RU2515072C1 - Device to determine reciprocal movement - Google Patents
Device to determine reciprocal movement Download PDFInfo
- Publication number
- RU2515072C1 RU2515072C1 RU2012152686/28A RU2012152686A RU2515072C1 RU 2515072 C1 RU2515072 C1 RU 2515072C1 RU 2012152686/28 A RU2012152686/28 A RU 2012152686/28A RU 2012152686 A RU2012152686 A RU 2012152686A RU 2515072 C1 RU2515072 C1 RU 2515072C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal plate
- amplitude
- output
- meter
- open resonator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах управления технологическими процессами.The invention relates to the field of measuring equipment and can be used in process control systems.
Известен реостатный датчик линейных перемещений (см. А.Г.Гарганеев. «Технические средства автоматизации и управления», Томск, ТУСУР, 2007, с.216), в котором при перемещении скользящего контакта по поверхности плоского реостата, представляющего собой обмотку, намотанную на диэлектрический каркас, информацию о величине линейного перемещения изделия получают напряжением (током), снимаемым с одного из плеч реостата и скользящего контакта.A rheostatic linear displacement sensor is known (see A.G. Garganeev. "Technical means of automation and control", Tomsk, TUSUR, 2007, p.216), in which when moving a sliding contact on the surface of a flat rheostat, which is a winding wound on dielectric frame, information about the linear displacement of the product is obtained by voltage (current), taken from one of the shoulders of the rheostat and the sliding contact.
Недостатком этого известного датчика является ненадежность, связанная с износом скользящего контакта.The disadvantage of this known sensor is the unreliability associated with wear of the sliding contact.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является принятый автором за прототип лазерный преобразователь линейных перемещений (см. В.Г.Лукашкин, В.Г.Гарипов, А.Г.Полыванный и др. «Современные автоматизированные средства измерений, контроля и управления», Москва: МГУПИ, 2011, С.552). В этом бесконтактном преобразователе число полос интерференции двух пучков, отраженных от неподвижного и подвижного отражателей, является функцией линейного перемещения.The closest technical solution to the proposed one is the linear linear displacement laser transformer adopted by the author for the prototype (see V.G. Lukashkin, V.G. Garipov, A.G. Polyvany and others. “Modern Automated Measuring, Monitoring and Control Instruments”, Moscow : MGUPI, 2011, S.552). In this non-contact converter, the number of interference fringes of two beams reflected from the fixed and moving reflectors is a function of linear displacement.
Недостатком этого преобразователя следует считать невысокую точность, связанную с нестабильностью интерференционной картины двух лазерных пучков.The disadvantage of this converter is the low accuracy associated with the instability of the interference pattern of two laser beams.
Техническим результатом заявляемого решения является повышение точности измерения.The technical result of the proposed solution is to increase the accuracy of measurement.
Технический результат достигается тем, что в устройство для определения поступательного перемещения, содержащее источник излучения и приемник, введены измеритель амплитудно-частотных характеристик, элементы ввода и вывода электромагнитных колебаний, чувствительный элемент выполнен в виде открытого резонатора с вогнутой металлической пластиной и плоской металлической пластиной, снабженной металлической трубкой, причем выход источника излучения соединен с элементом ввода электромагнитных колебаний, элемент вывода электромагнитных колебаний через приемник подключен к измерителю амплитудно-частотных характеристик.The technical result is achieved by the fact that in the device for determining the translational displacement, containing a radiation source and a receiver, an amplitude-frequency characteristics meter, input and output elements of electromagnetic waves are introduced, the sensitive element is made in the form of an open resonator with a concave metal plate and a flat metal plate equipped with a metal tube, and the output of the radiation source is connected to the input element of electromagnetic waves, the output element is electromagnetic oscillations through the receiver connected to meter the amplitude-frequency characteristics.
На чертеже схематично представлено предложенное устройство.The drawing schematically shows the proposed device.
Сущность заявляемого изобретения, характеризуемого совокупностью указанных выше признаков, состоит в том, что изменение резонансной частоты открытого резонатора, обусловленное деформацией его плоской металлической пластины, дает возможность измерить величину поступательного перемещения контролируемого объекта.The essence of the claimed invention, characterized by a combination of the above features, is that the change in the resonant frequency of the open resonator, due to the deformation of its flat metal plate, makes it possible to measure the amount of translational movement of the controlled object.
Наличие в заявляемом устройстве совокупности перечисленных существующих признаков позволяет решить поставленную задачу определения поступательного перемещения на основе использования деформации плоской металлической пластины с металлической трубкой открытого резонатора при воздействии на металлическую трубку объекта поступательного перемещения с желаемым техническим результатом, т.е. повышением точности измерения.The presence in the inventive device of a combination of the listed existing features allows us to solve the problem of determining the translational displacement based on the use of deformation of a flat metal plate with a metal tube of an open resonator when a translational displacement object acts on a metal tube with the desired technical result, i.e. improving measurement accuracy.
Устройство содержит источник излучения 1, элемент ввода электромагнитных колебаний 2 и элемент вывода электромагнитных колебаний 3, закрепленные снаружи на разных сечениях вогнутой металлической пластины 4 открытого резонатора, приемник 5, соединенный выходом с измерителем амплитудно-частотных характеристик 6, металлическую трубку 7, закрепленную снаружи на плоской металлической пластине 8 открытого резонатора.The device contains a radiation source 1, an input element of electromagnetic waves 2 and an output element of electromagnetic waves 3, mounted on the outside at different sections of the concave metal plate 4 of the open resonator, a receiver 5 connected to the output with a meter of amplitude-frequency characteristics 6, a metal tube 7 mounted on the outside flat metal plate 8 open resonator.
Устройство работает следующим образом. Выходным сигналом источника излучения 1, прошедшим через элемент ввода электромагнитных колебаний 2, возбуждают электромагнитные колебания в открытом резонаторе, состоящем из вогнутой и плоской металлических пластин 4 и 8 соответственно. При отсутствии поступательного перемещения, т.е. состояние плоской металлической пластины с металлической трубкой 7 без деформации срединной поверхности плоской металлической пластины, определяют собственную резонансную частоту открытого резонатора. Для этого сигнал, свидетельствующий о факте резонанса в открытом резонаторе, с помощью элемента вывода электромагнитных колебаний 3, переносится на вход приемника 5 (детектора). После этого выходной продетектированный сигнал последнего поступает в измеритель амплитудно-частотных характеристик 6. Здесь по пику амплитудно-частотной характеристики резонансного сигнала открытого резонатора определяют собственную резонансную частоту открытого резонатора при отсутствии поступательного перемещения.The device operates as follows. The output signal of the radiation source 1, passing through the input element of the electromagnetic waves 2, excite electromagnetic waves in an open resonator, consisting of concave and flat metal plates 4 and 8, respectively. In the absence of translational movement, i.e. the state of a flat metal plate with a metal tube 7 without deformation of the middle surface of a flat metal plate, determine the own resonant frequency of the open resonator. To do this, a signal indicating the fact of resonance in an open resonator, using the output element of electromagnetic waves 3, is transferred to the input of the receiver 5 (detector). After that, the output detected signal of the latter enters the meter of amplitude-frequency characteristics 6. Here, according to the peak of the amplitude-frequency characteristics of the resonant signal of the open resonator, the own resonant frequency of the open resonator is determined in the absence of translational movement.
В данном техническом решении воздействие поступательного перемещения на плоскую металлическую пластину открытого резонатора осуществляется через свободный конец металлической трубки, закрепленной другим концом в центре плоской металлической пластины и направленной в сторону объекта перемещения. Под воздействием перемещения плоская металлическая пластина будет деформироваться и в результате этого изменится резонансная частота открытого резонатора. Изменение (сдвиг) резонансной частоты резонатора, как уже было отмечено выше, также можно наблюдать на экране измерителя амплитудно-частотных характеристик (изменение вершины тока амплитудно-частотной характеристики). Отсюда заключаем, что при наличии поступательного перемещения по измерению резонансной частоты открытого резонатора можно определить величину перемещения.In this technical solution, the effect of translational movement on a flat metal plate of an open resonator is through the free end of a metal tube fixed to the other end in the center of a flat metal plate and directed towards the object of movement. Under the influence of displacement, a flat metal plate will deform and as a result of this the resonant frequency of the open resonator will change. The change (shift) of the resonant frequency of the resonator, as already noted above, can also be observed on the screen of the meter of amplitude-frequency characteristics (change in the peak of the current amplitude-frequency characteristic). From this we conclude that in the presence of translational displacement from the measurement of the resonant frequency of the open resonator, it is possible to determine the displacement.
Пусть fr частота открытого резонатора при отсутствии перемещения (плоская металлическая пластина без деформации). При деформации (поперечный изгиб) плоской металлической пластины (наличие поступательного перемещения) из-за того, что расстояние между вогнутой металлической и плоской металлической пластинами открытого резонатора увеличивается, частота резонатора должна уменьшаться и наоборот. Если обозначить f2 частоту резонатора при наличии поступательного перемещения слева направо, то по разности fr-f2 можно определить величину поступательного перемещения. При этом следует отметить, что максимальный изгиб плоской металлической пластины, направленный в сторону объекта перемещения, должен соответствовать максимальному перемещению объекта, например, слева направо, а нулевой изгиб (плоская форма пластины) - отсутствию перемещения (перемещение справа налево). В силу этого максимальная резонансная частота открытого резонатора будет соответствовать отсутствию перемещения, а минимальная частота резонатора - максимальной величине перемещения.Let f r be the frequency of the open resonator in the absence of displacement (a flat metal plate without deformation). During deformation (transverse bending) of a flat metal plate (the presence of translational movement) due to the fact that the distance between the concave metal and flat metal plates of the open resonator increases, the frequency of the resonator should decrease and vice versa. If you designate f 2 the frequency of the resonator in the presence of translational movement from left to right, then the difference f r -f 2 you can determine the amount of translational movement. It should be noted that the maximum bend of a flat metal plate directed towards the object of displacement should correspond to the maximum displacement of the object, for example, from left to right, and zero bend (flat plate shape) - to the absence of displacement (displacement from right to left). Because of this, the maximum resonant frequency of the open resonator will correspond to the absence of displacement, and the minimum resonator frequency to the maximum displacement.
Согласно предлагаемому устройству источник излучения должен обладать возможностью перестройки частоты электромагнитных колебаний. Это связано с нахождением резонанса в открытом резонаторе как при отсутствии поступательного перемещения, так и при его наличии, т.е. со слежением перемещения.According to the proposed device, the radiation source must have the ability to tune the frequency of electromagnetic waves. This is due to the presence of resonance in the open resonator both in the absence of translational displacement and in its presence, i.e. with tracking tracking.
При реализации данного технического решения свободный конец металлической трубки, закрепленной другим концом в центре плоской металлической пластины открытого резонатора, жестко связывается с объектом поступательного перемещения.When implementing this technical solution, the free end of the metal tube fixed to the other end in the center of a flat metal plate of an open resonator is rigidly connected with the object of translational movement.
Предлагаемое устройство успешно может быть использовано для определения, например, поступательного перемещения цилиндра гидродвигателя.The proposed device can be successfully used to determine, for example, the translational movement of the cylinder of the hydraulic motor.
Таким образом, в предлагаемом техническом решении измерение резонансной частоты открытого резонатора, выполненного на базе вогнутой металлической пластины и деформирующейся плоской металлической пластины, обеспечивает повышение точности измерения поступательного перемещения.Thus, in the proposed technical solution, the measurement of the resonant frequency of the open resonator, made on the basis of a concave metal plate and a deformable flat metal plate, improves the accuracy of measurement of translational displacement.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012152686/28A RU2515072C1 (en) | 2012-12-07 | 2012-12-07 | Device to determine reciprocal movement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012152686/28A RU2515072C1 (en) | 2012-12-07 | 2012-12-07 | Device to determine reciprocal movement |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2515072C1 true RU2515072C1 (en) | 2014-05-10 |
Family
ID=50629665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012152686/28A RU2515072C1 (en) | 2012-12-07 | 2012-12-07 | Device to determine reciprocal movement |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2515072C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1223037A1 (en) * | 1984-09-20 | 1986-04-07 | Предприятие П/Я А-7210 | Versions of devices for displacement measurements |
| SU1670399A1 (en) * | 1988-11-29 | 1991-08-15 | Новосибирский электротехнический институт | Method of distance measurement |
| RU2207498C1 (en) * | 2002-02-20 | 2003-06-27 | Рассомагин Василий Радионович | Method for measuring movements of controlled objects |
| US8018222B2 (en) * | 2006-02-28 | 2011-09-13 | Alexy Davison Karenowska | Electromagnetic field-based position sensor |
-
2012
- 2012-12-07 RU RU2012152686/28A patent/RU2515072C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1223037A1 (en) * | 1984-09-20 | 1986-04-07 | Предприятие П/Я А-7210 | Versions of devices for displacement measurements |
| SU1670399A1 (en) * | 1988-11-29 | 1991-08-15 | Новосибирский электротехнический институт | Method of distance measurement |
| RU2207498C1 (en) * | 2002-02-20 | 2003-06-27 | Рассомагин Василий Радионович | Method for measuring movements of controlled objects |
| US8018222B2 (en) * | 2006-02-28 | 2011-09-13 | Alexy Davison Karenowska | Electromagnetic field-based position sensor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106772414B (en) | A method of improving TOF ranging phase method radar ranging accuracy | |
| EP2998758A3 (en) | Magnetometer without servo control and with compensation of fluctuations of the weak field resonance slope, array of magnetometers and measurement method | |
| CN102998094B (en) | Phase modulator performance parameter testing device based on light beam coherent synthesis | |
| US9441947B2 (en) | N-wavelength interrogation system and method for multiple wavelength interferometers | |
| CN102589446A (en) | High precision micro-displacement measurement apparatus and method | |
| RU2515072C1 (en) | Device to determine reciprocal movement | |
| RU2567441C1 (en) | Digital measurement of electric magnitudes | |
| CN109682992A (en) | A kind of high-precision laser interference accelerometer | |
| RU2552106C1 (en) | Uhf method of determination of dielectric permeability and thickness of coatings on metal | |
| CN219475707U (en) | Optical fiber sensor and magnetic field intensity measuring device | |
| RU2521275C1 (en) | Pressure measuring device | |
| RU2586388C1 (en) | Pressure measuring device | |
| KR101681976B1 (en) | A mirror treated reflective vibration sensor apparatus | |
| KR20140119278A (en) | Method for non-contact, non-power and wireless measurement of temperature by surface acoustic wave | |
| RU2654911C1 (en) | Device for measuring small current values | |
| KR101227427B1 (en) | Method for determining phase of sinusoidal signal | |
| RU2637174C1 (en) | Method of determining dielectric permeability of dielectric materials | |
| RU2452938C1 (en) | Method of determining thickness of metal coating | |
| RU2350901C1 (en) | Method for detection of dielectric coat thickness | |
| RU2677113C1 (en) | Method of control of electrical wire object length | |
| CN114046868B (en) | High-sensitivity real-time microwave interference vibration monitoring system | |
| JP3711723B2 (en) | Semiconductor thickness measuring device | |
| Domański et al. | An optical fiber loop sensor for vibration monitoring | |
| RU2663552C1 (en) | Method of pressure measurement | |
| RU2350899C1 (en) | Method for detection of dielectric coat thickness |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181208 |