SU1665220A1 - Displacement-to-electrical signal transducer - Google Patents

Displacement-to-electrical signal transducer Download PDF

Info

Publication number
SU1665220A1
SU1665220A1 SU884499966A SU4499966A SU1665220A1 SU 1665220 A1 SU1665220 A1 SU 1665220A1 SU 884499966 A SU884499966 A SU 884499966A SU 4499966 A SU4499966 A SU 4499966A SU 1665220 A1 SU1665220 A1 SU 1665220A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
circuit
comparator
key
Prior art date
Application number
SU884499966A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Феликс Матвеевич Медников
Алексей Владимирович Малинин
Иосиф Давидович Лапидус
Марк Лазаревич Нечаевский
Альберт Васильевич Николаев
Original Assignee
Куйбышевский политехнический институт им.В.В.Куйбышева
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 Куйбышевский политехнический институт им.В.В.Куйбышева filed Critical Куйбышевский политехнический институт им.В.В.Куйбышева
Priority to SU884499966A priority Critical patent/SU1665220A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1665220A1 publication Critical patent/SU1665220A1/en

Links

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  перемещени  в электрический сигнал. Цель изобретени  - повышение точности за счет уменьшени  вли ни  внешних факторов. Это достигаетс  за счет введени  дополнительной обмотки измерени , смещенной относительно основной на известную величину. При работе устройства в указанных обмотках наводитс  поток, завис щий от координаты расположени  катушек измерени  и времени по экспоненциальным законам. При этом на компараторах, соединенных с обмоткой считывани  и с основной и дополнительной обмотками измерени  выдел ютс  сигналы, интегралы разности которых пропорциональныThe invention relates to a measurement technique and can be used to measure movement in an electrical signal. The purpose of the invention is to improve accuracy by reducing the influence of external factors. This is achieved by introducing an additional measurement winding offset from the main one by a known amount. When the device is operated in the indicated windings, a flow is induced depending on the coordinate location of the measurement coils and time according to exponential laws. At the same time, on the comparators connected to the read winding and to the main and auxiliary measurement windings, signals whose difference integrals are proportional to

один - известной величине, а второй - координате X основной измерительной обмотки. Путем обработки полученных сигналов на интеграторных блоках получают выходной импульс, длительность которого пропорциональна X. 2 ил.one is of known magnitude, and the second is the X coordinate of the main measuring winding. By processing the received signals on the integrator blocks, an output pulse is obtained, the duration of which is proportional to X. 2 Il.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  перемещений в автоматических системах управлени .The invention relates to measurement technology and can be used to measure displacements in automatic control systems.

Цель изобретени  - повышение точности за счет уменьшени  вли ни  внешних факторов.The purpose of the invention is to improve accuracy by reducing the influence of external factors.

На фиг.1 представлена структурна  схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы , по сн ющие работу устройства.Figure 1 shows the structural diagram of the device; 2 shows timing diagrams for the operation of the device.

Устройство содержит трансформаторный первичный преобразователь 1. магнитна  цепь которого выполнена согласованной с обмоткой 2 возбуждени , обмоткой измерени  3, состо щей из основной 3.1 и дополнительной 3.2 обмоток, иThe device contains a transformer primary converter 1. The magnetic circuit of which is made consistent with excitation winding 2, measurement winding 3 consisting of a main 3.1 and an additional 3.2 windings, and

обмоткой 4 считывани , источник 5 посто нного напр жени , ключи 6-11, компараторы 12-15, схемы И 16-18, интеграторные блоки 19, 20, схему НЕ 21, дифференцирующую цепочку 22, схему ИЛИ 23, одновибратор 24. клемму Запуска 25, резисторы 26 и 27, конденсаторы 28 и 29. Параллельно соединенные ключ 8, интегратор 19 и конденсатор 28 образуют первый интег- раторный блок 30, выход параллельного соединени   вл етс  выходом блока, и вход через резистор 26 соединен с первым входом блока, управл ющий вход ключа 8  вл етс  вторым входом блока. Аналогично ключ 11, интегратор 20, емкость 29 и резистор 27 образуют второй интеграторный блок 31.winding 4 readings, constant voltage source 5, keys 6-11, comparators 12-15, circuits AND 16-18, integrator units 19, 20, circuit NOT 21, differentiating chain 22, circuit OR 23, one-shot 24. Start terminal 25, resistors 26 and 27, capacitors 28 and 29. Parallel-connected switch 8, integrator 19 and capacitor 28 form the first integrator unit 30, the output of the parallel connection is the output of the unit, and the input through the resistor 26 is connected to the first input of the unit Key input 8 is the second input of the block. Similarly, the key 11, the integrator 20, the capacitance 29 and the resistor 27 form the second integrator unit 31.

Os О (Л N ГО ОOs O (L N GO O

сточник 5 посто нного напр жени  соедиен через ключ 6 управлени  с обмоткой 2 озбуждени , с инверсными входами первоо , второго и четвертого компараторов 12, 13, 15, через первый и второй ключи 7 и 9 - входами интеграторных блоков 30 и 31 оответственно. Обмотка считывани  4, основна  3.1 и дополнительна  3.2 обмотки измерени  подключены к пр мым входам компараторов 12, Т5, 13 соответственно. Инверсный выход второго компаратора 13 и пр мой выход четвертого компаратора 15 соединены с входами первой схемы И 16, выход которой соединен с управл ющим входом первого ключа 7. Инверсный выход четвертого компаратора 15 и пр мой выход первого компаратора 12 соединены с входами второй схемы , выход которой соединен с управл ющим входом второго ключа 9. Инверсный выход первого компаратора 12 соединен с управл ющим входом третьего ключа 10 и с первым входом третьей схемы И 18. Выход первого интег- раторного блока 30 через третий ключ 10 соединен с входом второго интеграторного блока 31, выход которого через третий компаратор 14 подключен к второму входу третьей схемы И 18, выход которой через схему НЕ 21 и дифференцирующую цепочку 22 подключен к первому входу схемы ИЛИ 23. Клемма 25 Запуск (вход устройства ) соединена с вторым входом схемы ИЛИ 23, выход которой соединен с входом одновибратора 24.Пр мой выход одновибра- тора 24 соединен с управл ющими входами ключей 8 и 11, интеграторных блоков 30 и 31 соответственно , а инверсный выход - с управл ющим входом ключа 6 управлени . Устройство работает следующим образом . После прихода сигнала Запуск (фиг.2, а) одновибратор 24 вырабатывает импульс напр жени  фиксированной длительности (фиг.2, б). В течение этого времени ключ 6 размыкаетс , а ключи 8, 11 замыкаютс , что приводит к разр ду интегрирующих емкостей интеграторных блоков 30 и 31. После окончани  этого импульса ключ 6 замыкаетс  (фиг.2, в), в результате чего через обмотку 2 возбуждени  протекает ток экспоненциальной формы и в магнитопроводе наводитс  магнитный поток Ф, измен ющийс  в функции координаты X и времени tA constant voltage source 5 is connected via a control key 6 to the excitation winding 2, with inverse inputs of the first, second and fourth comparators 12, 13, 15, through the first and second keys 7 and 9 - the inputs of the integrator units 30 and 31, respectively. The read winding 4, the main 3.1 and the additional 3.2 measuring windings are connected to the direct inputs of the comparators 12, T5, 13, respectively. The inverse output of the second comparator 13 and the direct output of the fourth comparator 15 are connected to the inputs of the first circuit AND 16, the output of which is connected to the control input of the first key 7. The inverse output of the fourth comparator 15 and the direct output of the first comparator 12 are connected to the inputs of the second circuit, the output which is connected to the control input of the second key 9. The inverse output of the first comparator 12 is connected to the control input of the third key 10 and to the first input of the third circuit AND 18. The output of the first integrator unit 30 is connected via the third key 10 to the inlet ohm second integrator unit 31, the output of which through the third comparator 14 is connected to the second input of the third circuit And 18, the output of which is through the circuit NOT 21 and differentiating chain 22 connected to the first input of the circuit OR 23. Terminal 25 Start (device input) is connected to the second input the OR circuit 23, the output of which is connected to the input of the one-shot 24. The direct output of the one-shot 24 is connected to the control inputs of the keys 8 and 11, the integrator blocks 30 and 31, respectively, and the inverse output to the control input of the control key 6. The device works as follows. After the arrival of the Start signal (Fig. 2, a), the one-shot 24 produces a voltage pulse of a fixed duration (Fig. 2, b). During this time, the key 6 opens, and the keys 8, 11 close, which leads to the discharge of the integrating capacitors of the integrator units 30 and 31. After the end of this pulse, the key 6 closes (Fig. 2c), as a result of which the excitation winding 2 an exponential current flows and a magnetic flux F is induced in the magnetic circuit, varying as a function of the X coordinate and time t

Ф(х, (1 ), (1) где т- посто нна  времени обмотки возбуждени ;F (x, (1), (1) where m is a constant excitation winding time;

J (RMLMA ) g коэффициент. Напр жени , снимаемые с обмоток считывани  и дополнительной, равныJ (RMLMA) g coefficient. The voltages taken from the read and additional windings are equal to

U(x.t)-W - Ф(,Л) U (x.t) -W - F (, L)

-МФм1/ге /ге х , где W - число витков в обмотках. -MFM1 / ge / ge x, where W is the number of turns in the windings.

(2)(2)

Если прин ть координату дополнительной обмотки ХО 0, первой секции обмотки считывани  Х1 X, а второй Х2 X + Z, где Z - известна  величина смещени  обмоток, и, обознача  Тн rln (UM/E0n ), KTJ, после несложных математических преобразований получают длительности ТО, Т1 и Т2 импульсов, формируемых на выходах компараторов 12. 15 13 соответственноIf we accept the coordinate of the additional winding X0 0, the first section of the read winding X1 X, and the second X2 X + Z, where Z is the magnitude of the winding displacement, and, designating Tn rln (UM / E0n), KTJ, after simple mathematical transformations, the durations are obtained THEN, T1 and T2 pulses generated at the outputs of the comparators 12. 15 13 respectively

5ТО Г In (Umax/Eon) ТН(3)5TO G In (Umax / Eon) TH (3)

Т1 Тн-г- j -Х ТН-К -X (4)T1 Tn-g- j -X TH-K -X (4)

Т2 - Тн - К (X + Z)(5)T2 - Tn - K (X + Z) (5)

0 (фиг. 2 г, д, е).0 (Fig. 2 g, d, e).

На выходах схем И 16 и 17 формируютс  импульсы длительностью (Т1-Т2) и (ТО- Т1) соответственно (фиг.2 ж, з), которые замыкают ключи 7 и 9. В результате этого на 5 выходах интеграторных блоков 30 31 формируютс  напр жени  (фиг.2 и, к)At the outputs of the circuits AND 16 and 17, pulses of duration (T1-T2) and (TO-T1), respectively, are formed (FIG. 2, h), which close the keys 7 and 9. As a result, at 5 outputs of the integrator blocks 30 31, wives (figure 2 and k)

Ц -Т2C -T2

Ui -1/Rc / Udt -1/RcXUi -1 / Rc / Udt -1 / RcX

0 XU(T1 -T2)° -1/Rc -U К -Z0 XU (T1 -T2) ° -1 / Rc -U K -Z

TO -т Ua - 1/R с / U dt - 1 /R с X (6)TO -t Ua - 1 / R with / U dt - 1 / R with X (6)

XU(TO-T1 ) - 1/R с U К -XXU (TO-T1) - 1 / R with U K -X

соответственно. После окончани  импульса длительностью ТО сигнал с инверсного выхода первого компаратора 12 замыкает ключ 10, что вызывает компенсацию напр жени  U2 напр жением U1. В момент ра .. венства нулю напр жени  U2 срабатывает третий компаратор 14 и справедливо равен- 1 ство respectively. After the end of a pulse with a duration of maintenance, the signal from the inverse output of the first comparator 12 closes the switch 10, which causes the compensation of the voltage U2 by the voltage U1. At the moment when voltage is zero, U2 triggers the third comparator 14 and the equality is valid

U2-(1/RC)U1TBb,x 0(7)U2- (1 / RC) U1TBb, x 0 (7)

Отсюда Твых равноFrom here your equal

TBb,x (RC/Z) -X(8)TBb, x (RC / Z) -X (8)

(фиг.2,л).(figure 2, l).

После окончани  импульса ТВЫх на выходе-схемы НЕ 21 по вл етс  напр жение ступенчатой формы, которое, проход  черезAfter the termination of the SWITCH pulse, a step-shaped voltage appears at the output of the HE-circuit 21, which, passing through

- дифференцирующую цепочку 22, превращаетс  в узкий импульс и запускает одно- вибратор 24. После этого цикл работы устройства повтор етс .- differentiating chain 22, turns into a narrow pulse and starts a single vibrator 24. After this, the cycle of operation of the device is repeated.

Таким образом, длительность выходно го импульса ТВых„ пропорционального координате X измерительной обмотки, не зависит от параметров магнитной цепи, а следовательно, не зависит от изменени  магнитных свойств материала вследствие воздействи  внешних факторов (температу5Thus, the duration of the output pulse SWe, proportional to the coordinate X of the measuring winding, does not depend on the parameters of the magnetic circuit, and therefore does not depend on changes in the magnetic properties of the material due to external factors (temperature

ры, излучени  и пр.), что существенно снижает дополнительные погрешности устройства при измерении перемещений.radiation, etc.), which significantly reduces the additional errors of the device when measuring displacements.

Claims (1)

Формулаизобретени Invention Formula Устройство дл  преобразовани  перемещени  в электрический сигнал, содержащее трансформаторный первичный преобразователь с обмотками возбуждени , считывани  и основной обмоткой изме- рени , размещенными на магнитопроводе, источник посто нного напр жени , блок обработки измерительного сигнала, пр мой вход которого подключен к основной обмотке измерени , ключ управлени , информа- ционный вход которого подключен к выходу источника посто нного напр жени , а выход - к обмотке возбуждени , и одновибра- тор, инверсный выход которого подключен к управл ющему входу ключа управлени , отличающеес  тем, что. с целью повышени  точности, в него введены три аналогичных ключа, три компаратора, два интеграторных блока, три схемы И, схема ИЛИ, схема НЕ, дифференцирующа  це- почка и дополнительна  обмотка измерени , размещенна  на магнитопроводе, блок обработки измерительного сигнала выполнен в виде четвертого компаратора, обмотки измерени  выполнены идентичными и сдвинуты друг относительно друга на заданную величину, выход источника посто нного напр жени  подключен к инверсным входам четвертого, а также первого и второго компараторов, пр мые входы которых соединены с выходами соответственно, считывающей и дополнительной обмоток, инверсный выход второго компаратора и пр мой выход четвертого компаратора через первую схему И подключены к управл ющему входу первого ключа, инверсный выход четвертого компаратора и пр мой выход первого компаратора через вторую схему И подключены к управл ющему входу второго ключа, инверсный выход первого компаратора соединен с управл ющим входом третьего ключа и первым входом третьей схемы И, входы первого и второго ключей соединены с выходом источника посто нного напр жени , а выходы - с первыми входами первого и второго интеграторных блоков соответственно, выход первого интеграторного блока через третий ключ подключен к входу второго интеграторного блока, выход которого через третий компаратор подключен к второму входу третьей схемы И, выход которой  вл етс  выходом устройства, и через схему НЕ и дифференцирующую цепочку соединен с первым входом схемы ИЛИ, второй вход которой  вл етс  входом устройства, а выход соединен с входом одновибратора, пр мой выход которого подключен к вторым входам интеграторных блоков.A device for converting a movement into an electrical signal containing a transformer primary transducer with excitation windings, sensing and main measuring windings placed on the magnetic core, a constant voltage source, a measuring signal processing unit whose direct input is connected to the main measuring winding, a key control, the information input of which is connected to the output of a DC voltage source, and the output - to the excitation winding, and the one-oscillator, the inverse output of which is connected chen to the control input of the control key, characterized in that. in order to increase accuracy, three similar keys, three comparators, two integrator units, three AND schemes, an OR circuit, a NOT scheme, a differentiating chain and an additional measurement winding placed on the magnetic core were introduced into it, the measuring signal processing unit was made as a fourth the comparator, the measurement windings are made identical and are shifted relative to each other by a predetermined value, the output of the DC voltage source is connected to the inverse inputs of the fourth, as well as the first and second comparators, direct in the strokes of which are connected to the outputs, respectively, of the reading and auxiliary windings, the inverse output of the second comparator and the direct output of the fourth comparator through the first circuit AND are connected to the control input of the first key, the inverse output of the fourth comparator and the direct output of the first comparator through the second circuit And connected to the control input of the second key, the inverse output of the first comparator is connected to the control input of the third key and the first input of the third And circuit, the inputs of the first and second keys are connected to the output meters of a constant voltage source, and outputs with the first inputs of the first and second integrator units, respectively, the output of the first integrator unit via the third key is connected to the input of the second integrator unit, the output of which is connected to the second input of the third circuit I The output of the device is connected through the NOT circuit and the differentiating chain is connected to the first input of the OR circuit, the second input of which is the input of the device, and the output is connected to the input of a one-shot, the direct output of which is Connected to the second inputs of integrator blocks. ЗалускZalusk FJ3Fj3 Ъ.B dJdJ Фиг.11
SU884499966A 1988-10-31 1988-10-31 Displacement-to-electrical signal transducer SU1665220A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884499966A SU1665220A1 (en) 1988-10-31 1988-10-31 Displacement-to-electrical signal transducer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884499966A SU1665220A1 (en) 1988-10-31 1988-10-31 Displacement-to-electrical signal transducer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1665220A1 true SU1665220A1 (en) 1991-07-23

Family

ID=21406710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884499966A SU1665220A1 (en) 1988-10-31 1988-10-31 Displacement-to-electrical signal transducer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1665220A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Конюхов Н.Ё., Медников Ф.М., Нечаев- ский М.Л. Электромагнитные датчики механических величин. -М.: Машиностроение, 1987, с. 139. Авторское свидетельство СССР N° 1013735. кл. G 01 В 7/00, 1982. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4339958A (en) Analog-to-digital converter for electromagnetic flowmeter
JPS6352712B2 (en)
US6369563B1 (en) Method for high resolution measurement of a position
US4495467A (en) Apparatus for simultaneous measurement of magnetic field components in mutually perpendicular directions
SU1665220A1 (en) Displacement-to-electrical signal transducer
JPS6191503A (en) Valve
RU2207498C1 (en) Method for measuring movements of controlled objects
EP0232253A1 (en) Inductance systems
US20030193843A1 (en) Method for high resolution measurement of a position
SU1739185A1 (en) Digital pickup of linear translations
SU1437760A1 (en) Apparatus for contactless measurement of electric conductivity of liquid
SU789950A1 (en) Method of graduating stroboscopic apparatus for measuring magnetic flux increment
SU956966A1 (en) Displacement measuring device
SU1093992A1 (en) Automatic device for measuring capacity and loss angle tangent
SU1168879A1 (en) Device for measuring static magnetic parameters of ferromagnetic materials
SU1404996A1 (en) Device for checking parameters of magnetic cores
SU1610240A2 (en) Digital electromagnetic thickness gauge
WO1998027401A1 (en) Method for high resolution measurement of a time period
SU1093961A1 (en) Device for inspecting ferromagnetic articles
SU502232A1 (en) Device for measuring the weight of moving objects
SU400863A1 (en) DEVICE FOR MEASURING COERCITIVE FORCE
SU1216747A1 (en) Fluxmeter
SU1161901A1 (en) Induction meter
RU1809293C (en) Digital converter for linear translation
SU890268A1 (en) Device for measuring resistance