SU896379A1

SU896379A1 - Converter of displacement to electric signal

Info

Publication number: SU896379A1
Application number: SU802917135A
Authority: SU
Inventors: Виктор Васильевич Солодовников; Илья Григорьевич Лихолит; Александр Иванович Жирнов; Митрофан Филиппович Фурман
Priority date: 1980-04-25
Filing date: 1980-04-25
Publication date: 1982-01-07

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в любой области народного хозяйства для измерения перемещений объекта.The invention relates to measuring equipment and can be used in any field of the national economy for measuring the movements of an object.

Известен преобразователь перемещений в электрический сигнал,содержащий подвижный постоянный магнит, связываемый с контролируемым объектом, зонд, выполненный в виде дифференциального магнитного усилителя с самонасыщением, усилитель разбаланса, в выходной цепи которого последовательно с нагрузкой включены обмотки обратной связи магнитного усилителя fl].A known converter of displacements into an electric signal containing a movable permanent magnet connected to a controlled object, a probe made in the form of a differential magnetic amplifier with self-saturation, an unbalance amplifier, in the output circuit of which the feedback windings of the magnetic amplifier fl] are connected in series with the load.

Недостатком известного устройства является невысокая точность преобразования .A disadvantage of the known device is the low accuracy of the conversion.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является преобразователь перемещений в электрический сигнал, содержащий подвижный постоянный магнит, связываемый с контролируемым объектом, сердечник с обмоткой возбуждения и обмоткой обратной связи, балластный резистор и активный фильтр, к выходу которого подключены последовательно соединенные обмотки обратной связи и резистор нагрузки Г²]·Closest to the invention in technical essence is a transducer of displacements into an electrical signal containing a movable permanent magnet connected to a controlled object, a core with an excitation winding and a feedback winding, a ballast resistor and an active filter, to the output of which are connected serially connected feedback windings and a resistor load G ² ] ·

Однако устройство имеет недостаточно высокую точность преобразования, вызванную наличием магнитного гистерезиса и влиянием неидентичности магнитных характеристик элементов .However, the device does not have a sufficiently high conversion accuracy caused by the presence of magnetic hysteresis and the influence of non-identical magnetic characteristics of the elements.

Цель изобретения - повышение точности преобразования.The purpose of the invention is improving the accuracy of the conversion.

Поставленная цель достигается тем, что преобразователь снабжен триггером Шмидта, к выходу которого подключены последовательно соединенные обмотка возбуждения и балластный резистор, общая точка которых подключена к входу активного фильтра и к входу триггера Шмидта.This goal is achieved in that the converter is equipped with a Schmidt trigger, the output of which is connected in series to the field winding and a ballast resistor, the common point of which is connected to the input of the active filter and to the input of the Schmidt trigger.

На чертеже приведена блок-схема преобразователя перемещений в электрический сигнал.The drawing shows a block diagram of a transducer displacement into an electrical signal.

Преобразователь содержит сердечник 1 из магнитомягкого материала с прямоугольной петлей гистерезиса, обмотку 2 возбуждения, обмотку 3 обратной связи,подвижный постоянный магнит 4, связанный с контролируемым объектом, балластный резистор 5, активный фильтр 6, резистор 7 нагрузки, включенный последовательно с обмоткой 3 обратной связи, триггер 8 Шмйдта, вход которого подключен к общей точке последовательно соединенных обмотки 2 возбуждения и балластного резистора 5.The converter comprises a core 1 of soft magnetic material with a rectangular hysteresis loop, an excitation winding 2, a feedback winding 3, a movable permanent magnet 4 connected to the controlled object, a ballast resistor 5, an active filter 6, a load resistor 7 connected in series with the feedback winding 3 , Schmidt trigger 8, the input of which is connected to a common point in series connected excitation winding 2 and ballast resistor 5.

Преобразователь работает следующим образом.The converter operates as follows.

Триггер 8 находится в одном из своих устойчивых состояний за счет положительной обратной связи. Через обмотку 2 протекает ток намагничивания. Падение напряжения, создаваемое током намагничивания на балластном резисторе 5, приложенное к входу триггера 8, меньше порога срабатывания, вследствие чего триггер 8 удерживается в устойчивом состояний .Trigger 8 is in one of its stable states due to positive feedback. Magnetization current flows through winding 2. The voltage drop created by the magnetizing current at the ballast resistor 5, applied to the input of the trigger 8, is less than the response threshold, as a result of which the trigger 8 is held in a stable state.

По истечении времени, зависящего от числа витков обмотки 2, площади сечения сердечника 1, индукции насыщения и амплитуды приложенного к обмотке напряжения, сердечник приходит в состояние насыщения и магнитная индукция в сердечнике достигает максимального значения, индуктивное сопротивление обмотки возбуждения падает, ток намагничивания начинает возрастать. При этом возрастает и напряжение, приложенное к входу триггера 8. Когда напряжение на входе триггера достигнет порога срабатывания, происходит переключение триггера 8 в другое устойчивое состояние. На обмотку 2 подается напряжение другой полярности и начинается процесс перемагничивания сердечника.After a time has elapsed, depending on the number of turns of the winding 2, the cross-sectional area of the core 1, the saturation induction, and the amplitude of the voltage applied to the winding, the core enters a saturation state and the magnetic induction in the core reaches its maximum value, the inductive resistance of the field winding decreases, and the magnetization current begins to increase. In this case, the voltage applied to the input of the trigger 8 also increases. When the voltage at the input of the trigger reaches the trigger threshold, the trigger 8 switches to another stable state. A voltage of a different polarity is applied to the winding 2 and the process of core reversal reversal begins.

При нейтральном положении подвижно- SO го магнита относительно сердечника длительность перемагничивания сердеч896379 .4 ника из одного состояния равна длительности перемагничивания в другое . состояние, а следовательно, отсутствует постоянная составляющая тока об3 мотки возбуждения. При отклонении магнита 4 относительно нейтрального положения появляется постоянная сос-. тавляющая тока обмотки 2 возбуждения, которая усиливается активным 10 фильтром 6 и, протекая по обмотке 3 обратной связи, создает магнитный поток, компенсирующий магнитный поток постоянного магнита.In the neutral position of the movable SO magnet relative to the core, the duration of the magnetization reversal of the heart from one state is equal to the duration of magnetization reversal to another. state, and therefore, there is no constant component of the current of the excitation coil. When the magnet 4 is deflected from a neutral position, a constant constant appears. excitation current, which is amplified by the active 10 filter 6 and flowing through the feedback winding 3, creates a magnetic flux compensating the magnetic flux of the permanent magnet.

При этом на резисторе 7 нагрузки 15 выделяется напряжение, пропорциональное величине перемещения магнита 4.In this case, a voltage proportional to the magnitude of the movement of the magnet 4 is released on the resistor 7 of the load 15.

Использование предлагаемого преобразователя позволяет повысить М точность измерения перемещений.Using the proposed Converter allows you to increase M accuracy of the measurement of displacements.

Claims

The drawing shows a block diagram of the transducer displacement into an electrical signal. The converter contains a core 1 of a magnet of a flexible material with a rectangular hysteresis loop, excitation winding 2, feedback winding 3, movable permanent magnet 4 associated with the controlled object, ballast resistor 5, active filter 6, load resistor 7, included by consequently, with the feedback winding 3, Schmidt trigger 8, the input of which is connected to the common point of the excitation winding 2 and the ballast resistor 5 connected in series. The converter operates in the following way. Trigger 8 is in one of its stable states due to positive feedback. A magnetizing current flows through the winding 2. The voltage drop caused by the magnetizing current to the ball. The final resistor 5 applied to the input of the trigger 8 is lower than the trigger threshold, as a result of which the trigger 8 is held in steady state. But the expiration of the time, depending on the number of turns of the winding 2, the cross-sectional area of the core 1, the induction of the naticen and the amplitude of the voltage applied to the winding, the core comes to saturation and mag. nitric induction in the core reaches its maximum value, the inductive resistance of the excitation winding drops, and the magnetizing current begins to increase. At the same time, the voltage applied to the trigger input 8 also increases. When the voltage at the trigger input reaches the trigger threshold, the trigger 8 switches to another steady state. A different polarity voltage is applied to the winding 2 and the percent of the magnetization begins. core. At the neutral position of the mobile magnet relative to the core, the duration of the oscillation of the core from one state is equal to the duration of the oscillation to another state, and therefore, there is no constant component of the excitation winding current. When the magnet 4 is deflected relative to the neutral position, constant soy appears. The drive current of the excitation winding 2, which is amplified by the active filter 6 and, through the feedback winding 3, creates a magnetic flux that compensates for the magnetic flux of the permanent magnet. In this case, the voltage across the resistor 7 is proportional to the magnitude of the displacement of the magnet 4. The use of the proposed converter makes it possible to increase the accuracy of the measurement of the displacements. Claims of Invention A displacement transducer into an electrical signal comprising a moving permanent magnet associated with a controlled object, a core with an excitation winding and a feedback winding, a ballast resistor and an active filter, to the output of which are connected a series-connected feedback winding and a load resistor. so that, in order to increase the accuracy of the conversion, it is equipped with a Schmidt trigger, to the output of which are connected series-connected excitation winding and ba lastny resistor, the total point which is connected to the input of the active filter and the Schmitt trigger input. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. 282969, cl. G 01 D 5/20, 1970.

2.Kulikovsky -L.F., Zhirov V.G. Magneto-modulation transducers. Library of automation. M ,, Energie, issue. 571, 1977, p. 74-75, fig. 47 (prototype).

eight

S