of linear displacements”.

3. Патент США US 2942212 от 21.06.1960 г., кл. 336-30 - «Датчик положения».3. US patent US 2942212 from 06.21.1960, CL. 336-30 - "Position Sensor".

4. Авторское свидетельство СССР №1552240 от 23.03.1990 года, МПК H01F 15/14, G01B 7/00 - «Катушка индуктивного измерительного преобразователя».4. USSR author's certificate No. 1552240 of March 23, 1990, IPC H01F 15/14, G01B 7/00 - “Inductive measuring transducer coil”.

5. Патент РФ: RU 2454625 от 27.06.2012 года, МПК8 G01B 7/00, G01D 5/20 - «Индукционный датчик положения» - прототип.5. RF patent: RU 2454625 dated June 27, 2012, IPC 8 G01B 7/00, G01D 5/20 - “Induction position sensor” - prototype.

Claims (2)

1. Индукционный датчик положения, содержащий неподвижную и подвижную части из диэлектрического материала, обращенные друг к другу сторонами с нанесенными на них печатными зигзагоподобными прямоугольными катушками индуктивности, соответственно с пассивными короткими и активными длинными печатными проводниками, которые взаимно параллельны и расположены с одинаковым шагом, подвижная часть установлена с возможностью перемещения относительно неподвижной части с одной степенью свободы вдоль активных длинных проводников зигзагоподобных прямоугольных катушек, отличающийся тем, что индукционный датчик положения содержит вторую, аналогичную первой, пару плоских катушек с длинной неподвижной и короткой подвижной катушками, при этом длина неподвижной катушки больше длины подвижной катушки для всего диапазона ее перемещения, подвижные плоские катушки обеих пар разделены и жестко связаны между собой, ко второй неподвижной длинной катушке подведено питание от генератора синусоидального сигнала, подвижные катушки обеих пар соединены между собой проводниками.1. An induction position sensor containing stationary and moving parts of dielectric material, facing each other with printed zigzag rectangular inductor coils on them, respectively, with passive short and active long printed conductors that are mutually parallel and arranged at the same pitch, movable the part is mounted with the possibility of moving relative to the fixed part with one degree of freedom along active long conductors zigzag rectangular coils, characterized in that the induction position sensor contains a second, similar to the first, a pair of flat coils with a long fixed and short moving coils, while the length of the fixed coil is greater than the length of the moving coil for the entire range of its movement, the moving flat coils of both pairs are separated and rigidly interconnected, the second motionless long coil is supplied with power from a sinusoidal signal generator, the moving coils of both pairs are connected by conductors. 2. Индукционный датчик положения по п.1, отличающийся тем, что неподвижная часть первой пары плоских катушек индукционного датчика положения содержит две идентичные катушки, установленные вдоль направления перемещения подвижной части с катушкой, которая при этом расположена в первоначальном состоянии по центру между неподвижными катушками неподвижной части. 2. The induction position sensor according to claim 1, characterized in that the fixed part of the first pair of flat coils of the induction position sensor contains two identical coils mounted along the direction of movement of the moving part with the coil, which is in this initial state centered between the fixed coils of the fixed parts.
RU2012133779/28A 2012-08-07 2012-08-07 Induction position sensor RU2507474C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012133779/28A RU2507474C1 (en) 2012-08-07 2012-08-07 Induction position sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012133779/28A RU2507474C1 (en) 2012-08-07 2012-08-07 Induction position sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2507474C1 true RU2507474C1 (en) 2014-02-20

Family

ID=50113354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012133779/28A RU2507474C1 (en) 2012-08-07 2012-08-07 Induction position sensor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2507474C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2817313C1 (en) * 2023-10-12 2024-04-15 Акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова" Inductive position sensor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0441074A2 (en) * 1989-12-14 1991-08-14 Commissariat A L'energie Atomique Inductive sensor and device for measuring displacements of a movable object
RU2044999C1 (en) * 1992-03-24 1995-09-27 Терещенко Станислав Васильевич Converter of linear translations
US6293150B1 (en) * 1999-12-02 2001-09-25 Precision Control Design Motion sensor and method of making same
US6532824B1 (en) * 1999-07-09 2003-03-18 Tokin Corporation Capacitive strain sensor and method for using the same
RU2454625C1 (en) * 2011-02-11 2012-06-27 Открытое акционерное общество "Авангард" Inductive position sensor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0441074A2 (en) * 1989-12-14 1991-08-14 Commissariat A L'energie Atomique Inductive sensor and device for measuring displacements of a movable object
RU2044999C1 (en) * 1992-03-24 1995-09-27 Терещенко Станислав Васильевич Converter of linear translations
US6532824B1 (en) * 1999-07-09 2003-03-18 Tokin Corporation Capacitive strain sensor and method for using the same
US6293150B1 (en) * 1999-12-02 2001-09-25 Precision Control Design Motion sensor and method of making same
RU2454625C1 (en) * 2011-02-11 2012-06-27 Открытое акционерное общество "Авангард" Inductive position sensor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2817313C1 (en) * 2023-10-12 2024-04-15 Акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова" Inductive position sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10036656B2 (en) Position detecting system based on inductive sensing
EP2378252A2 (en) Electromagnetic encoder
US8278945B2 (en) Inductive position detector
US9927261B1 (en) Inductive sensor device for use with a distance measurement device
US20170234703A1 (en) Position sensor
US3479582A (en) Arrangement for touch-free measurement of displacements
CN112857194B (en) Plane two-dimensional displacement sensor based on eddy current effect
JP2021532343A (en) Inductive sensor device with cross-bonding orbital
RU2507474C1 (en) Induction position sensor
CN108571986A (en) Displacement sensor
RU2454625C1 (en) Inductive position sensor
JP6395942B2 (en) Position sensor
RU2502046C1 (en) Induction sensor of angular position
JP2014190711A (en) Displacement sensor
RU159522U1 (en) POSITION INDUCTION SENSOR
RU2817313C1 (en) Inductive position sensor
RU2570232C1 (en) Induction angular position sensor
US10928223B2 (en) Inductive sensor device
RU2584010C1 (en) Induction rotating transformer
JP2016142574A (en) Eddy current type displacement sensor
JP6793465B2 (en) Standard with signal compensation mark
RU2300737C1 (en) Inductive optical transformer of electric cable eccentricity meter
JPS6033369Y2 (en) displacement converter
SU744218A1 (en) Machine -tool assemblies relative movement converter
JP6390966B2 (en) Magnetic flux density sensor