RU2057283C1

RU2057283C1 - Device for measurement of displacement

Info

Publication number: RU2057283C1
Authority: RU
Inventors: В.Г. Барановский
Original assignee: Саратовский научно-исследовательский институт машиностроения
Priority date: 1992-03-03
Filing date: 1992-03-03
Publication date: 1996-03-27

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: device is provided with switch whose signal inputs are connected to measuring windings and output is connected to first detector. Connected to output of this detector is low-frequency amplifier and second detector whose output is connected with indicator. Clock pulse generator is connected to control input of switch. Differential voltage of measuring windings depends on position of conducting object. EFFECT: enhanced accuracy of measurement due to reduced effect of time and temperature instability of measuring circuit elements. 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений. The invention relates to measuring equipment and can be used to measure linear displacements.

Известно устройство для измерений перемещений электропроводного объекта, содержащее генератор высокой частоты, питающий измерительную и компенсационную катушки, два детектора, дифференциальный усилитель постоянного тока и индикатор [1]
Однако вследствие того, что данное устройство реагирует только на изменение расстояния между поверхностью металла и измерительной катушкой, оно имеет ограниченный диапазон линейности.A device for measuring the movements of an electrically conductive object, containing a high-frequency generator that feeds the measuring and compensation coils, two detectors, a differential DC amplifier and an indicator [1]
However, due to the fact that this device only responds to changes in the distance between the metal surface and the measuring coil, it has a limited linearity range.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения перемещений, содержащее датчик перемещения с двумя измерительными обмотками и обмоткой возбуждения, присоединенной к выходу генератора, а также блок вычитания и индикатор [2]
Недостатком данного устройства является снижение точности измерения вследствие неидентичности изменения характеристик детекторов при изменении температуры.Closest to the proposed is a device for measuring displacement, containing a displacement sensor with two measuring windings and an excitation winding connected to the output of the generator, as well as a subtraction unit and indicator [2]
The disadvantage of this device is the decrease in measurement accuracy due to the non-identical changes in the characteristics of the detectors when the temperature changes.

Для повышения точности измерений путем уменьшения влияния временной и температурной нестабильности элементов измерительной схемы устройство для измерения перемещений снабжено коммутатором, к сигнальным входам которого подключены измерительные обмотки, а к выходу первый детектор, усилителем низкой частоты, вход которого присоединен к выходу первого детектора, а выход к последовательно соединенным второму детектору и индикатору, и генератором тактовых импульсов, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора. To increase the accuracy of measurements by reducing the influence of time and temperature instability of the elements of the measuring circuit, the device for measuring displacements is equipped with a switch, the signal inputs of which are connected to the measuring windings, and the first detector is connected to the output, by a low-frequency amplifier, the input of which is connected to the output of the first detector, and the output to a second detector and an indicator connected in series, and a clock generator, the output of which is connected to the control input of the switch.

На чертеже представлена структурная схема устройства для измерения перемещений. The drawing shows a structural diagram of a device for measuring displacement.

Устройство содержит питающий генератор 1 высокой частоты, подключенный к обмотке 2 возбуждения трансформаторного датчика перемещения. Измерительные обмотки 3 и 4 датчика присоединены к входам коммутатора 5. К выходу коммутатора присоединен первый детектор 6, усилитель 7 низкой частоты, второй детектор 8 и индикатор 9. Выход генератора 10 тактовых импульсов подключен к управляющему входу коммутатора 5. Электропроводный объект 11 расположен в исходном положении сумматрично относительно измерительных обмоток дифференциального датчика. Коммутатор 5 обеспечивает поочередное подключение измерительных обмоток 3 и 4 к детектору 6, что дает возможность ослабить влияние временной и температурной нестабильности детектора на измеряемый параметр, так как амплитуда переменного напряжения на выходе детектора 6 практически не зависит от температурных и временных изменений его характеристики. The device comprises a power generator 1 high frequency connected to the excitation winding 2 of the transformer displacement sensor. Measuring windings 3 and 4 of the sensor are connected to the inputs of the switch 5. A first detector 6, an amplifier 7 of a low frequency, a second detector 8 and an indicator 9 are connected to the output of the switch. The output of the clock generator 10 is connected to the control input of the switch 5. An electrically conductive object 11 is located in the original position is summarized relative to the measuring windings of the differential sensor. The switch 5 provides the alternate connection of the measuring windings 3 and 4 to the detector 6, which makes it possible to reduce the influence of the time and temperature instability of the detector on the measured parameter, since the amplitude of the alternating voltage at the output of the detector 6 is practically independent of the temperature and time changes in its characteristics.

Усилитель 7 низкой частоты служит для усиления низкочастотного напряжения с выхода детектора 6, что также уменьшает температурную и временную нестабильность схемы, поскольку позволяет ослабить влияние нестабильности характеристики второго детектора на контролируемый параметр. The low-frequency amplifier 7 serves to amplify the low-frequency voltage from the output of the detector 6, which also reduces the temperature and time instability of the circuit, since it reduces the influence of instability of the characteristics of the second detector on the controlled parameter.

Устройство для измерения перемещений работает следующим образом. A device for measuring movements works as follows.

Генератор 1 питает высокочастотным синусоидальным током обмотку 2 возбуждения, которая наводит в своей плоскости переменное напряжение, которое зависит от коэффициента трансформации между измерительными обмотками и обмоткой возбуждения. Коэффициент трансформации, а следовательно, и напряжение измерительных обмоток меняется в зависимости от положения электропроводного объекта 11 относительно этих обмоток. The generator 1 supplies a high-frequency sinusoidal current to the excitation winding 2, which induces an alternating voltage in its plane, which depends on the transformation coefficient between the measuring windings and the excitation winding. The transformation coefficient, and hence the voltage of the measuring windings varies depending on the position of the electrically conductive object 11 relative to these windings.

При изменении положения электропроводного объекта в направлении, указанном стрелками, напряжение на измерительных обмотках изменяется и на выходе детектора 6 появляется переменное напряжение, частота которого определяется генератором 10 тактовых импульсов. When the position of the electrically conductive object changes in the direction of the arrows, the voltage on the measuring windings changes and an alternating voltage appears at the output of the detector 6, the frequency of which is determined by the generator 10 clock pulses.

Переменное напряжение, появляющееся на выходе детектора 6, усиливается усилителем 7 низкой частоты, детектируется вторым детектором 8 и регистрируется индикатором 9. The alternating voltage appearing at the output of the detector 6 is amplified by the low-frequency amplifier 7, detected by the second detector 8, and registered by the indicator 9.

Управление работой коммутатора 5 осуществляется генератором 10 тактовых импульсов. The operation of the switch 5 is carried out by the generator 10 clock pulses.

Claims

A MOVEMENT MEASUREMENT DEVICE, comprising a high-frequency supply generator, a differential displacement sensor with two measuring windings and an excitation winding connected to the output of the generator, as well as two detectors and an indicator, characterized in that it is equipped with a switch, the signal inputs of which are connected to the measuring windings, and to the output is the first detector, by a low-purity amplifier, the input of which is connected to the output of the first detector, and the output to the second detector and indicator connected in series , and a clock generator, the output of which is connected to the control input of the switch.