SU817738A1 - Multi-reading position sensor and method of measuring position with aid of sensor - Google Patents
Multi-reading position sensor and method of measuring position with aid of sensor Download PDFInfo
- Publication number
- SU817738A1 SU817738A1 SU762377752A SU2377752A SU817738A1 SU 817738 A1 SU817738 A1 SU 817738A1 SU 762377752 A SU762377752 A SU 762377752A SU 2377752 A SU2377752 A SU 2377752A SU 817738 A1 SU817738 A1 SU 817738A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- channel
- windings
- coarse
- sensor
- signal
- Prior art date
Links
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в устройствах измерения перемещений подвижных узлов станков, измерительных машин и приборов.The invention relates to instrumentation and can be used in devices for measuring the movements of the moving nodes of machines, measuring machines and devices.
В современном машиностроении и приборостроении для определения точного абсолютного взаимного положения перемещаемых узлов используются многоотсчетные датчики положения.In modern engineering and instrumentation, multi-reference position sensors are used to determine the exact absolute relative position of the moving nodes.
Известен двухканальйыйдатчик перемещений в виде синусно-косйнусного поворотного трансформатора с ферритовым магнитопроводом и печатными обмотками ·Known two-channel displacement sensor in the form of a sine-cosine rotary transformer with a ferrite core and printed windings ·
Недостатком данного датчика является сложность его изготовления.The disadvantage of this sensor is the complexity of its manufacture.
Наиболее близким к предлагаемому является многоотсчетный датчик положения, содержащий неподвижный и подвижный элементы с плоскими противолежащими поверхностями, снабженными печатными обмотками первого грубого и второго каналов в п раз точнее первого точного, обмотки последнего выполнены в виде периодического зигзага с периодом Т, а обмотки грубого канала - непрерывными, на одном из элементов размещены по одной несекционированной обмотке каждого иэ каналов, на другом элементе - по две секционированные обмотки каждого . из каналов, обмотки каналов выполнены с разными периодами, один из элемен3 тов снабжен токоподводами для подключения к источнику питания.Closest to the proposed one is a multi-position sensor containing fixed and movable elements with flat opposite surfaces equipped with printed windings of the first coarse and second channels n times more accurate than the first accurate, the windings of the latter are made in the form of a periodic zigzag with period T, and the coils of the coarse channel continuous, on one of the elements are placed one non-sectioned winding of each channel, on the other element - two sectioned windings of each. of channels, channel windings are made with different periods, one of the elements is equipped with current leads for connection to a power source.
Способ измерения положения с мощью такого датчика основан на ._ измерении фазы сигналов точного по· • измерении фазы сигналов точного и грубого каналов и сопоставлении фазы сигнала точного канала с опорным сигналом. При этом сдвиг по фазе сигнала точного канала равен:The method of measuring the position with the power of such a sensor is based on ._ measuring the phase of the signals of the exact · · measuring the phase of the signals of the exact and coarse channels and comparing the phase of the signal of the exact channel with the reference signal. In this case, the phase shift of the signal of the exact channel is equal to:
Ύ Т ' где х - перемещение элементов;Ύ T 'where x is the movement of elements;
Т - период обмоток точного канала.T is the period of the windings of the exact channel.
получения информации по грубомуobtaining information on gross
Для получения информации по грубому каналу фазу этого сигнала, которая в этом случае равна ΨΓ - 21tx/nT, сравнивают с тем же опорным сигналом. В результате измерений получают, что при одном и том же перемещении х фаза сигнала грубого канала изменяется в η раз меньше фазы сигнала точного канала {2] . ' _To obtain information on the coarse channel, the phase of this signal, which in this case is equal to Ψ Γ - 21tx / nT, is compared with the same reference signal. As a result of the measurements, it is obtained that with the same movement x the phase of the signal of the coarse channel changes η times less than the phase of the signal of the exact channel {2]. '_
Недостаток известного датчика сложность изготовления обмоток гру3 бого канала, а вместе с тем и все- J го датчика.A disadvantage of the known sensor is the difficulty in manufacturing coils of the coarse channel, and at the same time of the entire J sensor.
Цель изобретения - упрощение изготовления датчика.The purpose of the invention is to simplify the manufacture of the sensor.
Указанная цель достигается тем, что Обмотки грубого канала выполнены с шагом nT/ntl из прямолинейных отрезков проводников, расположенных перпендикулярно перемещению, а на элементе с токоподводами к источнику питания проводники обмотки грубого канала выполнены как продолжение проводников обмотки точного канала. В известном способе измерения положения фазу сигнала грубого канала измеряют относительно сигнала точного канала.This goal is achieved by the fact that the coils of the coarse channel are made with step nT / ntl of straight-line segments of conductors located perpendicular to the movement, and on the element with current leads to the power source, the coils of the coils of the coarse channel are made as a continuation of the windings of the coil of the exact channel. In a known position measurement method, the phase of the coarse channel signal is measured relative to the exact channel signal.
На фиг. 1 изображен элемент датчика с зигзагообразными обмотками, на фиг. 2 - элемент линейного датчика с секционированными обмотками, а на фиг. 3 - элементы кругового датчика с зигзагообразными обмотками.In FIG. 1 shows a sensor element with zigzag windings; FIG. 2 - element of a linear sensor with sectioned windings, and in FIG. 3 - elements of a circular sensor with zigzag windings.
На одном из элементов 1 датчика размещены несекционированные обмотки 2 точного канала с периодом Т и выводами 3 и обмотки 4 грубого канала с периодом с выводами 5. По тыльной·стороне элемента проходят проводные перемычки 6. На другом элементе 7 размещены по две секционированные обмотки каждого из каналов: 8 и 9 точного, 10 и 11 грубого, а также выводы 12 и 13 обмоток.On one of the sensor elements 1, non-sectioned windings 2 of the exact channel with period T and terminals 3 and coils 4 of the coarse channel with a period with terminals 5 are placed. Wire jumpers 6 are passed on the rear side of the element 6. Two sectioned windings of each of them are placed on the other element 7 channels: 8 and 9 accurate, 10 and 11 coarse, as well as the findings of 12 and 13 windings.
Обмотки 8 и 9 точного и обмотки 10 и 11 грубого каналов соединены последовательно, причем это осуществляется за счет выполнения проводников грубых обмоток 10 и 11 как продолжение проводников соответственно обмоток 8 и 9 точного канала. Такое выполнение обмоток допустимо в том случае, если напряжение питания подводится со стороны секционированных обмоток. Если запитка производится со стороны зигзагообразных обмоток, то секционированные обмотки должны быть выполнены раздельными, с отдельными выводами. Однако, в этом случае последовательно соединенными могут быть выполнены зигзагообразные обмотки грубого и точного каналов. Последовательное соединение проводников уменьшает количество выводов и проводных перемычек и, тем самым упрощает изготовление датчика.The windings 8 and 9 of the exact and the windings 10 and 11 of the coarse channels are connected in series, and this is done by performing the conductors of the coarse windings 10 and 11 as a continuation of the conductors of the windings 8 and 9 of the exact channel, respectively. This embodiment of the windings is permissible if the supply voltage is supplied from the sectioned windings. If washing is done from the side of the zigzag windings, then the sectioned windings must be made separate, with separate leads. However, in this case, zigzag coils of coarse and fine channels can be connected in series. Serial connection of conductors reduces the number of pins and wire jumpers and thereby simplifies the manufacture of the sensor.
Элемент кругового датчика содержит ротор 14, обмотки 15 и 16 точного и грубого каналов и их выводы 17 и 18.The element of the circular sensor contains a rotor 14, windings 15 and 16 of the exact and coarse channels and their conclusions 17 and 18.
Обмотка точного канала кругового индуктосина содержит, как правило, 180 или 760 пар полюсов. .В том случае, если грубый отсчет осуществляется на 1 оборот датчика, обмотка грубого канала должна содержать 180*1 или 360±1 полных пар полюсов, а ее шаг должен равняться и частям шага обмотки точного отсчета.The winding of the exact channel of a circular inductosin contains, as a rule, 180 or 760 pairs of poles. .In the event that a coarse reading is carried out per 1 revolution of the sensor, the coarse channel winding should contain 180 * 1 or 360 ± 1 full pairs of poles, and its pitch should be equal to the parts of the step of the exact reading winding.
Датчик работает следующим образом.The sensor operates as follows.
Секционированные обмотки 8-т11 за(0 питывают синусоидальными токами:Sectioned windings 8-t11 per (0 feed sinusoidal currents:
I4 = Ια = ImcosuJt..I 4 = Ι α = I m cosuJt ..
Коэффициенты взаимной индукции между секционированными 8-11 и соответствующими несекционированными 4 и 2 обмотками равны:Coefficients of mutual induction between sectioned 8-11 and the corresponding non-sectioned 4 and 2 windings are equal:
β = М^соэФ , где Ф - фаза взаимного перемещения элементов 1 и 7 датчика. β = M ^ soEF, where Ф is the phase of mutual displacement of the sensor elements 1 and 7.
Для точного канала φ т Т для грубого каналаFor the exact channel φ t Т for the rough channel
2Ех пТ2Ex PT
На выходе зигзагообразной обмотки 2 точного канала получают сигнал:The output of the zigzag winding 2 of the exact channel receive a signal:
Ег = Ш ί η (ω t + Ztx/T ), ' * а на выходе зигзагообразной обмотки 4 грубого канала: /♦,«.«Е г = Ш ί η (ω t + Ztx / T), '* and at the output of the zigzag winding 4 of the rough channel: / ♦, "."
Er = + 6*ЭД**> ).Er = + 6 * ED **>).
Затем фазу сигнала точного канала измеряют относительно опорного сигна*ла s i η ω t, получая величину , а фазу сигнала грубого канала измеряют относительно фазы сигнала точного канала, получая сдвиг на фазе .Then, the phase of the signal of the exact channel is measured relative to the reference signal * s i η ω t, obtaining a value, and the phase of the signal of the coarse channel is measured with respect to the phase of the signal of the exact channel, obtaining a phase shift.
Таким образом, при одном и том же положении х фаза сигнала грубого канала в η раз меньше, чем фаза сигнала точного отсчета. Датчик может быть выполнен с несколькими обмотками точного отсчета, например двумя, среднего и грубого отсчета. В этом случае обмотки точного канала выполняют с шагом Т, среднего - с шагом λη > а грубого - с шагом и т.д., а фазы сигнала последнего грубого отсчета измеряют относительно фазы сигнала точного канала.Thus, at the same position x, the phase of the coarse channel signal is η times smaller than the phase of the exact signal. The sensor can be made with several windings of an exact reference, for example two, medium and coarse reference. In this case, the windings of the exact channel are performed with a step T, the middle with a step λη > and the coarse with a step, etc., and the phases of the signal of the last coarse reference are measured relative to the phase of the signal of the exact channel.
Изобретение позволяет упростить технологию изготовления датчика и его конструкцию.The invention allows to simplify the manufacturing technology of the sensor and its design.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU762377752A SU817738A1 (en) | 1976-07-02 | 1976-07-02 | Multi-reading position sensor and method of measuring position with aid of sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU762377752A SU817738A1 (en) | 1976-07-02 | 1976-07-02 | Multi-reading position sensor and method of measuring position with aid of sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU817738A1 true SU817738A1 (en) | 1981-03-30 |
Family
ID=20667521
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU762377752A SU817738A1 (en) | 1976-07-02 | 1976-07-02 | Multi-reading position sensor and method of measuring position with aid of sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU817738A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1988009479A2 (en) * | 1987-05-28 | 1988-12-01 | Auchterlonie Richard C | Absolute position sensor using multiple wavelengths of offset pitch phase patterns |
US4893078A (en) * | 1987-05-28 | 1990-01-09 | Auchterlonie Richard C | Absolute position sensing using sets of windings of different pitches providing respective indications of phase proportional to displacement |
-
1976
- 1976-07-02 SU SU762377752A patent/SU817738A1/en active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1988009479A2 (en) * | 1987-05-28 | 1988-12-01 | Auchterlonie Richard C | Absolute position sensor using multiple wavelengths of offset pitch phase patterns |
WO1988009479A3 (en) * | 1987-05-28 | 1988-12-15 | Richard C Auchterlonie | Absolute position sensor using multiple wavelengths of offset pitch phase patterns |
US4893078A (en) * | 1987-05-28 | 1990-01-09 | Auchterlonie Richard C | Absolute position sensing using sets of windings of different pitches providing respective indications of phase proportional to displacement |
US4893077A (en) * | 1987-05-28 | 1990-01-09 | Auchterlonie Richard C | Absolute position sensor having multi-layer windings of different pitches providing respective indications of phase proportional to displacement |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4403187A (en) | Magnetic head for sensing the position of a moving member | |
US5061896A (en) | Variable transformer to detect linear displacement with constant output amplitude | |
DE2806660A1 (en) | ELECTROMECHANICAL DEVICE, IN PARTICULAR POSITION INDICATORS | |
SU817738A1 (en) | Multi-reading position sensor and method of measuring position with aid of sensor | |
US3628145A (en) | Inductive apparatus for indicating mechanical positions and/or measuring linear positional changes | |
US2941170A (en) | Motion transducer | |
SU817892A1 (en) | Position sensor-multireading inductor | |
SU741039A1 (en) | Three-phase selsyn-sensor for measuring displacements | |
SU712769A1 (en) | Arrangement for measuring synchronous brushless machine rotor current | |
SU744218A1 (en) | Machine -tool assemblies relative movement converter | |
SU994906A1 (en) | Displacement measuring device | |
SU879522A1 (en) | Method and device for determination dc electrical machine magnetic field curve | |
SU838572A1 (en) | Motion velocity differential meter | |
SU994908A1 (en) | Transformer linear displacement pickup | |
SU868810A2 (en) | Displacement-to-code converter | |
SU868647A1 (en) | Device for determining the number of turns in electric machine stator | |
SU1328673A1 (en) | Device for measuring dynamic parameters of elements of revolving objects | |
SU881804A2 (en) | Displacement-to-code converter | |
JP3030651B2 (en) | Linear position detector | |
SU442502A1 (en) | Readout element for transform-code converter | |
SU571857A1 (en) | Contactless angle converter | |
SU1716313A1 (en) | Method for conversion of angular displacements of multipole transducer | |
SU823825A1 (en) | Transformer pickup of linear displacement | |
SU913525A1 (en) | Electromechanical scale | |
SU846996A1 (en) | Linear displacement transducer |