SU1479856A1 - Device for remote measuring of movements - Google Patents

Device for remote measuring of movements Download PDF

Info

Publication number
SU1479856A1
SU1479856A1 SU864166119A SU4166119A SU1479856A1 SU 1479856 A1 SU1479856 A1 SU 1479856A1 SU 864166119 A SU864166119 A SU 864166119A SU 4166119 A SU4166119 A SU 4166119A SU 1479856 A1 SU1479856 A1 SU 1479856A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
reflected wave
coupler
voltage
output
gap
Prior art date
Application number
SU864166119A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Николаевич Папинов
Геннадий Михайлович Пузанов
Original Assignee
Винницкий завод "Кристалл"
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 Винницкий завод "Кристалл" filed Critical Винницкий завод "Кристалл"
Priority to SU864166119A priority Critical patent/SU1479856A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1479856A1 publication Critical patent/SU1479856A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике. Цель изобретени  - повышение чувствительности при измерении микроперемещений. Устройство содержит г-р 1 электромагнитных колебаний, направленный ответвитель 2, линию 3 передачи, волновое сопротивление которой равно активному сопротивлению 4, а также резонансный датчик, выполненный из катушки 5 индуктивности и емкостного преобразовател  6 с измен ющимс  зазором. ВЧ-напр жение г-ра 1 через ответвитель 2 поступает на линию 3 и распростран етс  в ней в виде падающей волны напр жени . По достижении ею нагрузки линии 3, образованной сопротивлением 4, катушкой 5 и преобразователем 6, происходит образование отраженной волны, движущейс  от нагрузки к ответвителю 2. При начальном значении зазора нет отраженной волны и устройство работает в режиме согласовани . При изменении зазора от измер емых микроперемещений измен етс  амплитуда отраженной волны, котора  достигает ответвител  2 и выдел етс  в виде ВЧ-напр жени  на выходе 7. 2 ил.This invention relates to a radio measuring technique. The purpose of the invention is to increase the sensitivity when measuring micro-movements. The device contains r-1 electromagnetic oscillations, a directional coupler 2, a transmission line 3, the characteristic impedance is equal to active resistance 4, as well as a resonant sensor made of inductance coil 5 and a capacitive transducer 6 with a variable gap. The rf voltage of mr 1 through the coupler 2 enters the line 3 and propagates in it in the form of an incident voltage wave. When it reaches the load of line 3, formed by resistance 4, coil 5 and converter 6, a reflected wave is formed, moving from the load to the coupler 2. At the initial gap value, there is no reflected wave and the device operates in the matching mode. When the gap changes due to the measured microdisplacements, the amplitude of the reflected wave changes, which reaches the coupler 2 and is released as an RF voltage at the output 7. 2 Il.

Description

ЈJ

4 four

СО 00 СП 05CO 00 SP 05

Фиг.11

-1 -one

11471147

Изобретение относитс  к радиоич- мерительной технике и может быть использовано дл  измерени  рассто ний и зазоров между разнесенными пред- метами.The invention relates to radio engineering and can be used to measure distances and gaps between spaced objects.

Цель изобретени  - повышение чувствительности при измерении микроперемещений .The purpose of the invention is to increase the sensitivity when measuring micro-movements.

На фиг. 1 приведена структурна  электрическа  схема устройства дл  дистанционного измерени  перемещений; на фиг, 2 - графические зависимости выходного напр жени  от конкретных значений измер емых микроперемещений при заданных значени х частот стабилизированного высокочастотного генератора и параметрах емкостного преобразовател  микроперемещений.FIG. Figure 1 shows the structural electrical circuit of the device for remote measurement of movements; Fig. 2 shows graphical dependences of the output voltage on specific values of measured microdisplacements at given frequency values of a stabilized high-frequency generator and parameters of a capacitive converter of microdisplacements.

Устройство дл  дистанционного из- мерени  содержит генератор 1 электромагнитных колебаний, направленный от- ветвителъ 2, линию 3 передачи, активное сопротивление 4, равное волновому сопротивлению линии 3 переда- чи, катушку 5 индуктивности и емкостный преобразователь 6 с измен ющимс  зазором, соединенные последовательно . Выходной сигнал, линейно завис щий от измер емых микропереме- щений, снимаетс  с выхода 1 отраженной волны направленного ответвител  2. Емкостный преобразователь 6 располагаетс , например, над провод щей поверхностью контролируемого объ- екта 8 на начальном рассто нии от него dQ.The device for remote measurement contains an electromagnetic oscillator 1, a directional branch 2, a transmission line 3, an active resistance 4 equal to the characteristic impedance of the transmission line 3, an inductance coil 5 and a variable-gap capacitive converter 6 connected in series. The output signal, which is linearly dependent on the measured micromotations, is removed from the output 1 of the reflected wave of the directional coupler 2. The capacitive transducer 6 is located, for example, over the conducting surface of the object 8 under test at the initial distance dQ from it.

Устройство дл  дистанционного измерени  перемещений работает следующим образом.A device for remote measurement of movements operates as follows.

Высокочастотное напр жение с выхода стабилизированного генератора 1 через направленный ответвитель 2 поступает на вход линии передачи 3 и распростран етс  в ней в виде падающей волны напр жени . По достижении ею нагрузки линии 3 передачи, образованной активным сопротивлением 4, катушкой 5 индуктивности и емкостным преобразователем 6, происходит образование отраженной волны, движущейс The high-frequency voltage from the output of the stabilized generator 1 through the directional coupler 2 is fed to the input of the transmission line 3 and propagates in it in the form of an incident voltage wave. When it reaches the load of the transmission line 3 formed by the active resistance 4, the inductor 5 and the capacitive transducer 6, the formation of a reflected wave, moving

от нагрузки к направленному ответви- телю 2. Амплитуда этой волны будет равна нулю только при начальном значении зазора , когда катушка 5 индуктивности и емкостный преобразователь 6 настроены в резонанс. В этом случае полное входное сопротивление нагрузки равно активному сопротивлению 4, т.е. волновому сопротивлению линии 3 передачи. Этот режим называетс  режимом согласовани . Отраженной волны в этом случае нет,from the load to the directional coupler 2. The amplitude of this wave will be zero only at the initial gap value, when the inductor 5 and the capacitive transducer 6 are tuned to resonance. In this case, the total input resistance of the load is equal to the active resistance 4, i.e. 3 impedance line impedance. This mode is referred to as negotiation mode. There is no reflected wave in this case,

В любом другом случае, когда значение зазора не равно d, возникает отраженна  волна, амплитуда которой зависит от изменений этого зазора ud, т.е. от измер емых микроперемещений. Отраженна  волна достигает направленного ответвител  2 и выдел етс  в виде высокочастотного напр жени  на его выходе 7. Дл  сохранени  однозначности при измерени х микроперемещений допускаетс  либо уменьшение зазора относительно начального значени  d0, т.е. провод ща  поверхность контролируемого объекта 8 приближаетс  к вто- рому электроду емкостного преобразовател  6 микроперемещений с измен ющимс  зазором, либо его увеличение от минимального. Дл  измерени  вибраций следует после настройки контура в резонанс при начальном значении зазора d0 сместить электрод емкостного преобразовател  6 на величину, равную половине диапазона измерени , в направлении поверхности вибрирующег объекта контрол  8, В этом случае линейность характеристики сохран етс  а возникшую посто нную составл ющую на выходе линейного преобразовател  можно легко убрать с помощью разделительной емкости (не показана). IIn any other case, when the gap value is not equal to d, a reflected wave arises, the amplitude of which depends on the changes in this gap ud, i.e. from measured microdisplacements. The reflected wave reaches the directional coupler 2 and is allocated in the form of high-frequency voltage at its output 7. To maintain uniqueness when measuring the microdisplacements, the gap is allowed to be reduced with respect to the initial value d0, i.e. The conductive surface of the monitored object 8 approaches the second electrode of the capacitive microdisplacement transducer 6 with a varying gap, or its increase from the minimum. To measure the vibrations, after adjusting the circuit to resonance at the initial gap d0, move the electrode of the capacitive transducer 6 by an amount equal to half the measurement range in the direction of the surface of the vibrating control object 8. In this case, the linearity of the characteristic is saved and the resulting constant component at the output A linear converter can be easily removed using a spacer (not shown). I

Амплитуда отраженной волны наThe amplitude of the reflected wave on

входе линии св зи следующим образом зависит от измер емых микроперемещенийthe input of the communication line as follows depends on the measured microdisplacements

IWel-bd IWel-bd

ITIT

ll-U2ud ll-U2ud

(1)(one)

где об where is about

1one

2pw6s2pw6s

Дл  того, чтобы выделить напр жение отраженной волны на отдельном выходе преобразовател  используетс  направленный ответвитель 2, включенный между генератором 1 и линией 3 передачи, который может быть выполнен по схеме высокочастотного балансного моста. Коэффициент передачи напр жени  отраженной волны на выход 7In order to isolate the voltage of the reflected wave at a separate output of the converter, a directional coupler 2 is used, connected between generator 1 and transmission line 3, which can be made according to the high-frequency balanced bridge circuit. The voltage transfer coefficient of the reflected wave to output 7

направленного ответвител  посто нен и стремитс  к единице. Тогда -выражение описывает функциональную зависимость выходного сигнала от измер емых микроперемещений.the directional coupler is constant and tends to unity. Then the expression describes the functional dependence of the output signal on the measured microdisplacements.

Дл  получени  линейной зависимости необходимо добитьс  выполнени  следующего услови :To obtain a linear relationship, it is necessary to achieve the following condition:

oL2-uoL2 «: 1oL2-uoL2 «: 1

(2)(2)

При заданных габаритах емкостного преобразовател  6 микроперемещений, волновом сопротивлении линии 3 передачи , диэлектрических свойствах изол тора о добитьс  выполнени  этого услови  можно подбором частоты выходного напр жени  генератора 1Given the dimensions of the capacitive converter 6 microdisplacement, the characteristic impedance of the transmission line 3, the dielectric properties of the insulator, this condition can be achieved by selecting the frequency of the output voltage of the generator 1

00 27f t00 27f t

дл  чего необходимо задатьс  допустимым значением погрешности нелинейности преобразовани .for which it is necessary to specify the admissible value of the nonlinearity error of the transformation.

Учитыва  выражение (1), можно получить диапазон частот выходного напр жени  генератора 1, обеспечивающий выполнение услови  (2). Выбор любой частоты из этого диапазона дл  построени  данного генератора 1 позволит получить погрешность нелинейности в заданном диапазоне измерений не хуже допустимой величины. Таким образом, частота выходного напр жени  генератора 1 выбираетс  из услови Taking into account the expression (1), it is possible to obtain the frequency range of the output voltage of generator 1, which ensures the fulfillment of condition (2). The choice of any frequency from this range to build this generator 1 will allow to obtain the nonlinearity error in a given measurement range not worse than the permissible value. Thus, the frequency of the output voltage of the generator 1 is chosen from the condition

f f

;(3); (3)

где диапазон измер емых микроперемещений ; where is the range of measured microdisplacements;

р - волновое сопротивление линии 3 передачи-,p is the characteristic impedance of the transmission line 3,

s - площадь перекрыти  электродов емкостного преобразовател  6; Ј - абсолютна  диэлектрическа s is the area of overlap of the electrodes of the capacitive transducer 6; Ј - absolute dielectric

проницаемость зазора; Јнл допустима  погрешность нелинейности преобразовани , в %,gap permeability; Допустnl permissible error of nonlinearity of conversion, in%,

Claims (1)

15 Формула изобретени 15 claims Устройство дл  дистанционного измерени  перемещений, содержащее последовательно соединенные генератор электромагнитных колебаний, направленный ответвитель и линию передачи, измеритель амплитуды, подсоединенный к выходу отраженной волны направлен-, ного ответвител , и резонансный датчик , отличающеес  тем, что, с целью повышени  чувствительA device for remote measurement of displacements, comprising a series-connected electromagnetic oscillator, a directional coupler and a transmission line, an amplitude meter connected to the output of the reflected wave of the directional coupler, and a resonant sensor, characterized in that, in order to increase the sensitivity ности при измерении микроперемещений резонансный датчик выполнен в виде последовательно соединенных катушки индуктивности и емкостного преобразовател , между выходом линии передачи и входом резонансного датчика включено активное сопротивление, величина которого равна волновому сопротивлению линии св зи.When measuring microdisplacements, the resonant sensor is made in the form of series-connected inductors and a capacitive converter; the resistance between the output of the transmission line and the input of the resonant sensor is equal to the characteristic impedance of the communication line. О Ю 20 30 Ю мкм Фиг 2.About Yu 20 30 Yu microns Fig 2.
SU864166119A 1986-12-24 1986-12-24 Device for remote measuring of movements SU1479856A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864166119A SU1479856A1 (en) 1986-12-24 1986-12-24 Device for remote measuring of movements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864166119A SU1479856A1 (en) 1986-12-24 1986-12-24 Device for remote measuring of movements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1479856A1 true SU1479856A1 (en) 1989-05-15

Family

ID=21274699

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864166119A SU1479856A1 (en) 1986-12-24 1986-12-24 Device for remote measuring of movements

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1479856A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент US N 2288838, кл. 73-11.4, опублик. 1965. Патент OTA ff 4588953, кл. 324-58.5 опублик. 1986. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3973191A (en) Inductive displacement sensor apparatus
US4093914A (en) Method of measuring parameters of a crystal filter
JPH01193607A (en) Use of dielectric microwave resonator and sensor circuit
JP3329555B2 (en) Impedance meter
US20070057772A1 (en) Hybrid SAW/BAW sensor
US2611021A (en) Resonant bridge circuits
SU1479856A1 (en) Device for remote measuring of movements
US4777430A (en) Circuit for determining the effective series resistance and Q-factor of capacitors
US4136313A (en) Apparatus for measuring q-quality of oscillatory circuit components
Tian et al. The research of a frequency-modulated displacement sensor
US3418597A (en) Capacitive measuring probe and circuit therefor
SU1420564A1 (en) Phase-generating meter of magnetic susceptibility
US3555416A (en) Noncontact displacement pickup employing coaxial signal coupling
US3490036A (en) Method for testing a crystal wherein the crystal is connected in series with a conductive core to form a single current conducting loop
RU2239200C2 (en) Permittance precision measurement device
Diniz et al. Automatic control to compensate misalignments of a wireless power system
SU932208A1 (en) Device for measuring distance to conductive surface
SU1044958A1 (en) Normalizing converter having frequency output signal for differential-type pickups
RU2110805C1 (en) Method determining input conduction of antenna
SU1236311A1 (en) Induction vibration transducer
SU871002A2 (en) Pressure pickup
SU1427336A1 (en) Microdisplacement master control
SU1049817A1 (en) Bridge circuit of measuring capacity pickup
JP3174984B2 (en) Pressure transducer
SU796773A1 (en) Capacity variation sensor