RU2665219C1 - Differential measuring transducer - Google Patents
Differential measuring transducer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2665219C1 RU2665219C1 RU2017127333A RU2017127333A RU2665219C1 RU 2665219 C1 RU2665219 C1 RU 2665219C1 RU 2017127333 A RU2017127333 A RU 2017127333A RU 2017127333 A RU2017127333 A RU 2017127333A RU 2665219 C1 RU2665219 C1 RU 2665219C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- differential
- output
- inputs
- measuring transducer
- Prior art date
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 10
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 3
- 101100080600 Schizosaccharomyces pombe (strain 972 / ATCC 24843) nse6 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
- G01D5/22—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature differentially influencing two coils
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C19/00—Electric signal transmission systems
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B19/00—Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к измерительным преобразователям с частотной формой выходных сигналов.The invention relates to the field of measuring equipment, namely to measuring transducers with a frequency shape of the output signals.
Известен дифференциальный измерительный преобразователь (см. патент №2432671, опубликованный в БИ №30 27.10.2011 г.) содержащий два генератора частотных сигналов с частотозадающими элементами, выходы которых соединены со входами формирователя сигналов разностной частоты.A known differential measuring transducer (see patent No. 2432671 published in BI No. 30 on October 27, 2011) contains two frequency signal generators with frequency-setting elements, the outputs of which are connected to the inputs of the differential frequency signal generator.
Вышеуказанное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству и поэтому взято в качестве прототипа.The above device is the closest in technical essence to the claimed device and therefore is taken as a prototype.
Недостатком прототипа является отсутствие возможности подстройки (нормирования) выходной характеристики преобразования дифференциального измерительного преобразователя при наличии технологического разброса параметров частотозадающих элементов на основе пьезорезонансных датчиков.The disadvantage of the prototype is the lack of adjustment (normalization) of the output characteristic of the conversion of the differential measuring transducer in the presence of technological variation in the parameters of frequency-setting elements based on piezoresonance sensors.
Решаемой технической задачей является повышение точности и расширение функциональных возможностей заявляемого дифференциального измерительного преобразователя.The technical problem to be solved is to increase the accuracy and expand the functionality of the claimed differential measuring transducer.
Достигаемым техническим результатом является введение в схему дифференциального измерительного преобразователя дополнительного корректирующего блока, при помощи которого осуществляется подстройка (корректировка) выходной характеристики преобразования схемотехническим методом.Achievable technical result is the introduction of an additional correction unit into the differential measuring transducer circuit, by which the output characteristic of the transformation is tuned (adjusted) by the circuit method.
Для достижения технического результата в дифференциальном измерительном преобразователе, содержащем два генератора частотных сигналов с частотозадающими элементами, выходы которых соединены с входами формирователя сигналов разностной частоты, новым является то, что дополнительно введен блок коррекции, состоящий из последовательно соединенных делителя частоты и умножителя частоты, вход которого соединен с выходом формирователя сигналов разностной частоты, а его группа входов является группой входов устройства, выходом которого является выход делителя частоты.To achieve a technical result in a differential measuring transducer containing two frequency signal generators with frequency-setting elements, the outputs of which are connected to the inputs of the differential frequency signal driver, it is new that an additional correction block is introduced, consisting of a frequency divider and a frequency multiplier connected in series, the input of which connected to the output of the differential frequency signal generator, and its group of inputs is a group of inputs of the device, the output of which is is Busy output of the frequency divider.
Применение в составе дифференциального измерительного преобразователя блока коррекции, состоящего из умножителя частоты с подстраиваемым (задаваемым) коэффициентом умножения и делителя с фиксированным коэффициентом позволяет осуществлять подстройку характеристики преобразования с выхода формирователя сигналов разностной частоты, что расширяет функциональные возможности заявляемого устройства.The use of a correction unit consisting of a frequency multiplier with an adjustable (set) multiplication factor and a fixed factor divider as part of a differential measuring transducer allows the adjustment of the conversion characteristics from the output of the difference frequency signal generator, which extends the functionality of the claimed device.
На фигуре 1 изображена функциональная схема дифференциального измерительного преобразователя.The figure 1 shows a functional diagram of a differential measuring transducer.
На фигуре 2 изображена функциональная схема блока коррекции с использованием схемы фазовой автоподстройки частоты.The figure 2 shows a functional diagram of the correction unit using the phase-locked loop.
Дифференциальный измерительный преобразователь содержит два генератора частотных сигналов 1, 2 с частотозадающими элементами 3, 4, выходы которых соединены со входами формирователя сигналов разностной частоты 5. Введен блок коррекции 6, состоящий из последовательно соединенных делителя частоты 7 и умножителя частоты 8, вход которого соединен с выходом формирователя сигналов разностной частоты 5, а его группа входов является группой входов устройства, выходом которого является выход делителя частоты 7. The differential measuring transducer contains two
Устройство работает следующим образом. С выходов генераторов 1, 2 (см. фигуру 1) на входы формирователя сигналов разностной частоты 5 подаются периодические сигналы прямоугольной формы, частоты которых соответственно определяются линеаризованными выражениямиThe device operates as follows. From the outputs of the
где х - измеряемый параметр на входе частотозадаюших элементов 3, 4, на основе пьезорезонансных первичных преобразователей;where x is the measured parameter at the input of the frequency-setting
ƒ01, ƒ02 - начальные частоты частотозадаюших элементов 3, 4, образующих дифференциальную пару, при х=0;ƒ 01 , ƒ 02 - the initial frequencies of the frequency-setting
k1, k2 - коэффициенты преобразования частотозадаюших элементов 3, 4 на основе пьезорезонансных первичных преобразователей.k 1 , k 2 - conversion coefficients of frequency-setting
Принцип работы формирователя сигналов разностной частоты 5 аналогичен прототипу.The principle of operation of the differential
Разностная частота с выхода формирователя сигналов разностной частоты 5 определяется по формулеThe difference frequency from the output of the signal generator of the
где ƒ0 - начальная разность частот ƒ1-ƒ2 при х=0;where ƒ 0 is the initial frequency difference ƒ 1 -ƒ 2 at x = 0;
k - коэффициент преобразования измерительного преобразователя.k is the conversion coefficient of the measuring transducer.
Значение частоты FРАЗН на выходе формирователя сигналов разностной частоты 5 у разных образцов измерительных преобразователей будет разное и будет находиться в некотором диапазоне частот, обусловленном технологией подбора в дифференциальную пару частотозадающих элементов 3, 4 на основе пьезорезонансных датчиков.The value of the frequency F DIF at the output of the differential
Далее сигнал разностной частоты FРАЗН с выхода формирователя сигналов разностной частоты 5 поступает на вход блока коррекции 6, который может функционировать в двух режимах:Next, the differential frequency signal F DIFF from the output of the differential
Режим 1 - Нормирование (подстройка) начальной частоты ƒ0 измерительного преобразователя;Mode 1 - Normalization (adjustment) of the initial frequency ƒ 0 of the measuring transducer;
Режим 2 - Нормирование (подстройка) коэффициента преобразования k измерительного преобразователя.Mode 2 - Normalization (adjustment) of the conversion coefficient k of the measuring transducer.
Частота на выходе FВЫХ заявляемого измерительного преобразователя определяется линеаризованными выражениями (без учета нелинейностей частотозадаюших элементов)The output frequency F OUT of the inventive measuring transducer is determined by linearized expressions (without taking into account the nonlinearities of the frequency-setting elements)
где kкор - коэффициент передачи (поправки) блока коррекции 6.where k cor - transmission coefficient (correction) of the
В режиме 1 выбирается такой коэффициент передачи блока коррекции 6, при котором на выходе FВЫХ при отсутствии действия измеряемого параметра (х=0) у разных образцов измерительных преобразователей будет одинаковое (нормированное) значение частотыIn
где ƒ0норм - нормированное значение начальной частоты;where ƒ 0norm is the normalized value of the initial frequency;
ƒ0 - значение частоты на выходе формирователя сигналов разностной частоты 5;ƒ 0 - the value of the frequency at the output of the signal shaper
kкор1 - коэффициент передачи (поправки) блока коррекции 6.k cor1 - transmission coefficient (correction) of the
При этом в режиме 1, результирующее значение коэффициента преобразования k⋅kкор1 всего измерительного преобразователя в целом будет для каждого из образцов заявляемого измерительного преобразователя разным.Moreover, in
В режиме 2, наоборот, коэффициент преобразования заявляемого дифференциального измерительного преобразователя подстраивается при помощи блока коррекции 6 и приводится к единому нормированному значению для разных образцов измерительных преобразователей, в соответствии с выражениемIn
где kкор2 - коэффициент передачи (поправки) блока коррекции 6;where k cor2 - transmission coefficient (correction) of the
k - коэффициент передачи без подстройки (фактический).k - gear ratio without adjustment (actual).
При этом, начальная частота ƒ0=ƒ0⋅kкор2 в режиме 2 будет разной для каждого из образцов дифференциального измерительного преобразователя.In this case, the initial frequency ƒ = ƒ 0 0 ⋅k EQ2 in
Для режима 1 и режима 2 в общем случае значение коэффициента передачи kкор (поправки) определяется выражениемFor
где Nуст - коэффициент передачи умножителя частоты 8;where N mouth - transmission coefficient of the
Nдел - коэффициент передачи делителя частоты 7.N div - the transmission coefficient of the
Коэффициент передачи Nуст задается на группе входов "Уст" умножителя частоты 8 (см. фигуру 1) в двоичном коде, а коэффициент передачи делителя частоты 7 выбирается постоянным (фиксированным).The transmission coefficient N mouth is set on the group of inputs "Ust" of the frequency multiplier 8 (see figure 1) in binary code, and the transmission coefficient of the
При Nуст=Nдел коэффициент передачи блока коррекции 6 равен 1 и, при этом, подстройки частоты по (1) или коэффициента преобразования по (5) не происходит.When N mouth = N cases, the transmission coefficient of the
Значение кода подстройки Nуст, которое необходимо установить в виде двоичного кода на группе входов "Уст" можно определить по формулеThe value of the adjustment code N mouth , which must be set in the form of binary code on the group of inputs "Ust" can be determined by the formula
где Nподстр - необходимый код поправки.where N substr is the necessary correction code.
Тогда выражение (7) можно записать в видеThen expression (7) can be written as
Таким образом, шаг подстройки коэффициента передачи блока коррекции Δkкор (при Nподстр=1) зависит от значения коэффициента деления делителя частоты 7Thus, the pitch adjustment correction block transfer coefficient Δk armature (podstr with N = 1) depends on the frequency
На фигуре 2 приведена функциональная схема варианта исполнения блока коррекции 6. Умножитель частоты 8 выполнен на базе схемы фазовой автоподстройки частоты, который включает в себя фазовый детектор 9, фильтр нижних частот 10, генератор управляемый напряжением 11, программируемый делитель частоты 12 с группой входов "Уст". Делитель частоты 13 выполнен с использованием микросхем счетчиков-делителей частоты.Figure 2 shows a functional diagram of an embodiment of
Диапазон входных рабочих частот такой схемы будет определяться (задаваться) диапазоном рабочих выходных частот генератора управляемым напряжением 11, который обычно задается выбором значений внешних RC-цепочек (на фигуре 2 не показаны).The range of input operating frequencies of such a circuit will be determined (set) by the range of operating output frequencies of the generator controlled by
Работоспособность предлагаемого технического решения экспериментально проверена и подтверждена испытаниями действующих макетов дифференциального измерительного преобразователя.The operability of the proposed technical solution has been experimentally verified and confirmed by testing existing models of a differential measuring transducer.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017127333A RU2665219C1 (en) | 2017-07-31 | 2017-07-31 | Differential measuring transducer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017127333A RU2665219C1 (en) | 2017-07-31 | 2017-07-31 | Differential measuring transducer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2665219C1 true RU2665219C1 (en) | 2018-08-28 |
Family
ID=63459702
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017127333A RU2665219C1 (en) | 2017-07-31 | 2017-07-31 | Differential measuring transducer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2665219C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5497147A (en) * | 1993-06-21 | 1996-03-05 | Microstrain, Company | Differential variable reluctance transducer |
RU2194242C2 (en) * | 2000-12-21 | 2002-12-10 | Государственный научный центр Научно-исследовательский институт атомных реакторов | Device for building output signal of inductive differential measurement transducer |
RU2280946C1 (en) * | 2005-02-14 | 2006-07-27 | Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии | Differential transducer |
RU2432671C1 (en) * | 2010-04-20 | 2011-10-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Differential metering converter |
RU2566333C1 (en) * | 2014-12-12 | 2015-10-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Differential measuring transmitter |
US20150308862A1 (en) * | 2002-05-24 | 2015-10-29 | Oxford Instruments Asylum Research Corporation | Transducer Assembly with Digitally Created Signals |
-
2017
- 2017-07-31 RU RU2017127333A patent/RU2665219C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5497147A (en) * | 1993-06-21 | 1996-03-05 | Microstrain, Company | Differential variable reluctance transducer |
RU2194242C2 (en) * | 2000-12-21 | 2002-12-10 | Государственный научный центр Научно-исследовательский институт атомных реакторов | Device for building output signal of inductive differential measurement transducer |
US20150308862A1 (en) * | 2002-05-24 | 2015-10-29 | Oxford Instruments Asylum Research Corporation | Transducer Assembly with Digitally Created Signals |
RU2280946C1 (en) * | 2005-02-14 | 2006-07-27 | Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии | Differential transducer |
RU2432671C1 (en) * | 2010-04-20 | 2011-10-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Differential metering converter |
RU2566333C1 (en) * | 2014-12-12 | 2015-10-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Differential measuring transmitter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102647186B (en) | Signal generating circuit, gain estimation device and signal generating method | |
CN1304851C (en) | Method and device for carrying out frequency synthesis in distance measuring device and distance measuring device thereof | |
US7474160B2 (en) | Systems and methods for calibrating a filter | |
CN105700271B (en) | Optical synthesizer tuning using fine and coarse optical frequency combs | |
JP6633292B2 (en) | Optical frequency combs referred to each other | |
RU2665219C1 (en) | Differential measuring transducer | |
GB2048595A (en) | Swept frequency oscillator arrangements | |
EP3405797B1 (en) | Frequency multiplying device | |
RU2625557C1 (en) | Method for determining borders of operating range of impulse generator of phase synchronisation systems and device for its implementation | |
CN105406861A (en) | Broadband voltage-controlled oscillator preset voltage fitting method | |
RU135468U1 (en) | FAST FREQUENCY SYNTHESIS | |
JP2011250437A (en) | Filter calibration | |
EP3489711A1 (en) | Fll for a frequency modulated continuous wave radar | |
RU171585U1 (en) | Digital Range Recorder | |
CN108199712A (en) | A kind of CPT atomic frequencies tame control circuit | |
CN108183709A (en) | A kind of CPT atomic frequencies tame control method and equipment | |
JP2003163593A (en) | Phase locked loop oscillating apparatus equipped with compensating function for loop gain | |
US3136956A (en) | Oscillator frequency control by phase null detection | |
RU2234716C1 (en) | Method for generating sounding frequency -modulated signal for range finer with periodic frequency modulation | |
Serdyuk | THE MICROWAVE SIGNALS OSCILLATOR WITH A SMALL FREQUENCY STEP | |
RU2565504C1 (en) | Frequency permit inspection device | |
CN116743163A (en) | Fractional frequency-division phase-locked loop and digital time converter control method | |
RU2638962C1 (en) | Method to achieve the required value of periodic signal oscillator frequency stability, using frequency oscillators of periodic (including sinusoidal) signal with the same value of rated frequency, but with less stability values | |
SU533879A1 (en) | Phasometric device | |
CN104410414A (en) | Relaxation time based signal control device and method |