ДАТЧИК ДЛЯ ТРЕХПОЗИЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ Российский патент 2005 года по МПК G01R27/28 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для получения цифровой информации о положении контролируемого объекта путем преобразования модулей комплексных сопротивлений (взаимной индуктивности) параметрических первичных преобразователей положения в активный сигнал.

Известен датчик для измерения перемещения, содержащий блок, состоящий из двух зависимых индуктивных (трансформаторных) первичных измерительных преобразователей, комплексное сопротивление (взаимная индуктивность) которых изменяется при перемещении контролируемого объекта, и вторичный измерительный преобразователь, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока первичных измерительных преобразователей, первый и второй выходы которого подсоединены соответственно к первому и второму входам вторичного измерительного преобразователя, имеющего первый и второй информационные выходы и содержащего источник переменного во времени сигнала, например гармонического или импульсного, первый и второй зажимы которого подключены соответственно к первому и второму выходам вторичного измерительного преобразователя, первый вход которого соединен с анодом (катодом) первого диода, катод (анод) которого подсоединен к первому входу первого компаратора, к первым выводам первых конденсатора и резистора, вторые выводы которых подключены к второму зажиму источника сигнала, общей шине, к вторым выводам вторых конденсатора и резистора, первые выводы которых соединены с первым входом второго компаратора, катодом (анодом) второго диода, анод (катод) которого подсоединен ко второму входу вторичного преобразователя, первый и второй информационные выходы которого соединены соответственно с выходами первого и второго компараторов, вторые входы которых подсоединены к второму зажиму источника сигнала, анодам (катодам) третьего и четвертого диодов, катоды (аноды) которых подключены соответственно к анодам (катодам) первого и второго диодов [1].

Недостатком известного устройства является зависимость результата преобразования в электрический сигнал значения и изменения значения комплексного сопротивления (взаимной индуктивности) первого (второго) из двух индуктивных (трансформаторных) первичных преобразователей перемещения или положения при изменении комплексного сопротивления (взаимной индуктивности) второго (первого) первичного преобразователя при перемещении индуктора.

Известен датчик для измерения перемещения, содержащий блок, состоящий из двух зависимых индуктивных (трансформаторных) первичных измерительных преобразователей, комплексное сопротивление (взаимная индуктивность) которых изменяется при перемещении контролируемого объекта, и вторичный измерительный преобразователь, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока первичных измерительных преобразователей, первый и второй выходы которого подсоединены соответственно к первому и второму входам вторичного измерительного преобразователя, имеющего первый и второй информационные выходы и содержащего источник переменного во времени сигнала, например гармонического или импульсного, первый и второй зажимы которого подключены соответственно к первому и второму выходам вторичного измерительного преобразователя, первый вход которого соединен с анодом (катодом) первого диода, катод (анод) которого подсоединен к первому входу первого компаратора, к первым выводам первых конденсатора и резистора, вторые выводы которых подключены к второму зажиму источника сигнала, общей шине, к вторым выводам вторых конденсатора и резистора, первые выводы которых соединены с первым входом второго компаратора, катодом (анодом) второго диода, анод (катод) которого подсоединен ко второму входу вторичного преобразователя, первый и второй информационные выходы которого соединены соответственно с выходами первого и второго компараторов, вторые входы которых подсоединены ко второму зажиму источника сигнала, к вторым выводам третьих конденсатора и резистора, первые выводы которых подключены к анодам третьего и четвертого диодов, катоды которых соединены соответственно с анодами первого и второго диодов [2].

Недостатком данного устройства, как и предыдущего, является невозможность контролировать три позиции объекта контроля.

В основу данного изобретения положена задача получения цифровой информации о трехпозиционном положении контролируемого объекта с помощью двух независимых первичных преобразователей положения.

Указанная цель достигается тем, что в датчик для трехпозиционного контроля положения, содержащий блок, состоящий из двух независимых индуктивных (трансформаторных) первичных преобразователей положения, комплексное сопротивление (взаимная индуктивность) которых изменяется при перемещении контролируемого объекта, и вторичный преобразователь, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока первичных преобразователей, первый и второй выходы которого подсоединены соответственно к первому и второму входам вторичного преобразователя, имеющего первый и второй информационные выходы и содержащего источник переменного во времени сигнала, например гармонического или импульсного, первый и второй зажимы которого соответственно подключены к первому и второму выходам вторичного преобразователя, первый вход которого соединен с анодом (катодом) первого диода, катод (анод) которого подсоединен к первому входу первого компаратора, к первым выводам первых конденсатора и резистора, вторые выводы которых подключены ко второму зажиму источника сигнала и ко вторым выводам вторых конденсатора и резистора, первые выводы которых соединены с первым входом второго компаратора и катодом (анодом) второго диода, анод (катод) которого подсоединен ко второму входу вторичного преобразователя, первый и второй информационные выходы которого соединены соответственно с выходами первого и второго компараторов, третий и четвертый диоды, параллельно подключенные третий конденсатор и резистор, вторые выводы которых соединены со вторым зажимом источника сигнала, введены четвертые конденсатор и резистор, первый и второй делители напряжения, причем первый вход вторичного преобразователя подсоединен к первому выводу первого делителя напряжения, вершина которого подключена к аноду (катоду) третьего диода, катод (анод) которого соединен со вторым входом второго компаратора и первыми выводами третьих конденсатора и резистора, вторые выводы которых подсоединены ко вторым выводам первого и второго делителей напряжения и ко вторым выводам четвертых конденсатора и резистора, первые выводы которых подключены к второму входу первого компаратора и к катоду (аноду) четвертого диода, анод (катод) которого соединен с вершиной второго делителя, первый вывод которого подсоединен к второму входу вторичного преобразователя.

В данном устройстве предложено выполнение делителей напряжения так, что первый и второй делители напряжения составлены из резистивных (индуктивных) элементов.

Дополнительно в данном устройстве предложено выполнение делителей напряжения так, что первый делитель напряжения составлен из резистивных (индуктивных или емкостных) элементов, а второй делитель напряжения составлен из индуктивных или емкостных (резистивных) элементов.

При различных вариантах исполнения, первый и второй делители напряжения обеспечивают относительно общей шины определенные значения напряжения, которые зависят от положения индуктора и соотношения параметров элементов, составляющих делители.

В данном устройстве предложено выполнение блока первичных преобразователей положения так, что блок содержит два независимых индуктивных первичных преобразователей положения, первые выводы которых подключены к первому входу блока, к первому и второму выходам которого подсоединены соответственно вторые выводы первого и второго независимых индуктивных первичных преобразователей положения.

Дополнительно в данном устройстве предложено выполнение блока первичных преобразователей положения так, что блок содержит два независимых трансформаторных первичных преобразователя положения, каждый из которых содержит первичную и вторичную обмотки, причем первые выводы первичных обмоток первого и второго независимых трансформаторных первичных преобразователей положения подключены к первому входу блока первичных преобразователей, второй вход которого соединен со вторыми выводами первичных обмоток первого и второго независимых первичных преобразователей, первый вывод вторичной обмотки первого первичного преобразователя положения подключен к первому выходу блока первичных преобразователей, второй выход которого соединен с первым выводом вторичной обмотки второго независимого первичного преобразователя, второй вывод вторичной обмотки которого соединен со вторым выводом вторичной обмотки первого первичного преобразователя положения и вторым входом блока независимых первичных преобразователей положения.

В данном устройстве предложено выполнение блока первичных преобразователей положения так, что блок содержит два независимых трансформаторных первичных преобразователя положения, каждый из которых содержит первичную и вторичную обмотки, причем первый вывод первичной обмотки первого и второй вывод первичной обмотки второго независимых трансформаторных первичных преобразователей положения соединены между собой, второй вывод первичной обмотки первого и первый вывод первичной обмотки второго независимых трансформаторных первичных преобразователей положения подключены соответственно к первому и второму входам блока первичных преобразователей, к первому и второму выходам которого соответственно подключены первые выводы вторичных обмоток первого и второго независимых трансформаторных первичных преобразователей положения, у которых вторые выводы вторичных обмоток соединены со вторым входом блока первичных преобразователей положения.

При различных вариантах исполнения два независимых индуктивных или трансформаторных первичных преобразователя положения посредством индуктора, связанного с контролируемым объектом, обеспечивают совместно с предложенным вторичным преобразователем получение информации о трех положениях контролируемого объекта.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию “новизна”. Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, определенного заявителем, не выявлено преобразований для достижения технического результата, предусматриваемых как существенные признаки заявленного изобретения, в частности заявленным изобретением в качестве существенных признаков не предусматриваются следующие преобразования:

- дополнение известного средства какой-либо известной частью, присоединяемой к нему по известным правилам, для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений;

- замена какой-либо части известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;

- исключение какой-либо части средства с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижением при этом обычного для такого случая результата;

- увеличение количества однотипных элементов для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов;

- выполнение известного средства или его части из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами материала;

- создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между ними осуществлены на основании известных правил, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого объекта и связей между ними.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует требованию “изобретательский уровень”.

На фиг.1 приведен датчик для трехпозиционного контроля положения в объеме независимого пункта 1 формулы изобретения. На фиг.2, фиг.3 и фиг.4 раскрыты некоторые варианты блока первичных преобразователей положения и его подключение ко вторичному преобразователю. На фиг.5, фиг.6 схематично изображены варианты расположения центрального магнитопроводящего (немагнитопроводящего) участка индуктора, имеющего меньшую или большую длину b по сравнению с расстоянием а между первым и вторым первичными преобразователями положения. На фиг.7 и фиг.8 приведены соответственно по три зоны однозначного контроля положения. Отличие их заключается в том, что при сохранении длины внутренней зоны равной с+d (см. фиг.5, 6), длина “b” боковых зон на фиг.8 (что соответствует фиг.6) больше, чем на фиг.7 (что соответствует фиг.5) на величину с+d. Таким образом, варьируя расстоянием а между первичными преобразователями, длиной “b” магнитопроводящего (или немагнитопроводящего) участка, а-b=с+d (фиг.5) или b-а=с+d (фиг.6), можно установить необходимые три зоны контроля положения.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.

Датчик на фиг.1 для трехпозиционного контроля положения содержит блок 1, состоящий из двух независимых индуктивных (трансформаторных) первичных преобразователей положения, комплексное сопротивление (взаимная индуктивность) которых изменяется при перемещении контролируемого объекта, и вторичный преобразователь 2, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока 1 первичных преобразователей, первый и второй выходы которого подсоединены соответственно к первому и второму входам вторичного преобразователя 2, имеющего первый 3 и второй 4 информационные выходы и содержащего источник 5 переменного во времени сигнала, например гармонического или импульсного, первый и второй зажимы которого подключены к первому и второму выходам вторичного преобразователя 2 соответственно, первый вход которого подсоединен к аноду (катоду) первого 6 диода, катод (анод) которого подсоединен к первому входу первого 7 компаратора, к первому выводу первого 8 конденсатора и к первому выводу первого 9 резистора, второй вывод которого соединен с общей шиной 10, со вторым зажимом источника 5 переменного во времени сигнала, со вторым выводом первого 8 конденсатора, со вторым выводом второго 11 конденсатора и со вторым выводом второго 12 резистора, первый вывод которого подключен к первому входу второго 13 компаратора, к первому выводу второго 11 конденсатора и к катоду (аноду) второго 14 диода, анод (катод) которого подсоединен ко второму входу вторичного преобразователя 2, выходы первого 7 и второго 13 компараторов соответственно соединены с первым 3 и вторым 4 информационными выходами вторичного преобразователя, первый вход вторичного преобразователя 2 подсоединен к первому зажиму первого 15 делителя напряжения, вершина которого соединена с анодом (катодом) третьего 16 диода, катод (анод) которого подключен ко второму входу второго 13 компаратора, к первому выводу третьего 17 конденсатора и к первому выводу третьего 18 резистора, второй вывод которого подсоединен к общей шине 10, к вторым зажимам первого 15 и второго 19 делителей напряжения, к вторым выводам третьего 17 и четвертого 20 конденсаторов, ко второму выводу четвертого 21 резистора, первый вывод которого соединен со вторым входом первого 7 компаратора, с первым выводом четвертого 20 конденсатора и катодом (анодом) четвертого 22 диода, анод (катод) которого подключен к вершине второго 19 делителя напряжения, первый зажим которого подсоединен ко второму входу вторичного преобразователя 2.

Блок первичных преобразователей положения 1 датчика на фиг.2 содержит индуктор 23, расположенный внутри или снаружи двух независимых индуктивных первичных преобразователей положения 24 и 25, первые выводы которых подключены к первому входу блока 1, к первому и второму выходам которого подсоединены соответственно вторые выводы первого 24 и второго 25 независимых индуктивных первичных преобразователей положения.

Блок первичных преобразователей положения 1 датчика на фиг.3 содержит индуктор 23, расположенный внутри или снаружи двух независимых трансформаторных первичных преобразователей положения 24 и 25, каждый из которых содержит первичную и вторичную обмотки 26, 27 и 28, 29, причем первые выводы первичных обмоток 26 и 28 первого 24 и второго 25 независимых трансформаторных первичных преобразователей положения подключены к первому входу блока первичных преобразователей 1, второй вход которого соединен со вторыми выводами первичных обмоток 26 и 28 первого 24 и второго 25 независимых первичных преобразователей, первый вывод вторичной обмотки 27 первого 24 первичного преобразователя положения подключен к первому выходу блока первичных преобразователей 1, второй выход которого соединен с первым выводом вторичной обмотки 29 второго 25 независимого первичного преобразователя, второй вывод вторичной обмотки 29 которого соединен со вторым выводом вторичной обмотки 27 первого 24 первичного преобразователя положения и вторым входом блока независимых первичных преобразователей положения 1.

Блок первичных преобразователей положения 1 датчика на фиг.4 содержит индуктор 23, расположенный внутри или снаружи двух независимых трансформаторных первичных преобразователей положения 24 и 25, каждый из которых содержит первичную и вторичную обмотки 26, 27 и 28, 29, причем первый вывод первичной обмотки 26 первого 24 и второй вывод первичной обмотки 28 второго 25 независимых трансформаторных первичных преобразователей положения соединены между собой, второй вывод первичной обмотки 26 первого 24 и первый вывод первичной обмотки 28 второго 25 независимых трансформаторных первичных преобразователей положения подключены соответственно к первому и второму входам блока первичных преобразователей 1, к первому и второму выходам которого соответственно подключены первые выводы вторичных обмоток 27 и 29 первого 24 и второго 25 независимых трансформаторных первичных преобразователей положения, у которых вторые выводы вторичных обмоток 27 и 29 соединены со вторым входом блока первичных преобразователей положения 1.

Вторичный преобразователь на фиг.1 с блоком первичных преобразователей на фиг.2 и индуктором блока первичных преобразователей на фиг.5 работает следующим образом.

При подаче с выхода источника 5 гармонического или импульсного сигнала в положительный полупериод ток протекает по цепям: первая - первый зажим источника 5, обмотка первого 24 первичного преобразователя положения, делитель напряжения 15, общая шина 10, второй зажим источника 5; вторая - первый зажим источника 5, обмотка первого 24 первичного преобразователя положения, диод 6, параллельно соединенные конденсатор 8 и резистор 9, общая шина 10, второй зажим источника 5; третья - первый зажим источника 5, обмотка первого 24 первичного преобразователя положения, первый зажим делителя напряжения 15, вершина делителя напряжения 15, диод 16, параллельно соединенные конденсатор 17 и резистор 18, общая шина 10, второй зажим источника 5; четвертая - первый зажим источника 5, обмотка второго 25 первичного преобразователя положения, делитель напряжения 19, общая шина 10, второй зажим источника 5; пятая - первый зажим источника 5, обмотка второго 25 первичного преобразователя положения, диод 14, параллельно соединенные конденсатор 11 и резистор 12, общая шина 10, второй зажим источника 5; шестая - первый зажим источника 5, обмотка второго 25 первичного преобразователя положения, первый зажим делителя напряжения 19, вершина делителя напряжения 19, диод 22, параллельно соединенные конденсатор 20 и резистор 21, общая шина 10, второй зажим источника 5. В отрицательный полупериод ток протекает по цепям: первая - второй зажим источника 5, общая шина 10, делитель напряжения 15, обмотка первого 24 первичного преобразователя положения, первый зажим источника 5; вторая - второй зажим источника 5, общая шина 10, делитель напряжения 19, обмотка второго 25 первичного преобразователя положения, первый зажим источника 5. На элементах 9, 12, 18, 21 соответственно формируются постоянные напряжения V1, V2, V3, V4 относительно общей шины 10. Значение этих напряжений зависит от положения магнитопроводящего или немагнитопроводящего участка индуктора 23 относительно первичных преобразователей положения 24 и 25. Напряжения V1 и V2 поступают на первые входы соответственно 7 и 13 компараторов, а на вторые входы 7 и 13 компараторов подаются соответственно постоянные уровни напряжений V4, V3. В исходном состоянии, как это показано на фиг.5, комплексное сопротивление первичного преобразователя 24 положения примерно равно комплексному сопротивлению первичного преобразователя 25 положения, так как немагнитопроводящий (магнитопроводящий) участок индуктора 23 находится в зоне первичных преобразователей 24 и 25. Это приводит к тому, что V1>V4 и V2>V3 и на информационных выходах вторичного преобразователя 3 и 4 формируются сигналы 1 и 1 соответственно. При перемещении индуктора 23 на фиг.5 влево к первичному преобразователю положения 24 подводится магнитопроводящий (немагнитопроводящий) участок индуктора 23. Поэтому комплексное сопротивление первичного преобразователя положения 24 резко увеличивается (уменьшается), тогда как комплексное сопротивление первичного преобразователя положения 25 не изменяется, а это значит, что изменяется лишь неравенство между V1 и V4 (V2 и V3), т.е. V1<V4 (V2<V3), что приводит к формированию на информационных выходах вторичного преобразователя 3 и 4 сигналов 0 и 1 (1 и 0) соответственно. При перемещении индуктора 23 из исходного состояния на фиг.5 вправо к первичному преобразователю положения 25 подводится магнитопроводящий (немагнитопроводящий) участок индуктора 23. Поэтому комплексное сопротивление первичного преобразователя положения 25 резко увеличивается (уменьшается), тогда как комплексное сопротивление первичного преобразователя положения 24 не изменяется, а это значит, что изменяется лишь неравенство между V2 и V3 (V1 и V4), т.е. V2<V3 (V1<V4), что приводит к формированию на информационных выходах вторичного преобразователя 3 и 4 сигналов 1 и 0 (0 и 1) соответственно.

Вторичный преобразователь на фиг.1 с блоком первичных преобразователей на фиг.2 и индуктором блока первичных преобразователей на фиг.6 работает следующим образом.

При подаче с выхода источника 6 гармонического или импульсного сигнала в первый и второй полупериоды токи протекают по тем же самым цепям, которые описаны ранее. В исходном состоянии, как это показано на фиг.6, комплексное сопротивление первичного преобразователя 24 положения примерно равно комплексному сопротивлению первичного преобразователя 25 положения, так как магнитопроводящий (немагнитопроводящий) участок индуктора 23 находится в зоне первичных преобразователей 24 и 25. Это приводит к тому, что V1>V4 и V2>V3 (V1>V4 и V2>V3) и на информационных выходах вторичного преобразователя 3 и 4 формируются сигналы 1 и 1 соответственно. При перемещении индуктора 23 влево к первичному преобразователю положения 25 подводится немагнитопроводящий (магнитопроводящий) участок индуктора 23. Поэтому комплексное сопротивление первичного преобразователя положения 25 резко уменьшается (увеличивается), тогда как комплексное сопротивление первичного преобразователя положения 24 не изменяется, а это значит, что изменяется лишь неравенство между V1 и V4 (V2 и V3), т.е. V1<V4; V2>V3 (V1>V4; V2<V3), что приводит к формированию на информационных выходах вторичного преобразователя 3 и 4 сигналов 0 и 1 (1 и 0) соответственно. При перемещении индуктора 23 из исходного состояния вправо к первичному преобразователю положения 24 подводится немагнитопроводящий (магнитопроводящий) участок индуктора 23. Поэтому комплексное сопротивление первичного преобразователя положения 24 резко уменьшается (увеличивается), тогда как комплексное сопротивление первичного преобразователя положения 25 не изменяется, а это значит, что изменяется лишь неравенство между V2 и V3 (V1 и V4), т.е. V1>V4; V2<V3 (V1<V4; V2>V3), что приводит к формированию на информационных выходах вторичного преобразователя 3 и 4 сигналов 1 и 0 (0 и 1) соответственно.

Вторичный преобразователь на фиг.1 с блоком первичных преобразователей на фиг.3 и индуктором блока первичных преобразователей на фиг.5 работает следующим образом.

При подаче с выхода источника 5 гармонического или импульсного сигнала в положительный полупериод ток протекает по цепям: первая - первый зажим источника 5, параллельно соединенные первичные обмотки 26 и 28 первого 24 и второго 25 первичных преобразователей положения, общая шина 10, второй зажим источника 5; вторая - первый вывод вторичной обмотки 27 первого 24 первичного преобразователя положения, диод 6, параллельно соединенные конденсатор 8 и резистор 9, общая шина 10, второй вывод вторичной обмотки 27 первого 24 первичного преобразователя положения; третья - первый вывод вторичной обмотки 27 первого 24 первичного преобразователя положения, первый зажим делителя напряжения 15, вершина делителя напряжения 15, диод 16, параллельно соединенные конденсатор 17 и резистор 18, общая шина 10, второй вывод вторичной обмотки 27 первого 24 первичного преобразователя положения; четвертая - первый вывод вторичной обмотки 27 первого 24 первичного преобразователя положения, делитель напряжения 15, общая шина 10, второй вывод вторичной обмотки 27 первого 24 первичного преобразователя положения; пятая - первый вывод вторичной обмотки 29 второго 25 первичного преобразователя положения, диод 14, параллельно соединенные конденсатор 11 и резистор 12, общая шина 10, второй вывод вторичной обмотки 29 второго 25 первичного преобразователя положения; шестая - первый вывод вторичной обмотки 29 второго 25 первичного преобразователя положения, первый зажим делителя напряжения 19, вершина делителя напряжения 19, диод 22, параллельно соединенные конденсатор 20 и резистор 21, общая шина 10, второй вывод вторичной обмотки 29 второго 25 первичного преобразователя положения; седьмая - первый вывод вторичной обмотки 29 второго 25 первичного преобразователя положения, делитель напряжения 19, общая шина 10, второй вывод вторичной обмотки 29 второго 25 первичного преобразователя положения. В отрицательный полупериод ток протекает по трем цепям: первая - второй зажим источника 5, общая шина 10, параллельно соединенные первичные обмотки 26 и 28 первого 24 и второго 25 первичных преобразователей положения, первый зажим источника 5; вторая - второй вывод вторичной обмотки 27 первого 24 первичного преобразователя положения, общая шина 10, делитель напряжения 15, первый вывод вторичной обмотки 27 первого 24 первичного преобразователя положения; третья - второй вывод вторичной обмотки 29 второго 25 первичного преобразователя положения, общая шина 10, делитель напряжения 19, первый вывод вторичной обмотки 29 второго 25 первичного преобразователя положения. На элементах 9, 12, 18 и 21 соответственно формируются постоянные напряжения V1, V2, V3 и V4 относительно общей шины 10. Значение этих напряжений зависит от положения магнитопроводящего (немагнитопроводящего) участка индуктора 23, расположенного с внутренней или с внешней стороны первичных преобразователей положения 24 и 25. В исходном состоянии, как это показано на фиг.5, существует слабая (сильная) взаимная индуктивность первичных преобразователей положения 24 и 25, так как немагнитопроводящий (магнитопроводящий) участок индуктора 23 находится в зоне первичных преобразователей 24 и 25. Это приводит к тому, что V1>V4 и V2>V3 и на информационных выходах вторичного преобразователя 3 и 4 формируются сигналы 1 и 1 соответственно. При перемещении индуктора 23 на фиг.5 влево в зону первичного преобразователя 24 подводится магнитопроводящий (немагнитопроводящий) участок индуктора 23. Поэтому взаимная индуктивность первичного преобразователя 24 увеличивается (уменьшается), тогда как состояние первичного преобразователя 25 не изменяется, а это значит, что изменяются значения V1 и V3 (V2 и V4). Это приводит к тому, что V1>V4; V2<V3 (V1<V4; V2>V3) и на информационных выходах вторичного преобразователя 3 и 4 получим состояние, соответствующее 1 и 0 (0 и 1). При перемещении индуктора 23 на фиг.5 вправо в зону первичного преобразователя 25 подводится магнитопроводящий (немагнитопроводящий) участок индуктора 23. Поэтому взаимная индуктивность первичного преобразователя 25 увеличивается (уменьшается), тогда как состояние первичного преобразователя 24 не изменяется, а это значит, что изменяются значения V2 и V4 (V1 и V3). Это приводит к тому, что V1<V4; V2>V3 (V1>V4; V2<V3) и на информационных выходах вторичного преобразователя 3 и 4 формируются сигналы 0 и 1 (1 и 0) соответственно.

Вторичный преобразователь на фиг.1 с блоком первичных преобразователей на фиг.3 и индуктором блока первичных преобразователей на фиг.6 работает следующим образом.

При подаче с выхода источника 6 гармонического или импульсного сигнала в первый и второй полупериоды токи протекают по тем же самым цепям, которые описаны ранее. В исходном состоянии, как это показано фиг.6, существует слабая (сильная) взаимная индуктивность первичных преобразователей положения 24 и 25, так как немагнитопроводящий (магнитопроводящий) участок индуктора 23 находится в зоне первичных преобразователей 24 и 25. Это приводит к тому, что V1>V4 и V2>V3 и на информационных выходах вторичного преобразователя 3 и 4 формируются сигналы 1 и 1 соответственно. При перемещении индуктора 23 влево в зону первичного преобразователя 25 подводится немагнитопроводящий (магнитопроводящий) участок индуктора 23. Поэтому взаимная индуктивность первичного преобразователя 25 уменьшается (увеличивается), тогда как состояние первичного преобразователя 24 не изменяется, а это значит, что изменяются значения V2 и V4 (V1 и V3). Это приводит к тому, что V1>V4; V2<V3 (V1<V4; V2>V3) и на информационных выходах вторичного преобразователя 3 и 4 получим состояние, соответствующее 1 и 0 (0 и 1). При перемещении индуктора 23 вправо в зону первичного преобразователя 24 подводится немагнитопроводящий (магнитопроводящий) участок индуктора 23. Поэтому взаимная индуктивность первичного преобразователя 24 уменьшается (увеличивается), тогда как состояние первичного преобразователя 25 не изменяется, а это значит, что изменяются значения V1 и V3 (V2 и V4). Это приводит к тому, что V1<V4; V2>V3 (V1>V4; V2<V3) и на информационных выходах вторичного преобразователя 3 и 4 формируются сигналы 0 и 1 (1 и 0) соответственно.

Вторичный преобразователь на фиг.1 с блоком первичных преобразователей на фиг.4 работает так же, как и вместе с блоком первичных преобразователей на фиг.3. Отличие заключается только в том, что в данном случае напряжение с источника 5 подается не на каждую первичную обмотку первичных преобразователей положения, а на цепочку, состоящую из этих обмоток, соединенных последовательно друг с другом.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в измерительной технике;

- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию “промышленная применимость”.

Источники информации

1. Патент США N 3688190, Н.Кл. 324/61R, М.Кл. G 01 R 27/26, 1972.

2. Патент Японии N 61-40046, МКИ G 01 D 5/24, G 01 L 9/12, 6 сентября 1986.

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к технике трехпозиционного контроля перемещения объектов различной физической природы. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для достижения данного результата в датчик введены конденсатор и резистор, первый и второй делители напряжения, причем первый вход вторичного преобразователя подсоединен к первому выводу первого делителя напряжения, вершина которого подключена к аноду (катоду) третьего диода, катод (анод) которого соединен со вторым входом второго компаратора. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Датчик для трехпозиционного контроля положения, содержащий блок, состоящий из двух независимых индуктивных (трансформаторных) первичных преобразователей положения, комплексное сопротивление (взаимная индуктивность) которых изменяется при перемещении контролируемого объекта, и вторичный преобразователь, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока первичных преобразователей, первый и второй выходы которого подсоединены соответственно к первому и второму входам вторичного преобразователя, имеющего первый и второй информационные выходы и содержащего источник переменного во времени сигнала, например, гармонического или импульсного, первый и второй зажимы которого соответственно подключены к первому и второму выходам вторичного преобразователя, первый вход которого соединен с анодом (катодом) первого диода, катод (анод) которого подсоединен к первому входу первого компаратора, к первым выводам первых конденсатора и резистора, вторые выводы которых подключены ко второму зажиму источника сигнала и ко вторым выводам вторых конденсатора и резистора, первые выводы которых соединены с первым входом второго компаратора и катодом (анодом) второго диода, анод (катод) которого подсоединен ко второму входу вторичного преобразователя, первый и второй информационные выходы которого соединены соответственно с выходами первого и второго компараторов, третий и четвертый диоды, параллельно подключенные третий конденсатор и резистор, вторые выводы которых соединены со вторым зажимом источника сигнала, отличающийся тем, что введены четвертые конденсатор и резистор, первый и второй делители напряжения, причем первый вход вторичного преобразователя подсоединен к первому выводу первого делителя напряжения, вершина которого подключена к аноду (катоду) третьего диода, катод (анод) которого соединен со вторым входом второго компаратора и первыми выводами третьих конденсатора и резистора, второй зажим источника переменного во времени сигнала подсоединен ко вторым выводам первого и второго делителей напряжения и ко вторым выводам четвертых конденсатора и резистора, первые выводы которых подключены к второму входу первого компаратора и к катоду (аноду) четвертого диода, анод (катод) которого соединен с вершиной второго делителя, первый вывод которого подсоединен к второму входу вторичного преобразователя.2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что первый и второй делители напряжения составлены из резистивных (индуктивных или емкостных) элементов.3. Датчик по п.1, отличающийся тем, что первый делитель напряжения составлен из резистивных (индуктивных или емкостных) элементов, а второй делитель напряжения составлен из индуктивных или емкостных (резистивных) элементов.4. Датчик по п.1, отличающийся тем, что блок содержит два независимых индуктивных первичных преобразователя положения, первые выводы которых подключены к первому входу блока, к первому и второму выходам которого подсоединены соответственно вторые выводы первого и второго независимых индуктивных первичных преобразователей положения.5. Датчик по п.1, отличающийся тем, что блок содержит два независимых трансформаторных первичных преобразователя положения, каждый из которых содержит первичную и вторичную обмотки, причем первые выводы первичных обмоток первого и второго независимых трансформаторных первичных преобразователей положения подключены к первому входу блока первичных преобразователей, второй вход которого соединен со вторыми выводами первичных обмоток первого и второго независимых первичных преобразователей, первый вывод вторичной обмотки первого первичного преобразователя положения подключен к первому выходу блока первичных преобразователей, второй выход которого соединен с первым выводом вторичной обмотки второго независимого первичного преобразователя, второй вывод вторичной обмотки которого соединен со вторым выводом вторичной обмотки первого первичного преобразователя положения и вторым входом блока независимых первичных преобразователей положения.6. Датчик по п.1, отличающийся тем, что блок содержит два независимых трансформаторных первичных преобразователя положения, каждый из которых содержит первичную и вторичную обмотки, причем первый вывод первичной обмотки первого и второй вывод первичной обмотки второго независимых трансформаторных первичных преобразователей положения соединены между собой, второй вывод первичной обмотки первого и первый вывод первичной обмотки второго независимых трансформаторных первичных преобразователей положения подключены соответственно к первому и второму входам блока первичных преобразователей, к первому и второму выходам которого соответственно подключены первые выводы вторичных обмоток первого и второго независимых трансформаторных первичных преобразователей положения, у которых вторые выводы вторичных обмоток соединены со вторым входом блока первичных преобразователей положения.