Індуктивний вимірювальний перетворювач з цифровим виходом

 

Індуктивний вимірювальний перетворювач

Винахід відноситься до галузі вимірювальної техніки і може бути використано для вимірювання лінійних і кутових переміщень. Основна область застосування - датчики положення в системах магнітного підвісу ротора.

Відомий вимірювальний перетворювач індуктивного типу [Журавльов Ю. Н. Активні магнітні підшипники: теорія, розрахунок, застосування. - СПб.: Політехніка, 2003, стор 192, рис. 10.4], що містить котушку індуктивності, надягнуту на незамкнутий магнітопровід із змінним зазором. До недоліків даного пристрою відносяться низька перешкодозахищеність і складність конструкції.

Відомий індуктивний вимірювальний перетворювач [патент UA 2452917, «Індуктивний вимірювальний перетворювач», Нестерук І. Н., пріоритет від 23.09.2010], що містить котушку індуктивності, надягнуту на незамкнутий магнітопровід із змінним зазором, і компаратор. До недоліків даного пристрою відноситься низька перешкодозахищеність і складність конструкції.

Відомий індуктивний вимірювальний перетворювач з цифровим виходом [патент US 4626621, «Circuit for generating a position in digital form»], містить генератор прямокутної напруги, з'єднаний з ланцюгом, що складається з катуш�, а інший - до котушки і одного з висновків компаратора. Недоліком даного пристрою є необхідність підвищення габаритів пристрою для одержання лінійної характеристики.

Відомий вихрострумовий вимірювальний перетворювач [патент UA 2487314 С1 «Вихрострумовий перетворювач переміщень»], що містить котушку індуктивності і короткозамкнену ланцюг у відповідній частині датчика. Недоліком даного пристрою є необхідність у посиленні вихідного сигналу.

Найбільш близьким до винаходу є індуктивний перетворювач з малим повітряним зазором [Туричин А. М. Електричні вимірювання неелектричних величин, 2 изд., М. - Л., 1954, стор 56, фіг. 9-1, а], що містить котушку індуктивності, надягнуту на незамкнутий магнітопровід із змінним зазором. Сигнал на виході цього пристрою володіє низькою завадостійкістю і незручний для використання в цифрових системах.

Метою винаходу є підвищення завадозахищеності перетворювача та отримання вихідного сигналу, зручного для використання в цифрових системах.

Поставлена мета досягається тим, що у повторній частині є короткозамкнутая ланцюг, крім цього є компаратор і джерело опорної напряженго підключений до заземлення компаратора, а інший - до котушки і одному з входів компаратора, до іншого входу компаратора підключено джерело опорного напруги.

На кресленні показана функціональна схема індуктивного вимірювального перетворювача з цифровим виходом.

Пристрій виконано наступним чином.

Індуктивний вимірювальний перетворювач з широтно-імпульсним вихідним сигналом містить котушку індуктивності 1, надягнуту на незамкнутий магнітопровід із змінним зазором 2, компаратор 3, джерело опорної напруги 4. Послідовно котушці 1 включені генератор прямокутної напруги 5 і резистор 6, один з висновків якого підключений до заземлення компаратора 3, а інший - до котушки 1 і одному з входів компаратора 3, до іншого входу компаратора 3 підключено джерело опорного напруги 4.

Пристрій працює наступним чином.

При харчуванні ланцюзі котушки 1 і резистора 6 прямокутним напругою з напівперіодом, меншим електромагнітної постійної часу котушки 1, падіння напруги на резисторі 6 буде мати трикутну форму. При зміні зазору сердечника 2 індуктивність котушки 1 зміниться, а отже, зміниться і амплітуда напруги на резисторі 6. На входи компаратора 3 подається за�s, тривалість яких залежить від величини зазору магнітопровода 2.

В запропонованому пристрої корисний сигнал, який подається на компаратор, пропорційний струму в ланцюзі з великою індуктивністю, що підвищує перешкодозахищеність. Вихідний сигнал перетворювача зручний для використання в пристроях, де обробка сигналу ведеться за допомогою мікроконтролера. Простота конструкції пристрою знижує його собівартість в порівнянні з аналогами.

Індуктивний вимірювальний перетворювач, що містить котушку індуктивності, надягнуту на незамкнутий магнітопровід із змінним зазором, генератор прямокутної напруги, резистор, компаратор і джерело опорної напруги, послідовно котушки включені генератор прямокутної напруги і резистор, один з висновків якого підключений до заземлення компаратора, а інший - до котушки і одному з входів компаратора, до іншого входу компаратора підключено джерело опорного напруги, який відрізняється тим, що напівперіод напруги генератора прямокутної напруги менше трьох електромагнітних постійних часу котушки індуктивності при максимальній величині зазору сердечника.



 

Схожі патенти:

Спосіб температурної компенсації індуктивного датчика положення та пристрій для його реалізації

Група винаходів відноситься до вимірювальної техніці. Сутність: визначають значення активного та індуктивного компонент напруги на обмотці датчика в широкому діапазоні частот. Знаходять оптимальну частоту живлення обмотки з умови, що індуктивна компонента напруги на обмотці лінійно залежить від положення рухомого елемента і має лише адитивну складову температурної похибки в робочому діапазоні температур. На оптимальній частоті визначають активне і індуктивне компоненти напруги на обмотці, перетворюють їх в напруги постійного струму і формують з них вихідний сигнал. Пристрій містить обмотку на сердечнику в провідному циліндричному корпусі, що охоплює його рухливий елемент у вигляді провідної трубки та електронний модуль. Сердечник обмотки виконаний з немагнітного непровідного матеріалу. Обмотка живиться напругою певної частоти. Електронний модуль містить засоби для виділення активного і індуктивного компонент напруги на обмотці, перетворення їх у відповідні напруги постійного струму і формування з них лінійної комбінації, пропорційної положенням рухомого елемента, з коефіцієнтом, значення якого подбя, спрощення його конструкції і зменшення його собівартості. 2 н. п. ф-ли, 3 іл.

Система вимірювання положення і відповідний спосіб вимірювання для визначення зазначеного положення лінійно рухомого направляючого елемента

Винахід відноситься до вимірювальної техніки, являє собою систему вимірювання положення і призначене для визначення екстремального положення (xmin, xmax) керуючих стрижнів ядерної енергетичної установки. Система включає канал, у якому переміщається стрижень. На одному кінці стрижня розташований магнітний елемент, вздовж каналу розміщені сенсорні елементи - геркони, детектирующие магнітне поле з напруженістю вище порогового значення. Також система містить індуктивне вимірювальну систему, яка включає індуктивні котушки і омічний блок, який утворює послідовне з'єднання з як мінімум однією котушкою та схемне з'єднання з герконом. Схемним пристроєм шунтується омічний блок при замиканні геркона. Технічним результатом є підвищення надійності і точності. 10 з.п. ф-ли, 4 іл.

Спосіб виготовлення ступінчастого висотного калібрувального стандарту для профилометрии і скануючої зондової мікроскопії

Запропонований спосіб відноситься до виготовлення інструменту вимірювальної техніки для досліджень профілів топографічних особливостей гладкої поверхні - ступеневого висотного калібрувального стандарту для профилометрии і скануючої зондової мікроскопії. Згідно заявленим способом, готують напівпровідникову пластину з вицинальной поверхнею, яка характеризується наявністю верхньої і нижньої терас з безперервним позитивним градієнтом висот. Пластину поміщають у вакуум. Проводять термоелектричний відпал. Спочатку через пластину пропускають постійний електричний струм, що викликає резистивний нагрівання матеріалу пластини до температури активованої сублімації атомів верхнього атомного шару. Пропускають струм паралельно вицинальной поверхні між верхньою і нижньою терасами. Нагрівають протягом заданого проміжку часу для появи на одиночних моноатомних щаблях ділянок з протилежним щодо початкового, негативним, градієнтом висот. Потім направляють на нагреваемую поверхню потік атомів того ж гатунку, що й матеріал пластини, порівнянний або дорівнює потоку атомів, відбувають з поверхні в процесі сублімації. Впливають потоком т�їй з протилежним щодо початкового, негативним, градієнтом висот, які містять точно підраховують кількість близько розташованих моноатомних ступенів з протилежним щодо початкового, негативним, градієнтом висот. По обидві сторони від скупчень сформовані тераси, забезпечують відтворення і з високою точністю вимірювання висоти рельєфу поверхні. За рахунок цього досягають відтворюваність вимірювань, підвищення точності визначення висоти особливостей рельєфу, забезпечення заданої похибки вимірювань, забезпечення можливості калібрування за калібрувальним стандартам з однаковою точністю. 15 з.п. ф-ли, 8 іл.

Пристрій для вимірювання меніска текучого середовища

Винахід відноситься до пристрою (102), сконфигурированному для вимірювання геометрії меніска (132) текучого середовища і реалізовуваного їм способу вимірювання геометрії меніска. Дана група винаходу дозволяє більш точно визначати геометрію меніска складних геометричних форм. Запропонований пристрій містить камеру текучого середовища, що містить першу електрично провідну текуче середовище (128) та другу електрично ізолюючу текуче середовище (324). Ці текучі середовища є взаємно не змішуваними і визначають між собою меніск (132) текучого середовища. Крім того, для керування геометрією меніска текучого середовища є головний электросмачиваемий електрод (118) і допоміжні електроди электросмачиваемие(120, 122, 124, 126). Сюди ж включено джерело (134) напруги для подачі електричної напруги між головним электросмачиваемим електродом і допоміжними электросмачиваемими електродами, а також вимірювальна схема (144) для роздільного вимірювання ємностей між головним электросмачиваемим електродом і щонайменше двома з відповідних допоміжних электросмачиваемих електродів. З цією метою вимірювальна схема містить перетворювач для демодуляції сигналу, пред�а. 6 н. і 9 з.п. ф-ли, 5 іл.

Швидкодіючий датчик фізичних величин з потенційним виходом

Винахід відноситься до галузі інформаційно-вимірювальної техніки і автоматики і може бути використане в датчиках, які забезпечують вимірювання різних фізичних величин. Датчик фізичних величин з потенційним виходом містить сенсор (1) з внутрішньою ємністю (2) і внутрішнім опором (3), підключеними по змінному струму між виходом пристрою (4) і загальною шиною (5). Вихід пристрою (4) з'єднаний з входом (6) додаткового неінвертувального підсилювача струму (7) через додатковий конденсатор (8), причому вихід додаткового неінвертувального підсилювача струму (7) зв'язаний по змінному струму з виходом пристрою (4). Технічний результат полягає в підвищенні швидкодії датчика за рахунок мінімізації впливу внутрішньої ємності 2 сенсора 1 на перехідний процес, пов'язаний зі «стрибкоподібним» зміною вимірюваної фізичної величини. 1 з.п. ф-ли, 6 іл.

Інтегральна система датчиків

Винахід призначений для використання у виробництві напівпровідникових приладів, зокрема для експонування малюнків на напівпровідникові пластини та інші мішені. Литографическая машина містить систему (132) проекційного об'єктива для фокусування одного або більше експонували пучків на мішень, рухомий стіл (134) для транспортування мішені (9), ємнісну вимірювальну систему (300) для проведення вимірювань, пов'язаних з відстанню між останнім фокусирующим елементом системи (104) проекційного об'єктива і поверхнею мішені (9), і блок управління (400) для управління переміщенням рухомого столу (134) для регулювання положення мішені (9), щонайменше частково, на підставі сигналу з ємнісний вимірювальної системи. Ємнісна вимірювальна система (300) містить безліч ємнісних датчиків (30), кожний з яких містить тонкоплівкових структуру. Ємнісні датчики і останній фокусуючий елемент (104) системи проекційного об'єктива встановлені безпосередньо на загальній підставі (112), і датчики розташовані в безпосередній близькості до краю останнього фокусуючого елемента системи проекційного об'єктива. Запропоноване технічне рішення забезпечує підвищення�

Безконтактне радіохвильове пристрій для вимірювання товщини діелектричних матеріалів

Винахід відноситься до вимірювальної техніки і може бути використане для безконтактного і дистанційного визначення товщини плоских діелектричних матеріалів. Технічний результат - підвищення точності досягається тим, що пристрій містить генератор надвисокочастотних електромагнітних хвиль з частотою, керованої модулюючим генератором лінійно змінюється напруги, приєднаний через перший висновок дільника потужності і циркулятор до приймально-передавальної антени для випромінювання електромагнітних хвиль у бік поверхні діелектричної пластини по нормалі до неї, змішувач, обчислювальне пристрій, що є вихідним блоком, поєднане з виходом змішувача і з модулюючим генератором, другу приймально-передавальну антену для випромінювання електромагнітних хвиль у бік поверхні діелектричної пластини по нормалі до неї, з'єднану з другим виводом дільника потужності через перший помножувач частоти в N раз і другий циркулятор, вихід якого з'єднаний з другим входом змішувача, при цьому перший вхід змішувача з'єднаний з другим виходом першого циркулятора через другий помножувач частоти в N разів. 1 іл.

Магниторезистивний датчик переміщень

Винахід відноситься до вимірювальних пристроїв і може бути використане в інтегральних лінійних і кутових акселерометрах і гіроскопах в якості датчика переміщень. Технічний результат: підвищення точності нульового сигналу перетворювача переміщень. Сутність: магниторезистивний датчик містить пластину проводить монокремния, в якій за допомогою анізотропного травлення виконаний рухливий об'єкт. На різних сторонах кінця рухомого об'єкта розміщені дискретні джерела магнітного поля, які розташовані навпроти чотиришарових магниторезистивних структур, розміщених на різних боках пластини проводить монокремния. Чотиришарові магниторезистивние структури складаються з першого вільного феромагнітного шару, другого проводить немагнітного шару, третього зафіксованого феромагнітного шару і четвертого антиферомагнітного шару. Два вільних і два зафіксованих ферромагнитих шари з'єднані в четирехплечий міст. 4 іл.
Винахід відноситься до контрольно-вимірювальної техніки і може бути використане для проведення ресурсних і метрологічних випробувань внутрішньотрубних інспекційних приладів. Спосіб випробування внутритрубного випробувального приладу полягає у веденні його в контрольований трубопровід через камеру пуску-прийому, потім переміщення його потоком перекачуваного продукту по замкнутому кільцевому трубопроводу з напрямком руху за годинниковою стрілкою, з можливістю зчитування інформації про стан трубопроводу і накопичення інформації про її стан в бортовий пам'яті внутритрубного інспекційного приладу, відповідності між показаннями приладів і фактичними розмірами дефектів. Причому кількість пропусків внутритрубного інспекційного приладу по замкнутому кільцевому трубопроводу і швидкість переміщення його залежать від діаметра трубопроводу, після виконання завдання здійснюють зупинку насосної станції, витягують внутритрубний інспекційний прилад через камеру пуску-прийому, зчитують інформацію на зовнішній термінал, а потім на сервер для підготовки даних до інтерпретації, розшифровують, обробляють програмою обробки даних, аналізують та подають до * перевірка функціонування всіх вузлів і систем приладів, перевірка відповідності між показаннями приладів і фактичними розмірами дефектів при різних швидкостях руху снаряда. 4 з.п. ф-ли, 1 табл.

Пристрій для вимірювання многокоординатних зміщень торців лопаток

Винахід відноситься до вимірювальної техніки і може бути використано для вимірювання многокоординатних зміщень торців лопаток в турбомашинах. Пристрій для вимірювання многокоординатних зміщень торців лопаток, що містить джерело постійної напруги, ключ, робочий і компенсаційний одновіткові вихорострумовий датчики, два резистора і перший підсилювач. При цьому вихід джерела постійної напруги з'єднаний з входом ключа, вихід ключа з'єднаний з першими висновками робочого і компенсаційного датчиків. Другий висновок робочого датчика з'єднаний з першим висновком першого резистора. Другий висновок компенсаційного датчика з'єднаний з першим висновком другого резистора. Також введені другий і третій підсилювачі. Інвертуючий вхід другого підсилювача з'єднаний з першим висновком першого резистора, вихід якого з'єднаний з другим висновком першого резистора, утворюючи перший перетворювач струм - напруга. Інвертуючий вхід третього підсилювача з'єднаний з першим висновком другого резистора, вихід якого з'єднаний з другим висновком другого резистора, утворюючи другий перетворювач струм - напруга. Виходи першого і другого перетворювача струм - напруга з'єднані відповідно з инвей. Технічний результат полягає в підвищенні швидкодії, чутливості пристрою. 3 іл.
Up!