SU1663397A2 - Displacement-to-phase transducer - Google Patents

Displacement-to-phase transducer Download PDF

Info

Publication number
SU1663397A2
SU1663397A2 SU894684525A SU4684525A SU1663397A2 SU 1663397 A2 SU1663397 A2 SU 1663397A2 SU 894684525 A SU894684525 A SU 894684525A SU 4684525 A SU4684525 A SU 4684525A SU 1663397 A2 SU1663397 A2 SU 1663397A2
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
phase
reference signal
displacement
converter
sensor
Prior art date
Application number
SU894684525A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Дмитриевич Конаков
Анатолий Николаевич Трофимов
Вячеслав Анатольевич Столяров
Анжелика Олеговна Хаева
Original Assignee
Предприятие П/Я А-1891
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 Предприятие П/Я А-1891 filed Critical Предприятие П/Я А-1891
Priority to SU894684525A priority Critical patent/SU1663397A2/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1663397A2 publication Critical patent/SU1663397A2/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  перемещени  объектов. Цель изобретени  - повышение точности за счет коррекции фазы опорного сигнала на входе фазометра. В преобразователь введены фазосдвигающий блок и усилители-ограничители, что дает возможность корректировать смещение нулевого уровн  выходной характеристики чувствительного элемента изменением фазы опорного сигнала, которое возникает в процессе изготовлени  или длительной эксплуатации, а также при воздействии температуры на составные части преобразовател  и датчик. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.The invention relates to instrumentation technology and can be used to measure the movement of objects. The purpose of the invention is to improve the accuracy by correcting the phase of the reference signal at the phase meter input. A phase-shifting unit and limiter amplifiers are introduced into the converter, which makes it possible to correct the zero-level offset of the output characteristic of the sensing element by changing the phase of the reference signal that occurs during manufacturing or long-term operation, as well as when the temperature affects the components of the converter and the sensor. 1 hp f-ly, 4 ill.

Description

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  перемещени  объектов.The invention relates to an instrumentation technique and can be used to measure the movement of objects.

Цель изобретени  - повышение точности путем коррекции фазы опорного сигнала на входе фазометра.The purpose of the invention is to improve the accuracy by correcting the phase of the reference signal at the phase meter input.

На фиг. 1 представлена блок-схема преобразовател ; на фиг. 2 - векторна  диаграмма выходных сигналов; на фиг. 3 и 4 - графические зависимости выходных характеристик , соответственно, чувствительного элемента и преобразовател  перемещение - фаза в функции перемещени .FIG. 1 is a block diagram of a converter; in fig. 2 - vector diagram of the output signals; in fig. 3 and 4 are graphical dependences of the output characteristics, respectively, of the sensitive element and the displacement transducer — phase in the displacement function.

Преобразователь перемещение - фаза содержит чувствительный элемент 1, включающий в себ  ферромагнитный  корь 2, установленный с возможностью перемещени , симметрирующую ферромагнитную пластину 3, секции 4, 5 обмотки возбужде1 ни , электрически соединенные последовательно согласно, секции 6, 7 измерительной обмотки, электрически соединенные последовательно встречно, сердечник 8; блок 9The displacement transducer — the phase contains a sensing element 1, which includes a ferromagnetic measles 2, mounted for movement, and a balancing ferromagnetic plate 3, sections 4, 5 of the field winding, electrically connected in series according to section 6, 7 of the measuring winding, electrically connected in series oppositely core 8; block 9

повышени  достоверности измер емого перемещени , в который вход т ключи 10, 11, эталонный фазосдвигающий блок 12, блок 13 управлени , шина 14 управлени , а также генератор 15 синусоидального напр жени , блок 16 коррекции фазы опорного сигнала, усилители-ограничители 17, 18, фазометр 19, имеющий в своем составе выходной каскад 20 усилени  напр жени  посто нного тока, блок 21 регулировани  чувствительности преобразовател . Параллельно секции 7 измерительной обмотки подключен фазосдвигающий элемент 22, в качестве которого выбран резистор, который в сочетании с индуктивностью измерительной обмотки представл ет собой фазовращатель.increase the reliability of the measured movement, which includes keys 10, 11, the reference phase-shifting unit 12, the control unit 13, the control bus 14, as well as the sinusoidal voltage generator 15, the reference signal phase correction unit 16, limiting amplifiers 17, 18, a phase meter 19, having in its composition an output stage 20 of a voltage gain of a direct current, a converter sensitivity control unit 21. Parallel to section 7 of the measuring winding, a phase-shifting element 22 is connected, for which a resistor is chosen, which in combination with the inductance of the measuring winding is a phase shifter.

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

При подключении обмотки возбуждени  (секции 4, 5) к источнику 15 синусоидального напр жени  в секци х 6, 7 измерительной обмотки возбуждаютс  напр жени  ираб и Uon, соответственно. С помощью фазосдвигающей цепи (параллельноWhen the field winding (sections 4, 5) is connected to the sinusoidal voltage source 15 in sections 6, 7 of the measuring winding, the irab and Uon are energized, respectively. Using a phase-shifting circuit (parallel to

ИAND

ОABOUT

ON CJ GOON CJ GO

Ю VIVU VI

кto

соединенные индуктивность секции 7 измерительной обмотки и элемент 22) фазу синусоидального напр жени  Don смещают относительно синусоидального напр жени  1)раб на угол $э более 90°, но менее 180°. Напр жени  1)раб и Uon геометрически суммируют на секци х 6, 7, а результирующий сигнал Ur и опорный сигнал Uon через ключ 11 и блок 16 коррекции фазы опорного сигнала подают на входы усилителей ограничителей 17,18 соответственно, с выходов которых сигналы Uj- и Uon подают соответственно на сигнальные входы Вх.1 и Вх.2 фазометра 19, регистрирующего разность фаз между сигналами Uj. и Uon в виде напр жени  посто нного тока ивых.the connected inductance of the measuring winding section 7 and the element 22) the phase of the sinusoidal voltage Don is shifted relative to the sinusoidal voltage 1) the slave is at an angle $ e more than 90 ° but less than 180 °. The voltages 1) slave and Uon are geometrically summed over sections 6, 7, and the resulting signal Ur and the reference signal Uon through the key 11 and the block 16 for correcting the phase of the reference signal are fed to the inputs of the limiter amplifiers 17.18, respectively, from whose outputs the signals Uj- and Uon are supplied respectively to the signal inputs Bx.1 and Bx.2 of the phase meter 19, which records the phase difference between the signals Uj. and uon in the form of wiV dc voltage.

При перемещении контролируемого объекта и св занного с ним  кор  2 в направлении увеличени  зазора др обеспечиваетс  модул ци  напр жени  на обмотках 6, 7 в функции перемещени  5Р.When moving the monitored object and the associated core 2 in the direction of increasing the gap, the voltage on the windings 6, 7 is modulated as a function of the movement 5P.

Напр жение Upa6, возбуждаемое в секции 6, уменьшаетс , а напр жение Uon, возбуждаемое в секции 7, возрастает,The voltage Upa6, excited in section 6, decreases, and the voltage Uon, excited in section 7, increases,

Функци  преобразовани  определ етс  выражениемThe conversion function is defined by

рвых - #2 pry - # 2

sin tj)osin tj) o

arctg arctg

, . Цраб QO , Crab QO

cos уъ ц vv чcos u c vv h

Uon {XIUon {xi

где рвы - фаза результирующего суммарного сигнала Ur относительно вектора напр жени  Uon, where pvs is the phase of the resulting sum signal Ur relative to the voltage vector Uon,

Ь - угол сдвига фаз между векторами напр жений Upa6 (х) и Uon (x).B is the phase angle between the voltage vectors Upa6 (x) and Uon (x).

При изменении модулированных напр жений Upa6 (x) и Uon(x) на секци х 6, 7 измерительной обмотки в функции перемещени  измен етс  величина и фаза суммар- ного (результирующего) сигнала на величину ( (%), что по сн ет векторна  диаграмма выходных сигналов датчика (фиг. 2). на которой напр жени , соответствующие максимальному зазору 5РМА«, обозначены штрихом, а без него - напр жени , соответствующие минимальному зазору,When modulating voltages Upa6 (x) and Uon (x) change on sections 6, 7 of the measuring winding, the value and phase of the total (resulting) signal changes by ((%) as a vector diagram) sensor output signals (Fig. 2). At which the voltages corresponding to the maximum gap of 5PMA are indicated by a stroke, and without it, the voltages corresponding to the minimum gap,

Орнин.Ornin.

При измерении перемещений в рабочем режиме управл ющий сигнал на шине 14 отсутствует, на инверсном выходе блока 13 по вл етс  управл ющий сигнал, который поступает на управл ющий вход ключа 11 и открывает его. С пр мого выхода блока 13 сигнал поступает на вход ключа 10 и закрывает его. Суммарное синусоидальное напр жение J2 с выхода секций 6, 7 измерительной обмотки поступает на вход первого усилител -ограничител  17, а опорное синусоидальное напр жение Uon - через открытый ключ 11 и блок 16 поступает на входWhen measuring movements in the operating mode, there is no control signal on bus 14, a control signal appears at the inverse output of block 13, which is fed to the control input of key 11 and opens it. From the direct output of block 13, the signal enters the input of the key 10 and closes it. The total sinusoidal voltage J2 from the output of sections 6, 7 of the measuring winding is fed to the input of the first amplifier limiter 17, and the reference sinusoidal voltage Uon is through the public key 11 and the block 16 is fed to the input

усилител -ограничител  18.amplifier limiter 18.

С выходов усилителей-ограничителей 17, 18 сигналы U и U0n поступают на входы фазометра 19, который регистрирует изменение фазы суммарного сигнала в функцииFrom the outputs of the limiting amplifiers 17, 18, the signals U and U0n arrive at the inputs of the phase meter 19, which records the change in the phase of the total signal as a function

0 перемещени  (рвы f(dp) на его входах в виде изменени  напр жени  посто нного тока в функции перемещени .0 displacement (pits f (dp) at its inputs as a change in DC voltage as a function of displacement.

Повышение точности измерени  за счет введени  блока 16 коррекции фазы опорно5 го напр жени  Uon и блока 21 регулировани  чувствительности преобразовател  по сн ют фиг. 3 и 4, где сплошными лини ми изображена выходна  характеристика чувствительного элемента f0p), сн 0 та  при градуировании датчика в процессе изготовлени  с регистрацией результатов градуировани  на выходе фазометра 19 в виде напр жени  посто нного тока ивых f ( 5р) и. документированием результатовImproving the measurement accuracy by introducing the unit 16 for correcting the phase of the reference voltage Uon and the unit 21 for adjusting the sensitivity of the converter is illustrated in FIG. 3 and 4, where the continuous line shows the output characteristic of the sensitive element f0p), taken 0 when calibrating the sensor in the manufacturing process with recording the calibration results at the output of the phase meter 19 in the form of a direct current voltage wiwi f (5p) and. documenting the results

5 градуировани  в формул ре датчика.5 graduations in sensor formulas.

В процессе эксплуатации датчика, вследствие временной нестабильности составных частей чувствительного элемента трансформаторного датчика и от воздейст0 ви  температуры, нулевое значение выходной характеристики чувствительного элемента f (5р) может смещатьс  (на фиг. 3 изображена штриховыми лини ми) параллельно выходной характеристике сн 5 той при градуировании (изображена на фиг, 3 сплошной линией), что приводит к снижению точности измерени  перемещений.During operation of the sensor, due to the time instability of the component parts of the sensing element of the transformer sensor and temperature effects, the zero value of the output characteristic of the sensitive element f (5p) can be displaced (in Fig. 3 is shown by dashed lines) parallel to the output characteristic of phase 5 when calibrating (depicted in FIG. 3 by a solid line), which leads to a decrease in the accuracy of movement measurement.

Дл  исключени  смещени  нул  выходной характеристики датчика с помощью бло0 ка 16, представл ющего собой регулируемый фазовращатель, плавно смещают фазу опорного сигнала Uon на входе Вх.2 фазометра 19, относительно которого измер етс  фаза результирующего сиг5 нала, таким образом, что выходна  характеристика чувствительного элемента приближаетс  и совпадает с выходной характеристикой , изображенной на фиг. 3 сплошной линией.To avoid zero displacement, the output characteristic of the sensor using block 16, which is an adjustable phase shifter, smoothly shifts the phase of the reference signal Uon at input Bx of phase meter 19, against which the resulting signal phase is measured, so that the output characteristic of the sensitive element approximates and coincides with the output characteristic shown in FIG. 3 solid line.

0 В результате коррекции смещени  нул  выходной характеристики чувствительного элемента исключаетс  и смещение нул  выходной характеристики преобразовател , регистрируемой фазометром 19,0 As a result of the correction of the zero offset of the output characteristic of the sensitive element, the zero offset of the output characteristic of the converter recorded by the phase meter 19 is eliminated,

5 Помимо смещени  нул  выходной характеристики датчика, вследствие временной нестабильности и дестабильности факторов (температура и др) составных частей чувствительного элемента 1. блока 9 повышени  достоверности информации измер емого перемещени  и фазометра 19 в процессе эксплуатации измен етс  чувствительность преобразовани  датчика (на фиг. 4 выходные характеристики изображе- ны штриховыми лини ми), т. е. снижаетс  точность измерени  перемещений.5 In addition to shifting the zero output characteristic of the sensor, due to temporal instability and destabilization of factors (temperature, etc.) of the component parts of the sensing element 1. of block 9 for increasing the reliability of information of the measured displacement and phase meter 19 during operation, the sensitivity of the sensor conversion changes (in Fig. 4, the output the characteristics are shown as dashed lines), i.e., the accuracy of the measurement of displacements decreases.

Дл  исключени  изменени  чувствительности преобразовани  датчика с по- мощью блока 21 регулировани  чувствительности, включенного между выходом и входом выходного каскада 20 усилени  напр жени  посто нного тока фазометра, измен ют плавно чувствитель- ность преобразовани  фазометра 19 перед проведением измерений в процессе эксплуатации с помощью блока 21 исключаетс  возникающее изменение чувствительности датчика, обусловленное воздействием дат- чика, воздействием дестабилизирующих факторов и временной нестабильностью параметров составных частей преобразовател , т. е. повышаетс  точность измерени  перемещений.In order to avoid changing the sensitivity of the sensor conversion using the sensitivity control unit 21 connected between the output and the input of the output stage 20 of the voltage gain of the phase meter, the sensitivity of the phase meter conversion 19 is changed smoothly before measuring during operation using the block 21 the resulting change in the sensitivity of the sensor due to the effect of the sensor, the influence of destabilizing factors and the temporal instability of the parameters with converter parts, i.e., the accuracy of the displacement measurement is improved.

Claims (2)

Формула изобретени  1. Преобразователь перемещени  - фаза по авт. св. № 1562675, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  точности, в него введены блок коррекции фазы опорного сигнала и два усилител -ограничител , первый крайний вывод измерительной обмотки через первый усилитель-ограничитель подключен к первому сигнальному входу фазометра, выходы эталонного фазос- двигающего блока и первого ключа через последовательно соединенные блок коррекции фазы опорного сигнала и второй усилитель-ограничитель подключены к второму сигнальному входу фазометра.Claim 1. Transducer displacement - phase according to ed. St. No. 1562675, which differs from the fact that, in order to increase accuracy, a phase correction block of the reference signal and two limiter amplifiers are introduced into it, the first extreme terminal of the measuring winding is connected to the first signal input of the phasemeter via the first limiting amplifier, the moving unit and the first switch are connected in series through the phase correction unit of the reference signal and the second limiting amplifier connected to the second signal input of the phase meter. 2. Преобразователь по п. отличающийс  тем, что в него введен блок регулировки чувствительности, а выход фазометра через блок регулировки чувствительности подключен к входу управлени  фазометра.2. The converter according to claim 2, in which the sensitivity adjustment unit is inserted into it, and the phase meter output is connected to the phase meter control input through the sensitivity adjustment unit. UprfUprf глch грааgraa vLrftft)vLrftft) фиг.Зfig.Z Фиг. 2FIG. 2 АBUT (ffp) I(ffp) I JP JP Ор,(МOp, (M УВых : f(Sp)CAR: f (Sp) фиг Лfig L up, мн.up, pl.
SU894684525A 1989-04-25 1989-04-25 Displacement-to-phase transducer SU1663397A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894684525A SU1663397A2 (en) 1989-04-25 1989-04-25 Displacement-to-phase transducer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894684525A SU1663397A2 (en) 1989-04-25 1989-04-25 Displacement-to-phase transducer

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU1562675 Addition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1663397A2 true SU1663397A2 (en) 1991-07-15

Family

ID=21444407

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894684525A SU1663397A2 (en) 1989-04-25 1989-04-25 Displacement-to-phase transducer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1663397A2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1562675, кл. G 01 В 7/00, 1989. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3875501A (en) Pulse width modulation type resistance deviation measuring apparatus
US4847554A (en) Current measuring and magnetic core compensating apparatus and method
JPS60104263A (en) Detector measuring parameter
US20060038578A1 (en) Differential voltage measuring apparatus and semiconductor testing apparatus
JPS6352712B2 (en)
JP3011559B2 (en) Power multiplication circuit
KR0182334B1 (en) Electrical quantity measurement device
SU1663397A2 (en) Displacement-to-phase transducer
KR0137088B1 (en) Power calculation device
US4292582A (en) Residual voltage regulating circuit for hall element
US4023100A (en) Transformer for d-c signals
RU1579231C (en) Method for determining nonlinearity of null-point accelerometer with compensating section
JP2002006014A (en) Magnetic sensor
JPS6018701A (en) Displacement measuring device
JP3068977B2 (en) Power multiplication circuit
US2891220A (en) Measuring apparatus
RU1832177C (en) Transformer-type displacement transducer
SU993153A1 (en) Device for measuring non-magnetic material specific resistance
SU1437699A1 (en) Pressure-measuring device
SU1193611A1 (en) Apparatus for measuring magnetic field strength
RU1781672C (en) Method of adjustment of pickup of angular movement
SU1224619A2 (en) Method of force measurement by magnetic-elastic transducer
SU1504489A1 (en) Contact-free displacement-to-frequency transducer
SU714298A1 (en) Digital meter of voltage increments
SU789952A1 (en) Magnetic field intensity measuring method