SU1280305A1 - Displacement-to-phase converter - Google Patents

Displacement-to-phase converter Download PDF

Info

Publication number
SU1280305A1
SU1280305A1 SU853894551A SU3894551A SU1280305A1 SU 1280305 A1 SU1280305 A1 SU 1280305A1 SU 853894551 A SU853894551 A SU 853894551A SU 3894551 A SU3894551 A SU 3894551A SU 1280305 A1 SU1280305 A1 SU 1280305A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
phase
windings
core
adders
coils
Prior art date
Application number
SU853894551A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Викторович Чигвинцев
Original Assignee
Уфимский Нефтяной Институт
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 Уфимский Нефтяной Институт filed Critical Уфимский Нефтяной Институт
Priority to SU853894551A priority Critical patent/SU1280305A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1280305A1 publication Critical patent/SU1280305A1/en

Links

Landscapes

  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, может быть использовано дл  контрол  перемещений. Оно позвол ет повысить точность преобразовател  перемещений в фазу, который содержит пару размещенных в чашеобразном магнитопроводе обмоток 2, 3 и стержневой  корь 1 с чередующимис  электропроводными ферромагнитными участками. Концевые выводы обмоток 2, 3 подключены через фазосдвигающие конденсаторы 8-11 к источнику 12 синусоидального напр жени . К одноименным концевым выводам обмоток 2, 3 подключены сумматоры 13, 14, имеющие инвертирующие входы и реализующие дифференционное сложение сигналов, снимаемых с обмоток. Выходы сумматоров подключены к входу фазометра 15. При перемещении  кор  1 измен ютс  соотношени  активных и индуктивных составл ющих полного сопротивлени  обмоток 2 и 3 и, соответственно, резонансные частоты колебательных контуров , образованных половинами обмоток 2, 3 и конденсаторами 8-11. Это $ приводит к изменению фазы сигналов, (Л поступающих на входы сумматоров. В результате при перемещении  кор  1 на величину, равную рассто нию ме аду его электропроводными участками, фаза результирующего сигнала на выходах сумматоров 13, 14 измен етс  на 720 эл.град. 1 ил.The invention relates to a measurement technique, can be used to control movements. It allows to increase the accuracy of the displacement transducer into a phase, which contains a pair of windings 2, 3 placed in a bowl-shaped magnetic circuit and core core 1 with alternating electrically conductive ferromagnetic sections. The terminal leads of the windings 2, 3 are connected via phase-shifting capacitors 8-11 to a source 12 of sinusoidal voltage. To the same end terminals of the windings 2, 3 are connected adders 13, 14, with inverting inputs and implementing differential addition of signals taken from the windings. The outputs of the adders are connected to the input of the phase meter 15. When moving the core 1, the ratios of the active and inductive components of the impedance of the windings 2 and 3 and, respectively, the resonant frequencies of the oscillating circuits formed by the half windings 2, 3 and the capacitors 8-11 change. This $ leads to the phase of the signals, (L arriving at the inputs of the adders. As a result, when cor 1 is moved by an amount equal to the distance between its conductive parts, the phase of the resulting signal at the outputs of the adders 13, 14 is changed to 720 electrical degrees. 1 il.

Description

12 12

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  перемещений.The invention relates to a measurement technique and can be used to control movements.

Цель изобретени  - повышение точности преобразовател  перемещений в фазу путем уменьшени  температурных и частотных погрешностей.The purpose of the invention is to improve the accuracy of the displacement transducer to the phase by reducing the temperature and frequency errors.

На чертеже показана принципиальна  схема преобразовател  перемещений в фазу.The drawing shows a schematic diagram of the transducer displacement into phase.

Преобразователь содержит стержневой  корь 1 из ферромагнитного материала , св зываемый в процессе .измерений с объектом контрол , и установленные вдоль его оси соосные цилиндрические катушки 2 и 3. Якорь выполнен с кольцевыми проточками, в которых установлены кольца 4 из мате риала с высокой электрической прово- ди focтью, например меди. Кольца 4 образуют электропроводные, участки 5  кор  1, а тело  кор  1 между кольцами 4 образует его ферромагнитные участки 6. Катушки 2 и 3 размещены в магнитопроводе 7 чашеобразной конструкции. Рассто ние между электропроводными участками 5  кор  1 равно рассто нию между торцами катушек 2 и 3, рассто ние мезвду центрами катушек 2 и 3 равно 2,5 Т. Катушки 2 и 3 выполнены с отводами от середины , соединенной с общей точкой преобразовател . К концевым выводам катушек 2 и 3 подключены фазосдвигаю- щие конденсаторы 8-11, противоположные зажимы которых подключены к катушке 12 синусоидального напр жени , присоединенной к общей точке преобразовател . К одйоименньтм концевым выводам катушек 2 и 3 подключены входами сумматоры 13 и 14. Один из входов каждого сумматора  вл етс  инвертирующим . К выходам сумматоров 13 и 14 подключен входами фазометр 15. Величина емкости конденсаторов 8-11 выбрана из услови  равенства резонансных частот колебательных контуров , образованных половинами обмоток 2 и 3 и конденсаторами 8-11, частоте источника 12 синусоидального напр -: жени .The converter contains core bar 1 made of ferromagnetic material, which is connected to the test object during measurements, and coaxial cylindrical coils 2 and 3 are installed along its axis. The armature is made with annular grooves in which rings 4 are installed di fost, for example copper. Rings 4 form electrically conductive, sections 5 of core 1, and the body of core 1 between rings 4 forms its ferromagnetic portions 6. Coils 2 and 3 are placed in the magnetic circuit 7 of the cup-shaped structure. The distance between the electrically conductive parts 5 of core 1 is equal to the distance between the ends of coils 2 and 3, the distance between the centers of the coils 2 and 3 is 2.5 T. The coils 2 and 3 are made with outlets from the middle connected to the common point of the converter. The phase terminals of coils 2 and 3 are connected to phase-shifting capacitors 8-11, the opposite terminals of which are connected to the coil 12 of sinusoidal voltage connected to the common point of the converter. One end terminals of coils 2 and 3 are connected by inputs of adders 13 and 14. One of the inputs of each adder is inverting. The outputs of the adders 13 and 14 are connected to the inputs of the phase meter 15. The capacitance value of the capacitors 8-11 is selected from the condition of equality of the resonant frequencies of the oscillating circuits formed by the half windings 2 and 3 and the capacitors 8-11, the frequency of the source 12 sinusoidal voltage -.

Преобразователь перемещений работает следующим образом.The displacement transducer works as follows.

При перемещении  кор  1 его электропроводные уча сткн 5 перемещаютс  относительно катушек 2 и 3, вслед- ствие чего измен етс  соотношение между величинами активных и иидуктивWhen moving the core 1, its electrically conductive parts 5 move relative to coils 2 and 3, as a result of which the ratio between the values of active and id

OO

5five

00

5five

00

5five

ных составл ющих полного сопротивлени  обмоток 2 и 3 и переменным го- ком. Это приводит к изменению амплитуды , и фазы сигналов переменного тока, снимаемых с точек соединени  выводов обмоток 2 и 3 с конденсаторами 8-11. Форма зависимости амплитуды и фазы этих сигналов от величины перемещени   кор  1 близка к синусоидальной . Вследствие несимметричного расположени  электропроводных участков 5 по длине катушек 2 и 3 закон изменени  фазы сигналов на входах сумматоров 13 имеет противоположный знак по отношению к закону изменени  фазы сигналов на входах сумматора 14. На выходе сумматоров 13 и 14, реализующих дифференциальную , схему сложени  сигналов, формируютс  результирующие сигналы, фазы которых измен ютс  пропорционально перемещению  кор  1 в противоположных направлени х. Поэтому при .перемещении  кор  1 на рассто ние Т между двум  электропроводными участками 5 фазы сигналов на выходах сумматоров измен ютс  на 360 эл.град., а фаза результирующего сигнала - на 720 эл. град.components of the impedance of the windings 2 and 3 and the variable volume. This leads to a change in the amplitude and phase of the alternating current signals taken from the connection points of the terminals of windings 2 and 3 with the capacitors 8-11. The form of the amplitude and phase dependence of these signals on the magnitude of the movement of the core 1 is close to sinusoidal. Due to the asymmetric arrangement of the electrically conductive portions 5 along the length of coils 2 and 3, the law of phase variation of the signals at the inputs of adders 13 has the opposite sign with respect to the law of phase variation of signals at the inputs of adder 14. At the output of adders 13 and 14, which realize the differential, signal addition circuit, resulting signals, the phases of which change in proportion to the movement of the core 1 in opposite directions. Therefore, with the movement of the core 1 to the distance T between the two electrically conductive parts 5, the phases of the signals at the outputs of the adders change by 360 electr., And the phase of the resulting signal by 720 el. hail.

Благодар  двухкратному дифференциальному преобразованию сигналов, снимаемых с обмоток преобразовател , уменьшаютс  температурные и частотные погрешности и повышаетс  точность преобразовани .Due to the two-fold differential conversion of signals taken from the converter windings, temperature and frequency errors are reduced and the conversion accuracy is improved.

При выполнении  кор  и магнито- провода, например, тороидальными преобразователь может быть использован также дл  контрол  угловых перемещений .When performing the core and magnetic conductor, for example, a toroidal transducer can also be used to control the angular displacements.

Claims (1)

1 Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  перемещений. Цель изобретени  - повышение точности преобразовател  перемещений в фазу путем уменьшени  температурных и частотных погрешностей. На чертеже показана принципиальна  схема преобразовател  перемещений в фазу. Преобразователь содержит стержневой  корь 1 из ферромагнитного материала , св зываемый в процессе .измерений с объектом контрол , и установленные вдоль его оси соосные цилиндрические катушки 2 и 3. Якорь выполнен с кольцевыми проточками, в которых установлены кольца 4 из мате риала с высокой электрической проводи focтью , например меди. Кольца 4 образуют электропроводные, участки 5  кор  1, а тело  кор  1 между кольцами 4 образует его ферромагнитные участки 6. Катушки 2 и 3 размещены в магнитопроводе 7 чашеобразной конструкции. Рассто ние между электропроводными участками 5  кор  1 рав но рассто нию между торцами катушек 2 и 3, рассто ние мезвду центрами катушек 2 и 3 равно 2,5 Т. Катушки 2 и 3 выполнены с отводами от середи ны, соединенной с общей точкой преобразовател . К концевым выводам катушек 2 и 3 подключены фазосдвигающие конденсаторы 8-11, противоположные зажимы которых подключены к катушке 12 синусоидального напр жени  присоединенной к общей точке преобразовател . К одйоименньтм концевым выводам катушек 2 и 3 подключены вхо дами сумматоры 13 и 14. Один из входов каждого сумматора  вл етс  инвер тирующим. К выходам сумматоров 13 и 14 подключен входами фазометр 15. Величина емкости конденсаторов 8-11 выбрана из услови  равенства резонансных частот колебательных контуров , образованных половинами обмоток 2 и 3 и конденсаторами 8-11, частоте источника 12 синусоидального напр -: жени . Преобразователь перемещений работает следующим образом. При перемещении  кор  1 его элект ропроводные участкн 5 перемещаютс  относительно катушек 2 и 3, вследствие чегоизмен етс  соотношение между величинами активных и иидуктив 5 ных составл ющих полного сопротивлени  обмоток 2 и 3 и переменным гоком . Это приводит к изменению амплитуды , и фазы сигналов переменного тока, снимаемых с точек соединени  выводов обмоток 2 и 3 с конденсаторами 8-11. Форма зависимости амплитуды и фазы этих сигналов от величины перемещени   кор  1 близка к синусоидальной . Вследствие несимметричного расположени  электропроводных участков 5 по длине катушек 2 и 3 закон изменени  фазы сигналов на входах сумматоров 13 имеет противоположный знак по отношению к закону изменени  фазы сигналов на входах сумматора 14. На выходе сумматоров 13 и 14, реализующих дифференциальную , схему сложени  сигналов, формируютс  результирующие сигналы, фазы которых измен ютс  пропорционально перемещению  кор  1 в противоположных направлени х. Поэтому при .перемещении  кор  1 на рассто ние Т между двум  электропроводными участками 5 фазы сигналов на выходах сумматоров измен ютс  на 360 эл.град., а фаза результирующего сигнала - на 720 эл. град. Благодар  двухкратному дифференциальному преобразованию сигналов, снимаемых с обмоток преобразовател , уменьшаютс  температурные и частотные погрешности и повышаетс  точность преобразовани . При выполнении  кор  и магнитопровода , например, тороидальными преобразователь может быть использован также дл  контрол  угловых перемещений . Формула изобретени  1реобразователь перемещений в фазу , содержащий пару размещенных на магнитопроводе обмоток,  корь с чередующимис  ферромагнитными и электропроводными участками, соединенный с общей точкой преобразовател , источник синусоидального напр жени  и фазометр, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, он снабжен четырьм  фазосдвигагацими конденсаторами и двум  сзгмматорами, обмотки выполнены с отводом от середины , соединенной с общей точкой преобразовател , конденсаторы вклю312803051 The invention relates to a measurement technique and can be used to control movements. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the displacement transducer to the phase by reducing the temperature and frequency errors. The drawing shows a schematic diagram of a displacement transducer into a phase. The converter contains core bar 1 made of ferromagnetic material, which is connected to the test object during measurements, and coaxial cylindrical coils 2 and 3 are installed along its axis. The armature is made with ring grooves in which rings 4 of high electrical conductivity material are installed such as copper. Rings 4 form electrically conductive, sections 5 of core 1, and the body of core 1 between rings 4 forms its ferromagnetic portions 6. Coils 2 and 3 are placed in the magnetic circuit 7 of the cup-shaped structure. The distance between the electrically conductive parts 5 core 1 is equal to the distance between the ends of coils 2 and 3, the distance from the center of the coils 2 and 3 is 2.5 T. The coils 2 and 3 are made with outlets from the middle connected to the common point of the converter. The terminal terminals of coils 2 and 3 are connected to phase-shifting capacitors 8-11, the opposite terminals of which are connected to the coil 12 of sinusoidal voltage connected to the common point of the converter. One end terminals of coils 2 and 3 are connected by inputs of adders 13 and 14. One of the inputs of each adder is inverter. The outputs of the adders 13 and 14 are connected to the inputs of the phase meter 15. The capacitance value of the capacitors 8-11 is selected from the condition of equality of the resonant frequencies of the oscillating circuits formed by the half windings 2 and 3 and the capacitors 8-11, the frequency of the source 12 sinusoidal voltage -. The displacement transducer works as follows. When the core 1 is moved, its electrical sections 5 move relative to coils 2 and 3, as a result of which the ratio between the active and active values 5 of the impedance of the windings 2 and 3 and the alternating gok changes. This leads to a change in the amplitude and phase of the alternating current signals taken from the connection points of the terminals of windings 2 and 3 with the capacitors 8-11. The form of the amplitude and phase dependence of these signals on the magnitude of the movement of the core 1 is close to sinusoidal. Due to the asymmetric arrangement of the electrically conductive portions 5 along the length of coils 2 and 3, the law of phase variation of the signals at the inputs of adders 13 has the opposite sign with respect to the law of phase variation of signals at the inputs of adder 14. At the output of adders 13 and 14, which realize the differential, signal addition circuit, resulting signals, the phases of which change in proportion to the movement of the core 1 in opposite directions. Therefore, with the movement of the core 1 to the distance T between the two electrically conductive parts 5, the phases of the signals at the outputs of the adders change by 360 electr., And the phase of the resulting signal by 720 el. hail. Due to the two-fold differential conversion of signals taken from the converter windings, temperature and frequency errors are reduced and the conversion accuracy is improved. When performing the core and the magnetic circuit, for example, a toroidal converter can also be used to control the angular displacements. Claim 1: A transducer into a phase comprising a pair of windings placed on a magnetic core, measles with alternating ferromagnetic and electrically conductive parts, connected to a common point of a transducer, a sinusoidal voltage source and a phase meter, characterized in that it is equipped with four phase-shifting capacitors and two szgmmators, the windings are made with a tap from the middle, connected to the common point of the converter, the capacitors are switched on; чены между источником Напр жени  и «ым концевым выводам обмоток, а выконцевыми выводами обмоток, сумма- ходы сумматоров соединены с входом торы подключены входами к одноимен- фазометра.between the source of the voltage and the terminal ends of the windings, and the terminal ends of the windings, the sum moves of the adders are connected to the input, the tori are connected by inputs to a single phase meter.
SU853894551A 1985-05-11 1985-05-11 Displacement-to-phase converter SU1280305A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853894551A SU1280305A1 (en) 1985-05-11 1985-05-11 Displacement-to-phase converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853894551A SU1280305A1 (en) 1985-05-11 1985-05-11 Displacement-to-phase converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1280305A1 true SU1280305A1 (en) 1986-12-30

Family

ID=21176886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853894551A SU1280305A1 (en) 1985-05-11 1985-05-11 Displacement-to-phase converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1280305A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Федотов А.В. Расчет и проектирование информативных измерительных устройств. М.: Машиностроение, 1979. Авторское свидетельство СССР № 1231387, кл. G 01 В 7/00, 1985. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4837515A (en) Radio frequency coil for nuclear magnetic resonance imaging
US2671892A (en) Measuring device
US3068457A (en) Displacement measuring device
US4755756A (en) Radio frequency coil for nuclear magnetic resonance imaging
US3219920A (en) Transducer employing a guard ring between input and output means to reduce stray capacitances
CN114545057A (en) System and method for expanding Rogowski coil current sensor measurement bandwidth
JP2002528710A (en) Linear inductive transducer
SU1280305A1 (en) Displacement-to-phase converter
US3882437A (en) Harmonic cancellation in a variable coupling transformer
US3334949A (en) Electrostatic bearing
CN111397498B (en) Absolute time grating linear displacement sensor
US2383857A (en) Ultra high frequency wave coupling device
SU1155844A1 (en) Method of measuring geometrical parameters of current-conducting articles
RU218474U1 (en) Inductive angle encoder
SU1508091A1 (en) Contactless transducer of linear displacements
CN114280404B (en) Angle testing system and angle testing method for Scott transformer
SU930000A1 (en) Linear displacement inductive capacitive transducer
SU1513532A1 (en) Current measuring device
US3283267A (en) Inductive coupling device with a rotatable and a stationary coupling loop, and method of its application
SU1420355A1 (en) Two-coordinate transducer
JPH0331047Y2 (en)
RU1784837C (en) Angle displacement two-co-ordinates converter
SU1051592A1 (en) Inductor
SU1267293A1 (en) Inductance standard
SU1164604A1 (en) Meter of velocity of non-magnetic current-conducting bodies