SU1714329A1

SU1714329A1 - Displacement measuring instrument

Info

Publication number: SU1714329A1
Application number: SU884422310A
Authority: SU
Inventors: Иосиф Яковлевич Гончарук
Original assignee: Специальная региональная геофизическая экспедиция
Priority date: 1988-05-10
Filing date: 1988-05-10
Publication date: 1992-02-23

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано в различных област х промышленности и народного хоз йства при измерени х линейных перемещений..The invention relates to a measurement technique and can be used in various fields of industry and national economy in measuring linear displacements.

Целью изобретени вл етс повышение точности и расширение линейного диапазона измерени перемещений.The aim of the invention is to improve the accuracy and the extension of the linear range of motion measurement.

На фиг.1 показан измеритель перемещений , общий вид; на фиг.2 - дифференциальный индуктивный датчик, конструкци ; на фиг.З - электрическа схема измерител .Figure 1 shows the displacement meter, a general view; 2 shows a differential inductive sensor, a structure; fig.Z - electrical circuit meter.

Измеритель перемещений содержит металлический корпус 1 со щелью 2, в которой установлен с возможностью перемещени подвижный элемент 3 индуктивного дат,чика, св зываемый с контролируемым объектом 4 в процессе измерени его перемещений и выполненный в виде электропроводной пластины из немагнитного материала. Внутри корпуса 1 размещены жестко соединенные между собой неподвижный С-образный сердечник 5 датчика с воздушным зазором 6 между его обращенными один к другому торцами, расположенными по разные стороны QT щели 2 в корпусе, и Электрическа схема, в которую включены дифференциально соединенные обмотки 7 и 8 датчика. The displacement gauge contains a metal case 1 with a slit 2, in which a movable element 3 of an inductive date is mounted for movement, connected to a controlled object 4 in the process of measuring its movements and made in the form of an electrically conductive plate of non-magnetic material. Inside the housing 1 there are rigidly interconnected stationary C-shaped sensor core 5 with an air gap 6 between its ends facing one another, located on opposite sides of the QT slot 2 in the housing, and an electrical circuit in which differentially connected windings 7 and 8 are included sensor.

Эта схема представл ет собой автогенератор , выполненный по мостовой схеме в виде симметричного мультвибратора на двух транзисторах 9 и 10. база каждого из которых соединена перекрестно через соответствующий резистор 11 и 12 положительной обратной св зи с коллектором второго транзистора. Параллельно этим резисторам подключены конденсаторы 13 Vi 14. К эмиттерам транзисторов 9 и 10 подключены нагрузочные резисторы и параллельно включенные с ними конденсаторы, образующие RC-фильтры 15 и 16. Обща точка соединени этих фильтров подключена к одному из полюсов 17 источника питани посто нного тока мостовой схемы. Второй полюс 18 этого источника присоединен к общей точке соединени обмоток 7 и 8 дифференциального индукционного датчика, которые вл ютс также и катушками индуктивности автогенератора и подключены своими противоположными концами к коллектору соответствующего транзистора. Параллельно обмоткам 7 и 8 датчика перемещений присоединены подстроечные конденсаторы, образующие с ними частотозадающие колебательные контуры. Между точками 19 и 20 соединени фильтров 15 иThis circuit is an auto-oscillator, made in a bridge circuit in the form of a symmetric multi-vibrator on two transistors 9 and 10. The base of each of which is cross-connected through the corresponding resistor 11 and 12 of the positive feedback to the collector of the second transistor. In parallel with these resistors, 13 Vi 14 capacitors are connected. To the emitters of transistors 9 and 10, load resistors are connected and capacitors connected in parallel with them, forming RC filters 15 and 16. The common connection point of these filters is connected to one of the poles 17 of the DC power supply. scheme. The second pole 18 of this source is connected to the common connection point of the windings 7 and 8 of the differential induction sensor, which are also the coils of the inductance of the oscillator and connected at their opposite ends to the collector of the corresponding transistor. Parallel to the windings 7 and 8 of the displacement transducer, there are connected trimming capacitors, which form with them frequency-determining oscillatory circuits. Between points 19 and 20 of the connection of filters 15 and

16 и эмиттеров транзисторов 9 и 10 присоединен регистрирующий прибор21 посто нного тока с подключенным к его зажимам сглаживающим конденсатрром 22.16 and the emitters of transistors 9 and 10 are connected to a detecting device 21 of direct current with a smoothing capacitor 22 connected to its terminals.

Измеритель перемещений работает следующим образом.Movement meter works as follows.

При подключении полюсов 17 и 18 источника питани посто нного тока к схеме измерител в ней генерируютс автоколебани высокой частоты, имеющие форму, близкую к пр моугольной. При отсутствииWhen poles 17 and 18 of the DC power supply are connected to the meter circuit, high frequency self-oscillations are generated in it, having a shape that is close to rectangular. Without

0 подвижного элемента 3 в зазоре б индуктивного датчика и сбалансированном состо нии плеч мостовой схемы измерител , падени напр жени на фильтрах 15 и 16. включенных в эмиттерные цепи транзисто0 of the movable element 3 in the gap b of the inductive sensor and the balanced state of the arms of the bridge circuit of the meter, the voltage drop across the filters 15 and 16. included in the emitter circuit of the transistor

5 ров в смежных плечах мостовой схемы, динаковы по величине и противоположны по знаку, вследствие чего сигнал в выходной диагонали этой схемы в точках 19 и 20 равем нулю.5 ditch in adjacent shoulders of the bridge circuit, which are of the same magnitude and opposite in sign, so that the signal in the output diagonal of this circuit at points 19 and 20 is zero.

0 При размещении Подвижного элементе 3 в середине зазора 6 симметрично относительно торцов С-образного сердечника датчика индуктивность его обмоток 7 и ft измен етс на одну и ту же величину и хот 0 When placing the movable element 3 in the middle of the gap 6 symmetrically with respect to the ends of the C-shaped sensor core, the inductance of its windings 7 and ft changes by the same amount and

5 частота автоколебаний также измен етс , баланс мостовой схемы не нарушаетс , вследствие чего выходной сигнал измерител по-прежнему остаетс равным нулю. При перемещении подвижного элемента в направлении одного из торцов сердечника 5 датчика происходит разбаланс мостовой схемы, вследствие чего на включенных в змиттерных цеп х транзисторах 9 и 10 нагрузочных фильтров 15 и 16 выдел етс про5 детектированное переходами база эМиттер этих транзисторов напр жение, величина которого пропорциональна величине перемещени , а знак определ етс направлением этого перемещени . Это напр жение сглаживаетс конденсатором 22 и регистрируетс прибором 21.5, the frequency of self-oscillations also changes, the balance of the bridge circuit is not disturbed, as a result of which the output signal of the meter still remains equal to zero. When the moving element moves in the direction of one of the ends of the sensor core 5, an imbalance of the bridge circuit occurs, as a result of which the transition voltage detected by the emitter base of these transistors, which is proportional to movement, and the sign is determined by the direction of the movement. This voltage is smoothed by the capacitor 22 and recorded by the device 21.

Благодар тому, что дифференциально соединенные обмотки индуктивного датчика выполн ют функции частотозадающихDue to the fact that the differentially connected windings of the inductive sensor perform the functions of frequency-setting

5 элементов колебательного контура автогенераторной мостовой схемы, т.е. фактически вынесены из выходной цепи измерител и не подвержены поэтому вли нию нагрузки в виде входного сопротивлени , например.5 elements of the oscillatory circuit of the autogenerator bridge circuit, i.e. in fact, they are removed from the output circuit of the meter and are therefore not affected by the load in the form of input resistance, for example.

0 измерительного прибора, повышаетс точность и стабильность работы измерител перемещений, а также обеспечиваетс расширение линейного диапазона измерений. Этому способствует также и форма выполнени индуктивного датчика, имеющего, магнитопровод с неизменным зазором, и перемещающийс а нем немагнитный подвижный элемент. Поскольку эмиттер-базовые переходы транзисторов вместе с RC-фильтрами в их эмитгерных цеп х выполн ют функции детекторов высокочастотных автоколебаний, это упрощает схему измерител , исключа использование диодного детектора.0 of the measuring device, the accuracy and stability of the displacement meter is improved, and also the linear range of measurements is extended. This is also facilitated by the form of the inductive sensor, which has a magnetic core with a constant gap, and a non-magnetic moving element moving in it. Since the emitter-base transitions of the transistors, along with the RC filters in their emitter circuits, perform the functions of high-frequency self-oscillations detectors, this simplifies the meter circuit, eliminating the use of a diode detector.

Claims

The formula is from inverting and 1. A displacement gauge containing an auto-oscillator performed by a bridge circuit on two transistors, the base of each of which is connected via a positive feedback resistor to the collector of the other transistor, and load resistors the common connection point of which is intended to be connected to one of the poles of the DC power source, and the collectors are connected to inductors, the common connection point of which is intended to be connected to the second pole of the DC power source, and a displacement sensor, the movable element of which is intended to communicate with a controlled object, characterized in that, in order to improve accuracy and

expansion of the linear measurement range, it is equipped with two pairs of capacitors, which in one pair are connected in parallel to the resistors of the positive

feedback, and in the other, parallel to the load resistors in the emitter circuits of the transistors with the formation of RC filters, an inductive sensor with two

differentially connected windings, which are also coils of inductance of the oscillator, and the points of connection of the emitters of the transistors with RCfilters form the output diagonal

bridge circuit.

2. The displacement meter in accordance with claim 1, which is distinguished by the fact that the displacement sensor has a C-shaped ferrite core, on the ends of which there are coaxially mounted

its windings, and the movable element is made in the form of an electrically conductive plate of non-magnetic material, installed with the possibility of changing the gap between it and the ends of the core.