RU1775595C - Precision displacement meter - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Цель изобретени  - повышение точности и расширение диапазона линейного преобразовани  перемещени  в посто нное напр жение. Измеритель перемещени  содержит автогенератор, дифференциальный трансформаторный преобразователь перемещени , первичные обмотки которого включены последовательно встречно, их обща  точка через образцовый резистор соединена с первым входом автогенератора и началом одной из первичных обмоток преобразовател , второй вход автогенератора через конденсатор соединен с началом второй первичной обмотки. Вторичные обмотки преобразовател  включены согласно или встречно и соединены соответственно разноименными или одноименными входами с выводами одной диагонали кольцевого диодного моста, выводы второй диагонали моста  вл ютс  выходами измерител  и подключены к одним из обкладок первого и второго конденсаторов фильтров, вторые обкладки которых подсоединены к общей точке вторичных обмоток преобразовател  и третьему выходу измерител . 6 ил. W ЁThe invention relates to a measurement technique. The purpose of the invention is to increase accuracy and expand the range of linear conversion of displacement to direct voltage. The displacement meter contains a self-oscillator, a differential transformer displacement transducer, the primary windings of which are connected in series, their common point through a model resistor connected to the first input of the oscillator and the beginning of one of the primary windings of the converter, the second input of the oscillator through a capacitor connected to the beginning of the second primary winding. The secondary windings of the converter are connected according to or counterclockwise and connected respectively by opposite or similar inputs with the terminals of one diagonal of the ring diode bridge, the terminals of the second diagonal of the bridge are the outputs of the meter and are connected to one of the plates of the first and second filter capacitors, the second plates of which are connected to a common point of the secondary transformer windings and the third output of the meter. 6 ill. W yo

Description

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике и устройствам авто- матики и может использоватьс  дл  создани  высокоточных средств контрол  перемещений.The invention relates to instrumentation and automation devices and can be used to create highly accurate means of controlling movements.

Известен измеритель перемещений, содержащий автогенератор, индуктивный дифференциальный преобразователь перемещени , два конденсатора, образующих с индуктивными элементами дифференциального преобразовател  перемещени  два последовательных резонансных контура, включенных параллельно в цепь обратной св зи автогенератора.A displacement meter comprising a self-oscillator, an inductive differential displacement transducer, two capacitors forming two successive resonant circuits connected in parallel with a feedback generator circuit with inductive elements of a differential displacement transducer is known.

Объединение последовательных резонансных контуров в параллельные цепи иCombining successive resonant circuits into parallel circuits and

подключение их в цепь положительной обратной св зи автогенератора автоматически обеспечивает работу преобразовател  перемещени  в резонансном режиме, то есть когда индуктивное сопротивление скомпенсировано емкостным и полное сопротивление каждой цепи практически равно сопротивлению обмоток дифференциального преобразовател  перемещени . Однако, получение информации путем фиксации фазового сдвига каждой из обмоток дифференциального измерител  перемещени  относительно опорного напр жени  с выхода автогенератора существенно усложн ет реализацию данного изобретени .connecting them into the positive feedback circuit of the oscillator automatically ensures the operation of the displacement transducer in resonance mode, i.e., when the inductive resistance is compensated by the capacitive one and the total resistance of each circuit is almost equal to the resistance of the windings of the differential displacement transducer. However, obtaining information by fixing the phase shift of each of the windings of a differential displacement meter relative to the reference voltage from the output of the oscillator substantially complicates the implementation of the present invention.

VIVI

XIXi

елate

СПJoint venture

о елabout eating

Известен индуктивный измеритель перемещений , содержащий автогенератор, индуктивный дифференциальный преобразователь перемещени , начало первой и второй обмоток которого объединены и подключены к одному из входов положительной обратной св зи автогенератора, а концы обмоток дифференциального датчика подключены соответственно к первому и второму входам одной из диагоналей кольцевого диодного моста, первый и второй входы второй диагонали кольцевого диодного моста подсоединены к обкладкам первого и второго конденсаторов измерительного моста, вторые обкладки которых объединены и подключены ко второму входу положительной обратной св зи автогенератора.Known inductive displacement meter containing a self-oscillator, inductive differential displacement transducer, the beginning of the first and second windings of which are combined and connected to one of the inputs of the positive feedback of the oscillator, and the ends of the windings of the differential sensor are connected respectively to the first and second inputs of one of the diagonals of the ring diode bridge , the first and second inputs of the second diagonal of the ring diode bridge are connected to the plates of the first and second capacitors a bridge, the second plates of which are combined and connected to the second input of the positive feedback of the oscillator.

Введение кольцевого диодного моста не нарушило работу четырехплечевого измерительного моста, образованного катушками дифференциального датчика и конденсаторами, и позволило получить информацию о перемещении в виде разности посто нных уровней напр жени  на конденсаторах измерительного моста.The introduction of a ring diode bridge did not interrupt the operation of the four-arm measuring bridge formed by the differential sensor coils and capacitors, and provided information on the displacement in the form of a difference of constant voltage levels across the capacitors of the measuring bridge.

Однако недостатками известного измерител  перемещени   вл ютс  большие синфазные напр жени  переменного тока, развиваемые на конденсаторах и гальваническа  св зь автогенератора с измерительной цепью, что усложн ет согласование измерител  перемещени  с вторичной аппаратурой .However, the disadvantages of the known displacement meter are the large common-mode AC voltages developed on the capacitors and the galvanic coupling of the oscillator with the measuring circuit, which complicates the coordination of the displacement meter with secondary equipment.

Известен прецизионный измеритель перемещени  в котором устранены эти недостатки , содержащий автогенератор, диф- ференциальный трансформаторный преобразователь перемещени , один из выводов первичной обмотки которого подсоединен к одной из обкладок конденсатора св зи, второй вывод которого и второй вывод первичной обмотки дифференциального трансформаторного преобразовател  перемещени  подключены соответственно к первому и второму входам положительной обратной св зи автогенератора, разноименные или одноименные выводы первой и второй вторичной обмоток дифференциального трансформаторного преобразовател  перемещени  соединены соответственно с первым и вторым входами кольцевого диодного моста, первый и второй входы второй диагонали кольцевого диодного моста  вл ютс  выходами преобразовател  и подключены к обкладкам первого и второго конденсаторов фильтра соответственно, вторые обкладки которых объединены и подсоединены к другим выводам первой и второй вторичных обмоток дифференциального трансформаторногоA known precision displacement meter in which these disadvantages are eliminated, comprising a self-oscillator, a differential transformer displacement transducer, one of the terminals of the primary winding of which is connected to one of the plates of the coupling capacitor, the second terminal of which and the second terminal of the primary winding of the differential transformer of displacement, are connected respectively to the first and second inputs of the positive feedback of the oscillator, the opposite or the same conclusions of the first and the second secondary windings of the differential transformer displacement transducer are connected respectively to the first and second inputs of the ring diode bridge, the first and second inputs of the second diagonal of the ring diode bridge are the outputs of the converter and connected to the plates of the first and second filter capacitors, respectively, the second plates of which are combined and connected to other conclusions of the first and second secondary windings of differential transformer

датчика перемещени  и к третьему выходу преобразовател .motion sensor and to the third output of the converter.

Недостатком данного преобразовател  перемещени   вл етс  нелинейность характеристики преобразовани  на кра х диапазона перемещени , обусловленна  изменением частоты автогенератора при изменении положени   кор  преобразовател , и наличием большой нескомпенсиро0 ванной реактивной составл ющей в выходном сигнале при нулевом положении  кор .The disadvantage of this displacement transducer is the non-linearity of the conversion characteristics at the edges of the displacement range, due to a change in the frequency of the oscillator when the position of the core converter is changed, and the presence of a large uncompensated reactive component in the output signal at the zero position of the core.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и расширение диапазона ли5 нейного преобразовани  перемещени  в посто нное напр жение.The aim of the invention is to increase accuracy and expand the range of linear conversion of displacement to direct voltage.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известное устройство, содержащее автогенератор , дифференциальный трансфор0 матерный преобразователь перемещений, один из выводов первичной обмотки которого через конденсатор св зи подсоединен к одному из входов положительной обратной св зи автогенератора, перва  и втора This goal is achieved by the fact that in a known device containing a self-oscillator, a differential transformer displacement transducer, one of the terminals of the primary winding of which is connected through a coupling capacitor to one of the positive feedback inputs of the self-oscillator, the first and second

5 вторичные обмотки дифференциального трансформаторного преобразовател  перемещени  соединены последовательно- встречно или последовательно-согласно, вторые выводы вторичных обмотоксоедине0 ны с первым и вторым выводами одной из диагоналей кольцевого диодного моста, первый и второй выводы второй диагонали которого  вл ютс  выходами преобразовател  и подключены к одним из обкладок5 the secondary windings of the differential transformer displacement transducer are connected in series-opposite or sequentially in accordance, the second leads of the secondary windings are connected to the first and second leads of one of the diagonals of the ring diode bridge, the first and second leads of the second diagonal of which are the outputs of the drive and are connected to one of the plates

5 первого и второго конденсаторов фильтра соответственно, вторые обкладки которых объединены и подсоединены к общей точке соединени  первой и второй вторичных обмоток дифференциального трансформатор0 ного преобразовател  перемещений и к третьему выходу преобразовател , в дифференциальный трансформаторный преобразователь перемещени  введены образцовый элемент и втора  первична  об5 мотка, включенна  последовательно- встречно с первой первичной обмоткой и соединенна  с вторым входом положительной обратной св зи автогенератора, обща  точка соединени  первичных обмоток под0 ключена через образцовый элемент к одному из первых выводов одной из первичных обмоток дифференциального трансформаторного преобразовател  перемещений. На фиг.1 представлена схема прецизи5 онного измерител  перемещени ; на фиг,2 - четыре варианта кольцевого диодного моста; на фиг.З , 4, 5 - индуктивные дифференциальные преобразователи перемещени  трансформаторного типа, в которых перва  и втора  первичные обмотки включены5 of the first and second filter capacitors, respectively, the second plates of which are combined and connected to a common connection point of the first and second secondary windings of the differential transformer displacement transducer and to the third output of the transducer, an exemplary element and a second primary winding 5 are connected in series to the differential transformer transformer - counter to the first primary winding and connected to the second input of the positive feedback of the oscillator; bscha point of connection of primary windings pod0 keys through exemplary member to one of the first terminals of one of the primary windings of the differential transformer displacement transducer. Figure 1 is a schematic diagram of a precision displacement meter; in Fig.2 - four variants of a ring diode bridge; on figs, 4, 5 - inductive differential transducers of displacement transformer type, in which the first and second primary windings are included

встречно, а перва  и втора  вторичные обмотки включены встречно или согласно; на фиг.ба - эквивалентна  схема магнитно- св занных цепей первичных обмоток, дифференциального трансформаторного преобразовател  перемещени , согласующего конденсатора, образцового элемента активного (резистивного) характера, без учета вли ни  вторичных обмоток и нагрузки; на фиг.бб - эквивалентна  схема, пол- ученна  из исходной (фиг.ба) путем известного приема разв зывани  магнитно-св занных цепей.counter, and the first and second secondary windings are included counter or in accordance; Fig. b is an equivalent circuit of magnetically coupled circuits of the primary windings, a differential transformer displacement transducer, a matching capacitor, an exemplary element of an active (resistive) nature, without taking into account the influence of secondary windings and load; Fig. bb is an equivalent circuit obtained from the original one (Fig. b) by a known technique for decoupling magnetically coupled circuits.

Прецизионный измеритель содержит автогенератор 1, первый вход положитель- ной обратной св зи которого подключен через конденсатор св зи 2 к одному из выводов первичных обмоток 5 или 6, включенных последовательно встречно, общий вывод которых через образцовый элемент 3 соединен с одним из других выводов первичной обмотки 5 или 6, второй вывод первичной обмотки 6 или 5 подсоединен к второму входу положительной обратной св зи автогенератора 1, разноименные или одноименные выводы соответственно первой 7 или второй 8 вторичных обмоток соединены с первым и вторым входами кольцевого диодного моста 10, первый и второй входы второй диагонали кольцевого диодного моста  вл ютс  первым 12 и вторым 13 выходом преобразовател  и подключены соответственно к первым обкладкам первого 9 и второго 11 конденсаторов фильтра , вторые обкладки которых объединены и подключены к общей точке соединени  вторичных обмоток 7, 8 и к третьему выходу 14 преобразовател .The precision meter contains an oscillator 1, the first positive feedback of which is connected via a coupling capacitor 2 to one of the terminals of the primary windings 5 or 6, connected in series, the common terminal of which through the reference element 3 is connected to one of the other terminals of the primary winding 5 or 6, the second terminal of the primary winding 6 or 5 is connected to the second input of the positive feedback of the oscillator 1, the opposite or the same terminals respectively of the first 7 or second 8 secondary windings are connected s with the first and second inputs of the ring diode bridge 10, the first and second inputs of the second diagonal of the ring diode bridge are the first 12 and second 13 output of the converter and are connected respectively to the first plates of the first 9 and second 11 filter capacitors, the second plates of which are combined and connected to the common connection point of the secondary windings 7, 8 and to the third output 14 of the converter.

На фиг.2 прин ты обозначени : диоды 15, 16, 17, 18; резисторы 19 20. 21. 22. На фиг.З, 4, 5 прин ты обозначени : образцовый элемент 3;  корь 4; первичные обмотки 5, 6; вторичные обмотки 7, 8; П-образные {фиг.З) или Ш-образныеГфиг.4) магнитопро- воды 23, 24.In Figure 2, the following notation is accepted: diodes 15, 16, 17, 18; resistors 19 20. 21. 22. In FIGS. 3, 4, 5, the following notation is accepted: reference element 3; measles 4; primary windings 5, 6; secondary windings 7, 8; U-shaped (FIG. 3) or W-shaped FIG. 4) magnetic wires 23, 24.

Известно, что из-за электрической или магнитной асимметрии нейтральное геометрическое положение дифференциальных индуктивных и трансформаторных преобразователей не соответствует деист- вительному нейтральному положению. Они имеют остаточное выходное напр жение, которое содержит синфазную и квадратурную составл ющие тока или напр жени , а также высшие гармоники. Синфазную мож- но свести к нулю и перемещением  кор  в ту или иную сторону. Квадратурна  (реактивна ) и высшие гармонические составл ющие перемещени   кор  не компенсируютс , поэтому при любом положении  кор  выходное напр жение первичного измерительного преобразовател  не равно нулю, что соответствует аддитивной составл ющей погрешности.It is known that due to electrical or magnetic asymmetry, the neutral geometric position of the differential inductive and transformer converters does not correspond to the actual neutral position. They have a residual output voltage that contains the common-mode and quadrature components of the current or voltage, as well as higher harmonics. In-phase can be reduced to zero by moving the core in one direction or another. The quadrature (reactive) and higher harmonic components of the core displacement are not compensated, therefore, at any position of the core, the output voltage of the primary measuring transducer is not equal to zero, which corresponds to the additive component of the error.

Дл  компенсации (достижении равенства ) квадратурных составл ющих тока или напр жени  в сигналах Увых и ивых2, снимаемых с вторичных обмоток 7 и 8, параллельных одной из первичных 5 или б обмоток подключают образцовый элемент 3, величину которого подбирают путем изменени  в ту или другую сторону в момент достижени  минимального значени  выходного напр жени  1)вых1-11вых2 при согласном включении вторичных обмоток 7 и 8 и нейтральном положении  кор . Т.е. компенсируют синфазные составл ющие в выходном сигнале путем перемещени   кор , при прохождении которого через геометрическую нейтраль дифференциального трансформаторного преобразовател  выходное напр жение (изменение которого контролируют с помощью двухлучевого осциллографа ) достигает своего минимального значени , а затем (при дальнейшем перемещении  кор ) постепенно мен ет фазу (относительно опорного, снимаемого например с одной из первичных обмоток) почти на 180° не мен   практически величину амплитуды. Последующа  компенсаци  квадратурной составл ющей выходного сигнала осуществл етс  путем подключени  образцового элемента (резистора от 100 кОм и выше) параллельно одной из первичных обмоток и определении направлени  изменени  амплитуды выходного сигнала. Причем уменьшение амплитуды выходного сигнала свидетельствует о правильном выборе шунтируемой первичной обмотки. Измен   величину сопротивлени  образцового элемента, добиваютс  не только минимального значени  амплитуды выходного сигнала при прохождении  корем нейтрального положени , но и резкого изменени  фазы выходного сигнала.To compensate (achieve equality) the quadrature components of the current or voltage in the signals Uwh and ww2, taken from the secondary windings 7 and 8, parallel to one of the primary 5 or b windings, an exemplary element 3 is connected, the value of which is selected by changing in one direction or another at the time of reaching the minimum value of the output voltage 1) output 1-11 output 2 with the consent of the inclusion of the secondary windings 7 and 8 and the neutral position of the core. Those. compensate in-phase components in the output signal by moving the core, during which the output voltage (the change of which is controlled by a two-beam oscilloscope) passes through the geometric neutral of the differential transformer), and then (with further moving the core) gradually changes the phase ( relative to the reference, removed for example from one of the primary windings) almost 180 ° practically does not change the magnitude of the amplitude. Subsequent compensation of the quadrature component of the output signal is carried out by connecting a reference element (a resistor of 100 kΩ or higher) parallel to one of the primary windings and determining the direction of the change in the amplitude of the output signal. Moreover, a decrease in the amplitude of the output signal indicates the correct choice of a shunted primary winding. By changing the resistance value of the reference element, not only the minimum value of the amplitude of the output signal is achieved when the core passes the neutral position, but also a sharp change in the phase of the output signal.

При составлении уравнени  дл  магнитно-св занных цепей необходимо знать, согласно или встречно направлены потоки самоиндукции или взаимоиндукции. Составим уравнени  дл  мгновенных значений (фиг.ба) h i2 + з. Дл  левого контура (перва  и втора  ветви)When compiling an equation for magnetically coupled circuits, it is necessary to know whether the self-induction or mutual-induction flows are directed along or counter-directed. We compose equations for instantaneous values (Fig. B) h i2 + h. For the left contour (first and second branches)

-+ i2R3-ei. dtdts - + i2R3-ei. dtdts

a)a)

Перед слагаемым Mdi3/dr поставлен знак минус, так как токи И и 1з вход т в разноименные зажимы магнитно-св занMR5+ тг- /И dt The term Mdi3 / dr is preceded by a minus sign, since the currents And and 1z enter the opposite clamps magnetically connected MR5 + tg- / And dt

22

ных катушек, то имеет место встречное включение . Сумма слагаемых 5 -- М -- предdtatcoils, then there is a counter inclusion. The sum of the terms 5 - M - predtat

ставл ет собой падение напр жени  на первой катушке.This is the voltage drop across the first coil.

Составим уравнение дл  первого контура (втора  и треть  ветви). Направление тока 12 встречно направлению обхода контура, поэтому сумма падений напр жений во второй ветви (Рз) войдет в уравнение со знаком минус:We compose the equation for the first circuit (second and third branches). The direction of current 12 is opposite the direction of the circuit bypass, so the sum of the voltage drops in the second branch (P3) will go into the equation with a minus sign:

2 R3 + L6 - М + 1з Рб 0 б) at at 2 R3 + L6 - M + 1s RB 0 b) at at

в комплексной записиin complex recording

о 1з j ш М Е в)about 1z j w M E c)

hjwM 0 г)hjwM 0 g)

h( + ) + l2R3h (+) + l2R3

з (Re + j a) Le) - la R3h (Re + j a) Le) - la R3

Выполним преобразовани  дл  разв зывани  магнитно-св занных цепей. С этой целью в уравнении (в) заменим з на IH2 и в уравнении (г) И на 12 + 1зPerform transformations to decouple the magnetically coupled circuits. For this purpose, in equation (c) we replace s with IH2 and in equation (d) And with 12 + 1z

И R5 - -4- + J at (is - М) + I2 (Ra - j ш М) ЕAnd R5 - -4- + J at (is - M) + I2 (Ra - j w M) E

Ш W

д)e)

+ (U-M)-l2(R3 + jwM) 0 e) Сопоставим схемы (фиг.ба и фиг.бб), замечаем , что L.5 заменена на (Ls-M), Le на (Le-M), а во вторую ветвь введена индуктивность . Таким образом, измен   величину вновь введенного образцового резистора RS будем измен ть величину тока 12,что позвол ет скомпенсировать величину реактивной составл ющей тока h, проход щего через первичную обмотку 5. Учитыва , что кажда  из первичных обмоток 5 и б имеют магнитную св зь с вторичными обмотками 7 и 8 можно скомпенсировать фазовый сдвиг ивых1 и Увыха при симметричном положении  кор  А относительно пар обмоток 5, 7 и 6,8, т.е. фазовый сдвиг будет равен л при согласном включении обмоток 7, 8 или нулю при встречном включении обмоток 7 и 8. Компенсаци  реактивной составл ющей выходного напр жени  позвол ет уменьшить аддитивную составл ющую в выходном сигнале и повысить точность линейного преобразовани  перемещени  в уровень выходного сигнала, особенно вблизи, и нейтральном положении  кор  4. При переходе  кор  4 через нейтральное положение результирующий выходной сигнал (11вых1 UBHXZ) при согласном (фиг.4,5) или ивых1+ивых2 при встречном (фиг.З) включении вторичных обмоток 7, 8 переходит через нулевое значение измен   фазовый сдвиг на относительно одного из сигналов, например 1)вых1Рассмотрим работу устройства на примере дифференциального трансформаторного преобразовател  перемещени  с встречно включенными обмотками 7, 8 (фиг.З), в котором, например, дл  компенсации реактивной составл ющей комплексного выходного тока образцовый элемент 3 включен параллельно обмотке 5. Данный преобразователь может работать с кольцевым диодным мостом, изображенным на фиг.2б,г. + (UM) -l2 (R3 + jwM) 0 e) We compare the schemes (fig. B and fig. Bb), notice that L.5 is replaced by (Ls-M), Le by (Le-M), and in the second branch introduced inductance. Thus, by changing the value of the newly introduced model resistor RS, we will change the current value 12, which allows us to compensate for the reactive component of the current h passing through the primary winding 5. Bearing in mind that each of the primary windings 5 and b have a magnetic coupling with secondary windings 7 and 8 can compensate for the phase shift of willow1 and Uvyhaha with a symmetrical position of core A relative to pairs of windings 5, 7 and 6.8, i.e. the phase shift will be equal to l when the windings 7, 8 are turned on or zero when the windings 7 and 8 are turned on again. Compensation of the reactive component of the output voltage allows to reduce the additive component in the output signal and to increase the accuracy of linear conversion of the displacement to the output signal level, especially near, and neutral position cor 4. When the transition cor 4 through the neutral position, the resulting output signal (11out1 UBHXZ) with a consonant (Fig. 4.5) or out1 + out2 with a counter (Fig.Z) switching on the secondary current 7, 8 passes through a zero value by changing the phase shift relative to one of the signals, for example 1) output1 Let us consider the operation of the device as an example of a differential transformer displacement transducer with on-off windings 7, 8 (Fig. 3), in which, for example, to compensate reactive a component of the complex output current, an exemplary element 3 is connected parallel to the winding 5. This converter can operate with the ring diode bridge shown in Fig. 2b, d.

0В первичной цепи ток протекает по цепи: один из входов положительной обратной св зи автогенератора 1, конденсатор 2, параллельно соединенные образцовый элемент 3 и первична  обмотка 5, первична 0 In the primary circuit, current flows through the circuit: one of the inputs of the positive feedback of the oscillator 1, the capacitor 2, the reference element 3 and the primary winding 5 are connected in parallel, the primary

5 обмотка 6, второй вход положительной обратной св зи автогенератора 1. В обмотках 7 и 8 навод тс  э.д.с. направленные согласно , Во вторичной цепи ток протекает по цепи (фиг.26) начало обмотки 7, резистор 19,5 winding 6, the second input of the positive feedback of the oscillator 1. In the windings 7 and 8, the induction emf is induced. directed according to, In the secondary circuit, the current flows through the circuit (Fig.26) the beginning of the winding 7, the resistor 19,

0 диод 15, конденсатор 9, конец обмотки 7. На конденсаторе фильтра 9 формируетс  посто нный положительный уровень пропорциональный ивых1. В то же врем  в этом полупериоде протекает ток обусловленный0 diode 15, capacitor 9, end of winding 7. A constant positive level proportional to output1 is formed on the capacitor of filter 9. At the same time, current due to this half-cycle flows

5 э.д.с. обмотки 8 по цепи: конец обмотки 8, конденсатор 9, диод 16, резистор 20, начало обмотки 8. На конденсаторе фильтра 9 формируетс  посто нный отрицательный уровень напр жени  пропорциональный 1)Вых2.5 emf windings 8 in a circuit: end of winding 8, capacitor 9, diode 16, resistor 20, start of winding 8. A constant negative voltage level proportional to 1) Output2 is formed on the filter capacitor 9.

0 В результате на конденсаторе 9 устанавливаетс  уровень сигнала Ui пропорциональный разности ивых1-ивых2, например, . Во втором полупериоде ток протекает по цепи: конец обмотки 7, конденсатор 11, ди5 од 17, резистор 19, начало обмотки 7. На конденсаторе фильтра 11 формируетс  посто нный отрицательный уровень (на выходном зажиме 13 относительного выходного зажима 14) пропорциональный0 As a result, on the capacitor 9, the signal level Ui is set proportional to the difference of the output 1-output 2, for example. In the second half-cycle, the current flows through the circuit: the end of the winding 7, the capacitor 11, diode 17, the resistor 19, the beginning of the winding 7. A constant negative level (at the output terminal 13 of the relative output terminal 14) is proportional to

0 КвыхЧ. В то же врем  во втором полупериоде протекает ток, обусловленный э.д.с. обмотки 8 по цепи: начало обмотки 8, резистор 20, диод 18, конденсатор 11, конец обмотки 8. На конденсаторе фильтра 11 формируетс 0 KvykhCh. At the same time, a current due to the emf flows in the second half-cycle. windings 8 in a chain: beginning of winding 8, resistor 20, diode 18, capacitor 11, end of winding 8. A filter 11 is formed on the capacitor of the filter

5 посто нный положительный уровень напр жени , пропорциональный 11вых2. В результате на конденсаторе фильтра 11 устанавливаетс  уровень сигнала , пропорциональный разности ивых2-ивых1 при5 constant positive voltage level proportional to 11out2. As a result, a signal level is established on the filter capacitor 11, which is proportional to the difference between

0 Швыхт Швых21 . Максимальный размах выходного сигнала определ етс  в кольцевом диодном месте (фиг.26) удвоенным значением падени  напр жени  на открытом диоде. Существенно больших размах вы5 ходного сигнала можно получить при использовании кольцевого диодного моста, изображенного на фиг.2г, но при этом необходимо подобрать по номиналу четыре сопротивлени  19, 20, 21, 22. Максимально возможной чувствительности, при заданном значении дифференциального трансформаторного датчика перемещени , можно добитьс  при согласном включении вторичных обмоток 7 и 8 (фиг.4, 5) и использовании кольцевого диодного моста, изображенного на фиг.2а.0 Shvykht Shvykh21. The maximum amplitude of the output signal is determined at the ring diode location (Fig. 26) by twice the voltage drop across the open diode. Significantly large sweep of the output signal can be obtained using the ring diode bridge shown in Fig. 2d, but it is necessary to select four resistances 19, 20, 21, 22 at the nominal value. The maximum possible sensitivity, for a given value of the differential transformer displacement sensor, can be achieved by consonantly turning on the secondary windings 7 and 8 (Figs. 4 and 5) and using the ring diode bridge depicted in Fig. 2a.

Рассмотрим работу вторичной цепи в каждой из двух полупериодов. В первом полупериоде ток протекает по цепи: начало обмотки 7, диод 15, конденсатор 9, конец обмотки 7. На конденсаторе фильтра 9 формируетс  посто нный положительный уровень (на выходном зажиме 12 относительно выходного зажима 14) пропорциональный ивых1. В то же врем  в этом полупериоде протекает ток, обусловленный э.д.с. обмотки 8 по цепи: конец обмотки 8, диод 18, конденсатор 11, начало обмотки 8. На конденсаторе фильтра 11 формируетс  посто нный положительный уровень {на выходном зажиме 13 относительно зажима 14) пропорциональный 1)Вых2. Во втором полупериоде ток протекает по цепи: конец обмотки 7, конденсатор 11 диод 17, начало обмотки 7. На выходе 13 формируетс  относительно выхода 14 результирующий сигнал , пропорциональный разности ивых2Utjbixl при iUsbixll IUBbix2l.Consider the operation of the secondary circuit in each of the two half-periods. In the first half-cycle, the current flows through the circuit: the beginning of the winding 7, diode 15, the capacitor 9, the end of the winding 7. A constant positive level is formed on the filter capacitor 9 (at the output terminal 12 relative to the output terminal 14) proportional to output1. At the same time, current due to the emf flows in this half-period. windings 8 in a chain: end of winding 8, diode 18, capacitor 11, beginning of winding 8. A constant positive level is formed on the filter capacitor 11 (at output terminal 13 relative to terminal 14) proportional to 1) Output2. In the second half-cycle, the current flows through the circuit: end of winding 7, capacitor 11 diode 17, start of winding 7. At output 13, a resulting signal is generated relative to output 14, proportional to the difference of the output 2Utjbixl with iUsbixll IUBbix2l.

В то же врем  во втором полупериоде протекает ток цепи: начало обмотки 8, конденсатор 9, диод 16, конец обмотки 8. На выходе 12 формируетс  относительно выхода 14 результирующий сигнал . пропорциональный разности ивых1-ивых2 приAt the same time, a circuit current flows in the second half-cycle: the beginning of the winding 8, the capacitor 9, the diode 16, the end of the winding 8. At the output 12, a resulting signal is generated relative to the output 14. proportional to the difference of the out1-out2 for

lUebixll Швых21.lUebixll Shvykh21.

Дл  расширени  диапазона выходных сигналов можно использовать кольцевой диодный мост, изображенный на фиг.2в или фиг.2г. Таким образом, уравновешивание реактивной составл ющей тока вторичных обмоток 7, 8 путем изменени  величины образцового элемента 3, подключенного параллельно одной из первичных обмоток 5 или 6, позвол ет исключить аддитивную составл ющую общей погрешности,повысить линейность преобразовани  при переходе  кор  через нейтральное положение и расширить диапазон линейного преобразовател  перемещени  при сохранении прежних размеров дифференциального трансформаторного преобразовател  перемещени  за счет встречного включени  пер- вичных обмоток 5 и 6.To expand the range of output signals, the ring diode bridge shown in Fig. 2c or Fig. 2d can be used. Thus, balancing the reactive component of the current of the secondary windings 7, 8 by changing the magnitude of the reference element 3 connected in parallel with one of the primary windings 5 or 6, eliminates the additive component of the overall error, increases the linearity of the conversion when the core goes through the neutral position and expand the range of the linear displacement transducer while maintaining the previous dimensions of the differential transformer displacement transducer due to the on-line switching of the primary x windings 5 and 6.

Claims (1)

Формула изобретени  Прецизионный измеритель перемещений , содержащий ав огенератор, дифференциальный трансформаторный преобразователь перемещений, один из выводов первичной обмотки которого через конденсатор св зи подсоединен к одному из входов положительной обратной св зиSUMMARY OF THE INVENTION A precision displacement meter containing an oscillator, a differential transformer displacement transducer, one of the terminals of the primary winding of which is connected through a coupling capacitor to one of the positive feedback inputs автогенератора, перва  и втора  вторичные обмотки дифференциального трансформаторного преобразовател  перемещени  соединены последовательно встречно или последовательно согласно, вторые выводыthe oscillator, the first and second secondary windings of the differential transformer displacement transducer are connected in series in the opposite direction or in series according to the second conclusions вторичных обмоток соединены с первым и вторым выводами одной из диагоналей кольцевого диодного моста, первый и второй выводы второй диагонали которого  вл ютс  выходами преобразовател  иsecondary windings are connected to the first and second terminals of one of the diagonals of the ring diode bridge, the first and second terminals of the second diagonal of which are the outputs of the converter and подключены к одним из обкладок первого и второго конденсаторов фильтра соответственно , вторые обкладки которых объединены и подсоединены к общей точке соединени  первой и второй вторичных обмоток дифференциального трансформаторного преобразовател  перемещений и к третьему выходу преобразовател , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и расширени  диапазоналинейного преобразовани  перемещени  в посто нное напр жение, в дифференциальный трансформаторный преобразователь перемещени  введены образцовой элемент и втора  первична  обмотка, включенна  последовательно встречно с первой первичной обмоткой и соединенна  с вторым входом положительной обратной св зи автогенератора , обща  точка соединени  пер- вичных обмоток подключена черезconnected to one of the plates of the first and second filter capacitors, respectively, the second plates of which are combined and connected to a common connection point of the first and second secondary windings of the differential transformer displacement transducer and to the third output of the transducer, characterized in that, in order to improve accuracy and expand the range of linear conversion DC transmissions, a reference element and a second element are introduced into the differential transformer displacement transducer Primary winding connected in series counter to the first primary winding and connected to the second input of the positive feedback of the oscillator, the common connection point of the primary windings is connected through образцовый элемент к одному из первых выводов одной из первичных обмоток дифференциального трансформаторного преобразовател  перемещений.an exemplary element to one of the first terminals of one of the primary windings of a differential transformer displacement transducer. 0000 гоgo gg соwith -J -4 ел ел-J -4 ate ate (О(ABOUT елate :g го: g go Фиг. 5FIG. 5 ФцъВФцъВ