Дифференциальный индуктивный датчик микроперемещений Советский патент 1992 года по МПК G01B7/00 

Описание патента на изобретение SU1747869A1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения небольших линейных и угловых перемещений.

Известен датчик, содержащий первич- ,ный преобразователь индуктивного типа, состоящий из двух индуктивно несвязанных катушек, включенных в схему генератора.

Это решение позволяет линеаризовать функцию преобразования, но требует выполнения определенной зависимости измерения индуктивностей от перемещения. Для этой цели в датчик введены специальные регулировочные приспособления, позволяющие добиваться нужного положения катушек в процессе настройки. Подобное решение усложняет конструкцию датчика, увеличивает его габариты и ограничивает его точность.

Известно другое техническое решение, позволяющее линеаризовать функцию преобразования любого параметрического преобразователя, в том числе и индуктивного, за счет коррекции нелинейности функции- преобразования во вторичном преобразователе и представлением информации на его выходе в виде фазы гармонического сигнала.

Наиболее близким по числу общих признаков и характеру решаемой задачи являVJ

VI 00

о о

ется датчик индуктивного типа с переменным воздушным зазором, содержащий два первичных преобразователя, каждый из которых выполнен в виде сердечника с кэтуш- кой и якорем, два вторичных преобразователя и измерительный прибор - микроамперметр. Обе катушки первичного преобразователя подключены одним концом к источнику синусоидального напряжения, а измерительный прибор регистрирует амплитуду разности токов, вытекающих из вторых концов катушек.

Такое решение позволяет существенно снизить нелинейность функции преобразования датчика, так как обеспечивает обратную зависимость индуктивности от перемещения.

Недостаток данного решения состоит в следующем1 при малых габаритах первичного преобразователя (относительно большом изменении проводимости воздушного зазора) существенное влияние на линейность функции преобразования оказываюттэкие факторы как: выпучивание поля в воздушном зазоре преобразователя и наличие магнитного потока рассеяния в катушке индуктивности преобразователя.

Цель изобретения - повышение точности датчика путем снижения его нелинейности.

Указанная цель достигается тем, что каждый вторичный преобразователь содержит дифференциальный операционный усилитель (ОУ), конденсатор, подключенный параллельно к обмотке каждой катушки индуктивности первичного преобразователя, образующий параллельный резонансный контур, подключенный параллельно неинвертирующему входу ОУ, резистор, включенный между выходом источника синусоидального напряжения и неинвертирующим входом ОУ, резистор, включенный между выходом ОУ и его инвертирующим входом и резистор, включенный между выходом источника синусоидального напряжения и инвертирующим входом ОУ. а в качестве измерительного прибора используется фазометр, входы которого подключены к выходам ОУ. Из введенных признаков видно, что вторичный преобразователь осуществляет преобразование индуктивности первичного преобразователя в фазу синусоидального сигнала. Это преобразование имеет функциональную зависимость, близкую к обратной функциональной зависимости первичного преобразователя, что обеспечивает линеаризацию функции преобразования датчика.

На чертеже представлена функциональная схема датчика.

Схема содержит генератор 1 синусоидального напряжения, катушки 2 и 5 индуктивности первичных преобразователей, якорь 3, дифференциальный индуктивный

преобразователь 4, резисторы б и 7, образующие отрицательную обратную связь ОУ, резистор 8, конденсатор 9. ОУ 10, вторичные преобразователи датчика 11 и 13, фазометр 12.

Устройство выполнено следующим образом.

Катушки индуктивности первичного преобразователя намотаны на П-образных сердечниках прямоугольного сечения, замкнутые подвижным якорем, расположенным в воздушном зазоре между катушками и соединенным с контролируемым объектом. Якорь перемещается в направлении X. Обмотки катушек индуктивностей соединены

со вторичными преобразователями (контакты 2 и 3) Выход источника синусоидального напряжения соединен со входом вторичных преобразователей (контакты 1) Входы фазометра соединены с выходами вторичных

преобразователей (контакты 4).

Использование вторичного индуктивно- фазового преобразователя в совокупности с индуктивным первичным преобразователем позволяет получить существенно ниже

нелинейность функции преобразования датчика, чем в случае с использованием вторичного преобразователя индуктивности в амплитуду тока (в этом случае нелинейность функции преобразования в основном определяется нелинейностью индуктивного пре- образовател я). Экспериментально подтверждено, что можно снизить нелинейность преобразования датчика более чем на порядок,

Формула изобретения

Дифференциальный индуктивный датчик микроперемещений, содержащий источник синусоидального напряжения, два первичных преобразователя индуктивного типа, каждый из которых выполнен в виде катушки индуктивности с сердечником и якоря, установленного в зазоре между катушками с возможностью перемещения, и измерительный прибор, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности за счет снижения нелинейности функции преобразования, он снабжен двумя вторичными преобразователями, каждый из которых выполнен в виде операционного усилителя с резистивной обратной связью по инвертирующему входу, двух входных резисторов и конденсатора, резисторы одним выводом подключены соответственно к прямому и инвертирующему входам операционного усилителя, вторые выводы резисторов объединены и соединены с выходом источника синусоидального напряжения, конденсатор подключен параллельно обмотке катушки индуктивности первичного преобразователя и соединен одним выводом с общим проводом, другим - с неинвертирующим входом операционной усилителя, а измерительный прибор выполнен в виде фазометра, входы которого соединены с выходами вторичных преобразователей.

Похожие патенты SU1747869A1

название год авторы номер документа
ИЗМЕРИТЕЛЬ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ ДАТЧИКОМ И ОБЪЕКТОМ ИЗ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕГО МАТЕРИАЛА 2013
  • Синев Андрей Иванович
  • Братчиков Дмитрий Юрьевич
  • Чигирёв Петр Григорьевич
  • Рамзаев Анатолий Павлович
RU2561244C2
Линейный преобразователь перемещения в амплитуду синусоидального напряжения 1975
  • Шакурский Виктор Константинович
  • Моргунов Юрий Иванович
  • Кузьмичев Геннадий Михайлович
SU566126A1
Антенный преобразователь перемещения в фазу 1990
  • Конаков Николай Дмитриевич
  • Глухов Олег Дмитриевич
  • Столяров Вячеслав Анатольевич
  • Киреева Галина Александровна
SU1817243A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИГНАЛЫ 1996
  • Пономарев Александр Васильевич
RU2102794C1
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 2009
  • Миньков Дмитрий Васильевич
  • Долгих Владимир Васильевич
  • Бондаренко Борис Васильевич
  • Колесников Сергей Николаевич
  • Башкиров Олег Михайлович
  • Никитенко Николай Федорович
  • Винник Роман Николаевич
RU2389977C1
УСТРОЙСТВО АНАЛОГОВОГО ДАТЧИКА РЕАКТИВНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 2017
  • Осипов Вячеслав Семенович
  • Котенёв Виктор Иванович
  • Шайдуров Игорь Аркадьевич
RU2673335C2
Индуктивный датчик перемещений 1990
  • Нестерук Игорь Николаевич
SU1812420A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ 2001
  • Качоровский А.Б.
RU2200306C2
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ 1997
  • Анцупов С.Н.
RU2131591C1
ДАТЧИК ПОСТОЯННОГО ТОКА С РАЗВЯЗКОЙ 2012
  • Михеев Павел Васильевич
  • Кузуб Екатерина Павловна
RU2511639C2

Иллюстрации к изобретению SU 1 747 869 A1

Реферат патента 1992 года Дифференциальный индуктивный датчик микроперемещений

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных и угловых перемещений. Цель изобретения - повышение точности измерения перемещений за счет устранения нелинейности функции преобразования. В устройстве, содержащем дифференциальный индуктивный датчик, включающий два преобразователя индуктивного типа и якорь, установленный в зазоре между ними, два вторичных преобразователя и измерительный прибор, каждый вторичный преобразователь выполнен в виде операционного усилителя с рези- стивной обратной связью по инвертирующему входу, двух резисторов, соединенных с его прямым и инвертирующим входами, и конденсатора, подключенного параллельно обмотке катушки индуктивности первичного преобразователя, а в качестве измерительного прибора использован фазометр. 1 ил. w Ё

Формула изобретения SU 1 747 869 A1

12

Л.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1992 года SU1747869A1

Разборный с внутренней печью кипятильник 1922
  • Петухов Г.Г.
SU9A1
Видоизменение прибора с двумя приемами для рассматривания проекционные увеличенных и удаленных от зрителя стереограмм 1919
  • Кауфман А.К.
SU28A1
Квартин М.И.
Электромеханические и магнитные устройства автоматики
М.: Высшая школа, 1979, с
Машина для разделения сыпучих материалов и размещения их в приемники 0
  • Печеркин Е.Ф.
SU82A1
Способ подготовки рафинадного сахара к высушиванию 0
  • Названов М.К.
SU73A1

SU 1 747 869 A1

Авторы

Нестерук Игорь Николаевич

Даты

1992-07-15Публикация

1990-01-31Подача