SU949329A1 - Device for measuring linear displacements - Google Patents
Device for measuring linear displacements Download PDFInfo
- Publication number
- SU949329A1 SU949329A1 SU802989601A SU2989601A SU949329A1 SU 949329 A1 SU949329 A1 SU 949329A1 SU 802989601 A SU802989601 A SU 802989601A SU 2989601 A SU2989601 A SU 2989601A SU 949329 A1 SU949329 A1 SU 949329A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- frequency
- sensor
- reed switches
- converter
- displacement
- Prior art date
Links
Description
(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ(5) DEVICE FOR MEASURING LINEAR DISPLACEMENTS
1one
Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности дл преобразовани линейных перемещений в электрический сигнал переменной частоты , используемый, например, в системах регулировани скорости вращени электроприводов переменного тока в функции положени подвижного регулирующего элемента.The invention relates to instrumentation engineering and can be used, in particular, for converting linear displacements into an electrical variable frequency signal, used, for example, in systems for controlling the rotational speed of ac electric drives as a function of the position of the movable regulating element.
Известны автогенераторные преобразователи перемещений, содержащие индуктивный датчик перемещений и автогенератор, в колебательный контур которого включена обмотка индуктивности датчика СО.Known oscillatory displacement transducers, containing an inductive displacement transducer and oscillator, in an oscillatory circuit which includes the inductance winding of the sensor WITH.
Недостатками преобразователей вл ютс ограниченна выходна мощность и относительно узкий частотный диапазон работы, обусловленный наличием ферромагнитных деталей датчика в частотно-задающей цепи автогенератора .The disadvantages of the transducers are the limited output power and the relatively narrow frequency range of operation, due to the presence of ferromagnetic sensor parts in the oscillator circuit of the auto-oscillator.
Наиболее близким к изобретению вл етс устройство дл измерени линейных перемещений, содержащее индуктивный датчик перемещений и подJ ключенный к источнику посто нного тока преобразователь частоты, выполненный в виде мостового инвертора на тиристорах. Частотно-задающий контур преобразовател частоты сос10 тоит из конденсатора, катушки с посто нной индуктивностью и регулируемой с помощью датчика дополнительной катушкой индуктивности 2.Closest to the invention is a device for measuring linear displacements, comprising an inductive displacement transducer and a frequency converter connected to a DC source, made in the form of a bridge inverter on thyristors. The frequency-setting circuit of the frequency converter is composed of a capacitor, a coil with a constant inductance and an additional coil of inductor 2 regulated by a sensor.
Поскольку регулируемой частью индуктивности указанного контура вл етс сама размещенна на магнитопроводе обмотка индуктивного-датчика , индуктивность которой измен етс в функции положени подвижного го относительно магнитопровода ферромагнитного элемента - кор датчика , то наличие указанных, ферромагнитных элементов в частотног-зада3 . 3 ющем контуре преобразовател частоты обуславливает возникновение эффекта вытеснени магнитного потока в магнитопроводе датчика при работе преобразовател в диапазоне повышенных частот. В результате этого возрастают потери и нагрев магнитопровода и происходит его насьщение, вслед ствие чего изменение индуктивности датчика в функции перемещени становитс нелинейным Таким образом, уменьшаетс чувствительность и вследствие этого - уху шаетс линейность в области верхнего диапазона выходной характеристи ки устройства дл измерени линейных перемещений. Целью изобретени вл етс повьше ние чувствительности устройства дл измерени линейных перемещений. Поставленна цель достигаетс тем что в устройстве дл измерени лийей ных перемещений, содержащем датчик перемещений и подключенный к источнику посто нного тока преобразователь частоты с частотно-задающимс контуром, состо щим из конденсатора и регулируемой с помощью датчика катушки индуктивности, датчик перемещений выполнен состо щим из-Ш-об разного магнитопровода с размещенным в его основании источником магнитодвижущей силы, герконов с поперечным управл ющим магнитным полем, установленных в р д вдоль внутренни поверхностей крайних стержней магни провода со смещением герконов одного р да относительно герконов второ го р да на половину диаметра их бал лонов, герсиконов, силовые контакты которых подключены между началом ка тушки индуктивности и ее соответству щим токоотводом, а управл ющие обмотки которых подключены к источнику посто нного тока через контакты герконов, и ферромагнитного элемент установленного с возможностью переме щени относительно среднего стержн магнитопровода и имеющего ширину и не менее, чем диаметр баллона геркона . На чертеже представлена принципиальна схема устройства.дл измерени линейных перемещений. Это устройство содержит преобразователь 1 частоты, выполненный по схеме резонансного тиристорного инвертора . Он содержит дроссель 2, силовой тиристор 3, обратно включен94 ный ему диод k и частотно-задающий контур, состо щий из коммутирующего конденсатора 5 посто нной емкости и регулируемой с помощью датчика 6 перемещений катушки 7 индуктивности. Датчик 6 перемещений содержит Ш-образный магнитопровод 8 с размещенным в его основании источником 9 магнитодвижущей силы - посто нным магнитом или двухсекционной обмоткой возбуждени , подключенной к тому же источнику 10 посто нного тока, что и преобразователь 1 частоты. Вдоль внутренних поверхностей крайних стержней магнитопровода 8 датчика размещены в р д герконы 11 с поперечным управл ющим полем. Герконы одного р да смещены относительно герконов второго р да на половину диаметра их баллонов 12. Контакты 13 герконов 11 включены в цепь питани обмоток управлени герсиконов 15 (силовых герконов), силовые контакты которых подключены между началом и соответствующим токоотводом катушки 7 индуктивности преобразовател 1 частоты. Ферромагнитный элемент 16 герконового датчика 6 перемещений, установленный с возможностью перемещени относительно среднего стержн магнитопровода 8, имеет ширину не менее , чем диаметр баллона геркона, и св зываетс в процессе измерений , например, т гой 17 с контролируемым объектом. Тиристорный преобразователь 1 частоты содержит также трансформатор 18 тока, первична обмотка которого включена в цепь обратно включенного диода k, а вторична подключена ко входу операционного усилител 19. К выходу этого усилител подключены последовательно соединенные ждущий релаксационный генератор - мультивибратор 20 и формирователь 21 импульсов , образующие контур обратной св зи инвертора, подключенный к управл ющему электроду 22 силового тиристора 3. Имеетс также пусковой блок 23, предназначенный дл начального запуска преобразовател 1 частоты. Нагрузкой преобразовател 1 частоты может быть какой-либо исполнительный элемент, например высокооборотный двухфазный двигатель переменного тока, скорость вращени которого пропорциональна частоте питающего его напр жени . При трехфазном исполнении преобразовател 1 часто5 ты в качестве исполнительного элемен может быть использован трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Выходна частота преобразовател может измер тьс , например, подключенным параллельно к исполнительному элементу 2 частотомером 25. Устройство дл измерени линейны перемещений работает следующим образом о При подключении источника 10 посто нного тока к устройству и подач пускового импульса с выхода блока 23на управл ющий электрод 22 тирис тора 3 преобразовател 1 частоты, последний возбуждаетс , и в нем нач наетс колебательный процесс между емкостью конденсатора 5 и индуктивностью катушки 7 не имеющей ферромагнитного сердечника. После того , как ток через обратный диод 4 во второй половине периода колебаний тиристорного инвертора спадает до нул и переходит через него, на выходе операционного усилител 19 тока с помощью трансформатора 18 фо мируетс пр моугольный импульс, который задерживаетс на расчетную длительность ждущего мультивибратора 20, а затем подаетс на управл ющий электрод 22 тиристора 3. Преобразователь 1 частоты в результате переходит в автогенераторный режим работы,частота колебаний на выходе которого определ етс собственной частотой его частотно-задающего контура и измен етс в зависи мости от индуктивности катушки 7. По следн зависит от положени ферромагнитного элемента 16 датчика 6 пе ремещений. В этом датчике магнитный поток, создаваемый источником 9 ма|- нитодвижущей силы, замыкаетс по крайним стержн м. воздушному промежSince the inductive part of the specified circuit is the winding of the inductive sensor itself placed on the magnetic core, the inductance of which varies as a function of the position of the movable relative to the magnetic core of the ferromagnetic element - the sensor core, the presence of the specified ferromagnetic elements in the frequency problem. The driving circuit of the frequency converter causes the appearance of the effect of the displacement of the magnetic flux in the sensor magnetic circuit when the converter operates in the high frequency range. As a result, the losses and heating of the magnetic circuit increase and occurrence, resulting in a change in the sensor inductance as a function of movement becomes nonlinear. Thus, the sensitivity decreases and, as a result, the linearity in the upper range of the output characteristics of the device for measuring linear movements decreases. The aim of the invention is to increase the sensitivity of the device for measuring linear displacements. This goal is achieved by the fact that in a device for measuring linear movements, which contains a displacement transducer and a frequency converter connected to a direct current source with a frequency-setting loop consisting of a capacitor and adjustable with the help of an inductor coil sensor, the displacement transducer is composed of W-about a different magnetic circuit with a source of a magnetomotive force placed at its base, reed switches with a transverse control magnetic field installed in a row along the inner surfaces of the core Ayni rods of magnet wires with a single-row reed switch relative to a second-row reed switch by half the diameter of their balloons, hersicons, the power contacts of which are connected between the beginning of the inductance and its corresponding current lead, and the control windings of which are connected to a constant source current through the contacts of the reed switches, and a ferromagnetic element installed with the possibility of movement relative to the middle core of the magnetic circuit and having a width and not less than the diameter of the reed switch balloon. The drawing shows a schematic diagram of the device for measuring linear displacements. This device contains a frequency converter 1, made according to the scheme of a resonant thyristor inverter. It contains a choke 2, a power thyristor 3, a diode k that is turned on back to it, and a frequency master circuit consisting of a switching capacitor 5 of a constant capacitance and adjustable by means of the sensor 6 of movement of the inductor 7. The displacement sensor 6 comprises an W-shaped magnetic core 8 with a magnetomotive force source 9 placed at its base — a permanent magnet or a two-section excitation winding connected to the same DC source 10 as the frequency converter 1. Along the inner surfaces of the extreme rods of the sensor magnetic core 8 are placed in a series of reed switches 11 with a transverse control field. Reed switches of one row are shifted relative to the reed switches of the second row and half the diameter of their cylinders 12. Contacts 13 reed switches 11 are included in the power supply circuit of the control windings of Gersikon 15 (power reed switches) whose power contacts are connected between the beginning and the corresponding current lead of the coil 7 inductance of the 1 frequency converter. The ferromagnetic element 16 of the reed sensor 6 displacement, mounted for movement relative to the middle core of the magnetic core 8, has a width not less than the diameter of the reed switch balloon, and is connected in the measurement process, for example, a tight 17 with a controlled object. The thyristor frequency converter 1 also contains a current transformer 18, the primary winding of which is connected to the back-connected diode k, and the secondary connected to the input of the operational amplifier 19. To the output of this amplifier are connected in series a waiting relaxation multivibrator 20 and a driver 21 pulses that form a circuit inverter feedback, connected to the control electrode 22 of the power thyristor 3. There is also a starting block 23, designed for the initial start of the conversion Ovetel 1 frequency. The load of the frequency converter 1 can be any actuator, for example, a high-speed two-phase AC motor, whose rotational speed is proportional to the frequency of its supply voltage. In the case of a three-phase converter 1, often, a three-phase asynchronous motor with a short-circuited rotor can be used as an actuating element. The output frequency of the converter can be measured, for example, by a frequency meter 25 connected in parallel to the actuator 2. A device for measuring linear displacements works as follows. When a constant current source 10 is connected to the device and the impulse starts from the output terminal of the control electrode 22 of the thyristor 3 of the frequency converter 1, the latter is excited, and an oscillatory process is initiated in it between the capacitor 5 capacitance and the inductance of the coil 7 without a ferromagnetic core. After the current through the reverse diode 4 in the second half of the oscillation period of the thyristor inverter drops to zero and passes through it, a rectangular pulse is generated at the output of the operational amplifier 19 current using a transformer 18, which is delayed by the estimated duration of the waiting multivibrator 20, and then, is supplied to the control electrode 22 of the thyristor 3. Frequency converter 1 as a result goes into self-oscillating operation mode, the oscillation frequency at the output of which is determined by the natural frequency of its frequency spot-drive circuit and varies in dependence of the inductance of the coil 7 of the latter depends on the position of the ferromagnetic element 16 of the sensor 6 remescheny ne. In this sensor, the magnetic flux generated by the source of 9 mA | -nitomotive force, closes at the extreme rods of m.
ку между ними и подвижным феррома - нитным элементом 16, самому элементу 16 и среднему стержню магнитопровода 8, обеспечива замыкание того геркона 11, против которого размещен подвижный элемент 16.between them and the movable ferro-magnet element 16, the element 16 itself and the middle core of the magnetic circuit 8, ensuring the closure of the reed switch 11 against which the movable element 16 is placed.
При пеоемещении ферромагнит- ного элемента 16 замыкаютс поочередно контакты верхних и нижних герконов 11, Благодар тому , что ширина подвижного ферромагни ного элемента 16 выбираетс равной или большей диаметра баллона герконов 11, в каждый момент времени подWhen the ferromagnetic element 16 is moved, the contacts of the upper and lower reed switches 11 are alternately closed, due to the fact that the width of the movable ferromagnetic element 16 is chosen equal to or greater than the diameter of the reed switches 11, at each moment of time under
роком диапазоне.rock band.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802989601A SU949329A1 (en) | 1980-10-02 | 1980-10-02 | Device for measuring linear displacements |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802989601A SU949329A1 (en) | 1980-10-02 | 1980-10-02 | Device for measuring linear displacements |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU949329A1 true SU949329A1 (en) | 1982-08-07 |
Family
ID=20920619
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU802989601A SU949329A1 (en) | 1980-10-02 | 1980-10-02 | Device for measuring linear displacements |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU949329A1 (en) |
-
1980
- 1980-10-02 SU SU802989601A patent/SU949329A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5811965A (en) | DC and AC current sensor having a minor-loop operated current transformer | |
US4290018A (en) | Magnetic field strength measuring apparatus with triangular waveform drive means | |
SU949329A1 (en) | Device for measuring linear displacements | |
Yoshitake et al. | Dynamic analysis of a linear oscillatory actuator under feedback control | |
US2957115A (en) | Electrical measuring and control servosystem | |
JP3151220B2 (en) | Double acting electromagnetic actuator | |
US3065431A (en) | Frequency control circuit for magnetic multivibrator | |
GB2075272A (en) | Pulse transformer | |
SU567090A1 (en) | Electric transducer of displacement | |
SU665203A1 (en) | Displacement transducer | |
SU451960A1 (en) | Automatic analogue frequency meter | |
SU1583889A1 (en) | Pickup of saturation degree of magnetic circuit of electric magnetic device | |
SU977927A1 (en) | Inductive measuring converter | |
SU805378A2 (en) | Displcement-to-code converter | |
Paul | Flat single-sided linear helical reluctance motor | |
SU1226030A1 (en) | Linear displacement transducer | |
SU1406509A1 (en) | Mutual inductance-to-electric oscillation period converter | |
RU1823095C (en) | Electric drive | |
SU476439A1 (en) | Transformer Linear Motion Sensor | |
SU896379A1 (en) | Converter of displacement to electric signal | |
SU1695476A1 (en) | A c electric drive | |
SU1410114A1 (en) | Magnetizing apparatus | |
RU2133473C1 (en) | Contactless electric current measuring technique | |
SU283298A1 (en) | NON-CONTACT DEVICE FOR TRANSFORMING DC SIGNALS DURING PULSE-SIGNALS | |
SU1045335A1 (en) | Linear d.c. electric machine |