Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для получения цифровой информации о пятипозиционном положении контролируемого объекта путем преобразования модулей комплексных сопротивлений (взаимных индуктивностей) параметрических первичных преобразователей положения в активный сигнал.
Известен датчик для измерения перемещения, содержащий блок, состоящий из двух зависимых индуктивных или трансформаторных первичных измерительных преобразователей, комплексное сопротивление 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 к первому и второму выходам вторичного измерительного преобразователя соответственно, первый вход которого соединен с анодом (катодом) первого диода и катодом (анодом) второго диода, анод (катод) которого подсоединен к общей шине, к второму зажиму источника, к первым выводам первого и второго резисторов, к первым выводам первого и второго конденсаторов и к аноду (катоду) третьего диода, катод (анод) которого соединен со вторым входом вторичного измерительного преобразователя и анодом (катодом) четвертого диода, катод (анод) первого диода соединен с первым информационным выходом вторичного измерительного преобразователя и со вторыми выводами первых резистора и конденсатора, катод (анод) четвертого диода соединен со вторым информационным выходом вторичного измерительного преобразователя и со вторыми выводами вторых резистора и конденсатора [1].
Недостатком известного устройства является зависимость результата преобразования в электрический сигнал значения и изменения значения комплексного сопротивления первого (второго) из двух индуктивных первичных преобразователей перемещения или положения при изменении комплексного сопротивления 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 к первому и второму выходам вторичного измерительного преобразователя соответственно, первый вход которого соединен с анодом (катодом) первого диода и катодом (анодом) второго диода, анод (катод) которого подсоединен к второму информационному выходу вторичного измерительного преобразователя и первому выводу второго конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной, вторым зажимом источника и вторым выводом первого конденсатора, первый вывод которого, подключен к первому информационному выходу вторичного измерительного преобразователя и аноду (катоду) третьего диода, катод (анод) которого подсоединен к второму входу вторичного измерительного преобразователя и аноду (катоду) четвертого диода, катоды (аноды) первого и четвертого диодов соединены соответственно с анодами (катодами) третьего и второго диодов [2].
Недостатком данного устройства, как и предыдущего, является невозможность контролировать пять позиций объекта контроля.
В основу данного изобретения положена задача получения цифровой информации о пятипозиционном положении контролируемого объекта с помощью трех независимых первичных преобразователей положения.
Указанная цель достигается тем, что в датчик положения, содержащий блок, состоящий из независимых индуктивных (или трансформаторных) первичных преобразователей положения, комплексное сопротивление (взаимная индуктивность) которых изменяется при перемещении контролируемого объекта, и вторичный преобразователь, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока первичных преобразователей, первый и второй входы которого подсоединены соответственно к первому и второму выходам вторичного преобразователя, имеющего первый и второй информационные выходы и содержащего источник переменного во времени сигнала, например гармонического или импульсного, первый и второй зажимы которого подключены к первому и второму выходам вторичного преобразователя соответственно, первый вход которого соединен с анодом первого диода и катодом четвертого диода, а второй вход - с анодом второго диода и катодом третьего диода, второй вывод первого резистора соединен со вторым выводом второго резистора, со вторым зажимом источника переменного во времени сигнала, общей шиной, вторыми выводами первого и второго конденсаторов, первый вывод первого конденсатора подключен к аноду третьего диода, к первому выводу первого резистора, к первому информационному выходу вторичного преобразователя, первый вывод второго конденсатора подключен к аноду четвертого диода, к первому выводу второго резистора, к второму информационному выходу вторичного преобразователя, в блок первичных преобразователей вводится третий индуктивный (трансформаторный) первичный преобразователь, а во вторичный преобразователь вводятся третий резистор, третий конденсатор, пятый, шестой и седьмой диоды, четыре образцовых элемента, первый и второй выводы первого образцового элемента подключены соответственно к катоду первого диода и к аноду третьего диода, первый и второй выводы второго образцового элемента подключены соответственно к катоду второго диода и к аноду четвертого диода, катод пятого диода соединен с первым входом вторичного преобразователя, а анод - с первым выводом третьего образцового элемента, второй вывод которого соединен с третьим информационным выходом вторичного преобразователя, со вторым выводом четвертого образцового элемента, с катодом шестого диода, первым выводом третьего резистора и первым выводом третьего конденсатора, второй вывод которого соединен со вторым выводом третьего резистора и вторым зажимом источника переменного во времени сигнала, катод седьмого диода соединен со вторым входом вторичного преобразователя, а анод - с первым выводом четвертого образцового элемента, анод шестого диода соединен с третьим входом вторичного преобразователя, подключенным к третьему выходу блока первичных преобразователей.
В данном устройстве предложено выполнение четырех образцовых элементов так, что первым, вторым, третьим и четвертым образцовыми элементами являются резистивные элементы.
При различных вариантах исполнения образцовых элементов каждый из них обеспечивает получение опорного напряжения для остальных плеч вторичного преобразователя.
В данном устройстве предложено выполнение блока первичных преобразователей положения так, что блок содержит три независимых индуктивных первичных преобразователя положения, первые выводы которых подключены к первому входу блока, к первому, второму и третьему выходам которого подсоединены соответственно вторые выводы первого, второго и третьего независимых индуктивных первичных преобразователей положения.
Дополнительно в данном устройстве предложено выполнение блока первичных преобразователей положения так, что блок содержит три независимых трансформаторных первичных преобразователя положения, каждый из которых содержит первичную и вторичную обмотки, причем начало первичных обмоток независимых трансформаторных первичных преобразователей положения подключены к первому входу блока первичных преобразователей положения, второй вход которого соединен с концами первичных обмоток независимых первичных преобразователей положения, начало вторичной обмотки первого, второго и третьего первичных преобразователей положения подключено соответственно к первому, второму и третьему выходу блока первичных преобразователей положения, второй выход которого соединен с концами вторичных обмоток первого, второго и третьего первичных преобразователей положения.
Дополнительно в данном устройстве предложено выполнение блока первичных преобразователей положения так, что блок содержит три независимых трансформаторных первичных преобразователя положения, каждый из которых содержит первичную и вторичную обмотки, причем конец первичной обмотки первого трансформаторного первичного преобразователя положения соединен с началом первичной обмотки третьего первичного преобразователя положения, конец которой соединен с началом первичной обмотки второго первичного преобразователя положения, начало первичной обмотки первого и конец первичной обмотки второго независимых трансформаторных первичных преобразователей положения подключены соответственно к первому и второму входам блока первичных преобразователей положения, к первому, второму и третьему выходам которого соответственно подключены начало вторичной обмотки первого, начало вторичной обмотки второго и начало вторичной обмотки третьего независимых трансформаторных первичных преобразователей положения, у которых концы вторичных обмоток соединены с вторым входом блока первичных преобразователей положения.
При различных вариантах исполнения три независимых индуктивных или трансформаторных первичных преобразователя положения посредством индуктора, связанного с контролируемым объектом, обеспечивают совместно с предложенным вторичным преобразователем получение информации о пяти 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 в настоящее время отсутствует 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 пятипозиционного контроля положения в объеме независимого пункта 1 формулы изобретения. На фиг.2, 3 и 4 раскрыты некоторые варианты блока первичных преобразователей положения. На фиг.3 и 6 схематично изображены варианты расположения центрального магнитопроводящего (немагнитопроводящего) участка индуктора, имеющего меньшую или большую длину "b" по сравнению с расстоянием "2а" между крайними первичными преобразователями положения. На фиг.7 и 8 приведены соответственно по пять зон однозначного контроля положения. Отличие их заключается в том, что при сохранении длины внутренней зоны, равной "c+d" (см. фиг.5, 6), длина второй и четвертой зон на фиг.8 (что соответствует фиг.6) отличается от длины этих зон на фиг.7 (что соответствует фиг.5) на величину "b-2а". Варьируя расстояние "а" между соседними первичными преобразователями, длину "b" магнитопроводящего (немагнитопроводящего) участка, можно установить необходимые пять зон контроля положения.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.
Датчик для пятипозиционного контроля положения на фиг.1 содержит блок 1, состоящий из трех независимых индуктивных (трансформаторных) первичных преобразователей положения, комплексное сопротивление (взаимная индуктивность) которых изменяется при перемещении контролируемого объекта, и вторичный преобразователь 2, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами блока первичных преобразователей, первый и второй входы которого подсоединены соответственно к первому и второму выходам вторичного преобразователя 2, имеющего три информационных выхода “I”, “III”, “II” и содержащего источник 6 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 соединен с анодом первого диода 3, катодом пятого диода 7 и катодом четвертого диода 13, второй вход - с анодом второго диода 18, катодом седьмого диода 16 и катодом третьего диода 9, второй вывод первого резистора 8 соединен со вторым выводом второго 17 и третьего 11 резисторов, с вторым выходом 2.5 вторичного преобразователя, общей шиной, вторыми выводами первого 5, второго 20 и третьего 15 конденсаторов, первый вывод первого конденсатора 5 подключен к аноду третьего диода 9, к первому выводу первого резистора 8, к второму выводу первого образцового элемента 4, к первому информационному выходу “I” вторичного преобразователя 2, первый вывод второго конденсатора 20 подключен к аноду четвертого диода 13, к первому выводу второго резистора 17, к второму выводу второго образцового элемента 19, к второму информационному выходу “II” вторичного преобразователя, первый вывод третьего резистора 11 соединен с первым выводом третьего конденсатора 15, вторыми выводами третьего 10 и четвертого 14 образцовых элементов, с третьим информационным выходом “III” и катодом шестого диода 12, анод которого соединен с третьим входом 2.3 вторичного преобразователя 2, первые выводы первого 4, второго 19, третьего 10 и четвертого 14 образцовых элементов соединены соответственно с катодом первого диода 1, катодом второго диода 18, анодом пятого диода 7 и анодом седьмого диода 16.
Блок первичных преобразователей положения 1 датчика на фиг.2 содержит индуктор 21, расположенный внутри или снаружи трех независимых индуктивных первичных преобразователей положения 22, 23 и 24, первые выводы которых подключены к первому входу 1.4 блока 1, к первому, второму и третьему выходам которого подсоединены соответственно вторые выводы первого 22, второго 24 и третьего 23 независимых индуктивных первичных преобразователей положения.
Блок первичных преобразователей положения 1 датчика на фиг.3 содержит индуктор 21, расположенный внутри или снаружи трех независимых трансформаторных первичных преобразователей положения 22, 23 и 24, каждый из которых содержит соответственно первичную 25, 27, 29 и вторичную 26, 28, 29 обмотки. Первые выводы первичных обмоток 25, 27, 29 соответственно первого 22, второго 24 и третьего 23 независимых трансформаторных первичных преобразователей положения подключены к первому входу 1.4 блока первичных преобразователей 1, второй вход 1.5 которого соединен со вторыми выводами первичных обмоток 25, 27, 29 соответственно первого 22, второго 24 и третьего 23 независимых первичных преобразователей, первые выводы вторичных обмоток 26, 30 и 28 соответственно первого 22, второго 24 и третьего 23 первичных преобразователей положения подключены соответственно к первому 1.1, второму 1.2 и третьему 1.3 выходам блока первичных преобразователей 1, вторые выводы вторичных обмоток 26, 30 и 28 соответственно первого 22, второго 24 и третьего 23 первичных преобразователей положения подключены к второму входу 1.5 блока независимых первичных преобразователей положения 1.
Блок первичных преобразователей положения 1 датчика на фиг.4 содержит индуктор 21, расположенный внутри или снаружи трех независимых трансформаторных первичных преобразователей положения 22, 23 и 24, каждый из которых содержит соответственно первичную 25, 27, 29 и вторичную 26, 28, 30 обмотки. При этом второй вывод первичной обмотки 25 первого трансформаторного первичного преобразователя положения 22 соединен с первым выводом первичной обмотки 27 третьего первичного преобразователя положения 23, второй вывод которой соединен с первым выводом первичной обмотки 29 второго первичного преобразователя положения 24, первый вывод первичной обмотки 25 первого и конец первичной обмотки 29 второго независимых трансформаторных первичных преобразователей положения подключены соответственно к первому 1.4 и второму 1.5 входам блока первичных преобразователей положения. К первому 1.1, второму 1.2 и третьему 1.3 выходам которого соответственно подключены первые выводы вторичной обмотки 26 первого, вторичной обмотки 30 второго и вторичной обмотки 28 третьего независимых трансформаторных первичных преобразователей положения, у которых вторые выводы вторичных обмоток соединены с вторым входом 1.5 блока первичных преобразователей положения.
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 6 переменного во времени сигнала в положительный полупериод ток протекает по следующим цепям: первая - первый зажим источника 6, обмотка 22 первого первичного преобразователя положения, диод 3, образцовый элемент 4, параллельно соединенные резистор 8 и конденсатор 5, общая шина, второй зажим источника 6; вторая - первый зажим источника 6, обмотка 24 второго первичного преобразователя положения, диод 18, образцовый элемент 19, параллельно соединенные резистор 17 и конденсатор 20, общая шина, второй зажим источника 6; третья - первый зажим источника 6, обмотка 23 третьего первичного преобразователя положения, диод 12, параллельно соединенные резистор 11 и конденсатор 15, общая шина, второй зажим источника 6. В отрицательный полупериод ток протекает по следующим цепям: первая - второй зажим источника 6, общая шина, параллельно соединенные резистор 8 и конденсатор 5, диод 9, обмотка 24 второго первичного преобразователя положения, первый зажим источника 6; вторая - второй зажим источника 6, общая шина, параллельно соединенные резистор 17 и конденсатор 20, диод 13, обмотка 22 первого первичного преобразователя положения, первый зажим источника 6; третья - второй зажим источника 6, общая шина, параллельно соединенные резистор 11 и конденсатор 15, образцовый элемент 10, диод 7, обмотка 22 первого первичного преобразователя положения, первый зажим источника 6; четвертая - второй зажим источника 6, общая шина, параллельно соединенные резистор 11 и конденсатор 15, образцовый элемент 14, диод 16, обмотка 24 второго первичного преобразователя положения, первый зажим источника 6. На первом (“I”), втором (“II”) и третьем (“III”) информационных выходах соответственно формируются напряжения VI, VII и VIII относительно общей шины. Значение и полярность этих напряжений зависят от положения магнитопроводящего (немагнитопроводящего) участка индуктора 21 относительно первичных преобразователей положения 22, 23 и 24. В исходном состоянии, как это показано на фиг.5, комплексное сопротивление первичного преобразователя 22 примерно равно комплексному сопротивлению первичного преобразователя 24, а комплексное сопротивление третьего первичного преобразователя 23 гораздо больше (меньше) комплексных сопротивлений первого и второго первичных преобразователей, так как магнитопроводящий (немагнитопроводящий) участок индуктора 21 находится в зоне третьего первичного преобразователя 23. Это приводит к тому, что VI<0 VIII<0; VII<0 (VI<0 VIII>0; VII<0).
При перемещении индуктора 21 на фиг.5 в левое положение в зону первичного преобразователя 22 подводится магнитопроводящий (немагнитопроводящий) участок индуктора 21. Поэтому комплексное сопротивление первичного преобразователя 22 резко увеличивается (уменьшается), тогда как комплексное сопротивление первичных преобразователей 23 и 24 не изменяется, а это значит что изменяется полярность VII (VI), т.е. VI<0; VIII<0; VII<0 (VI>0; VIII>0; VII<0). При дальнейшем перемещении индуктора 21 на фиг.5 в крайнее левое положение из зоны первичного преобразователя 23 выводится магнитопроводящий (немагнитопроводящий) участок индуктора 21. Поэтому комплексное сопротивление первичного преобразователя 23 резко уменьшается (увеличивается), тогда как комплексное сопротивление первичных преобразователей 22 и 24 не изменяется, а это значит что изменяется полярность VIII (VIII), т.е. VI<0; VIII>0; VII>0 (VI>0; VIII<0; VII<0).
При перемещении индуктора 21 на фиг.5 от центрального положения в правое положение в зону первичного преобразователя 24 подводится магнитопроводящий (немагнитопроводящий) участок индуктора 21. Поэтому комплексное сопротивление первичного преобразователя 24 резко увеличивается (уменьшается), тогда как комплексное сопротивление первичных преобразователей 22 и 23 не изменяется, а это значит что изменяется полярность VI (VII), т.е. VI>0; VIII<0; VII<0 (VI<0; VIII>0; VII>0). При дальнейшем перемещении индуктора 21 на фиг.5 в крайнее правое положение из зоны первичного преобразователя 23 выводится магнитопроводящий (немагнитопроводящий) участок индуктора 21. Поэтому комплексное сопротивление первичного преобразователя 23 резко уменьшается (увеличивается), тогда как комплексное сопротивление первичных преобразователей 22 и 24 не изменяется, а это значит что изменяется полярность VIII (VIII), т.е. VI>0; VIII>0; VII<0 (VI<0; VIII<0; VII>0).
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, комплексные сопротивления первичных преобразователей 22, 23 и 24 примерно одинаковы, так как магнитопроводящий (немагнитопроводящий) участок индуктора 21 находится в зонах всех трех первичных преобразователей. Это приводит к тому, что VI<0; VIII>0; VII<0 (VI<0; VIII>0; VII<0).
При перемещении индуктора 21 на фиг.6 в левое положение в зону первичного преобразователя 24 подводится немагнитопроводящий (магнитопроводящий) участок индуктора 21. Поэтому комплексное сопротивление первичного преобразователя 24 резко уменьшается (увеличивается), тогда как комплексное сопротивление первичных преобразователей 22 и 23 не изменяется. Это приводит к формированию следующих информационных сигналов: VI<0; VIII<0; VII>0 (VI>0; VIII>0; VII<0). При дальнейшем перемещении индуктора 21 на фиг.6 в крайнее левое положение из зоны первичного преобразователя 23 выводится магнитопроводящий (немагнитопроводящий) участок индуктора 21. Поэтому комплексное сопротивление первичного преобразователя 23 резко уменьшается (увеличивается), тогда как комплексное сопротивление первичных преобразователей 22 и 24 не изменяется, а это значит что изменяется полярность VIII (VIII), т.е. VI<0; VIII>0; VII>0 (VI<0; VIII<0; VII<0). При перемещении индуктора 21 на фиг.6 от центрального положения в правое положение в зону первичного преобразователя 22 подводится немагнитопроводящий (магнитопроводящий) участок индуктора 21. Поэтому комплексное сопротивление первичного преобразователя 22 резко уменьшается (увеличивается), тогда как комплексное сопротивление первичных преобразователей 23 и 24 не изменяется. Это приводит к формированию следующих информационных сигналов: VI>0; VIII<0; VII<0 (VI<0; VIII>0; VII>0). При дальнейшем перемещении индуктора 21 на фиг.6 в крайнее правое положение из зоны первичного преобразователя 23 выводится магнитопроводящий (немагнитопроводящий) участок индуктора 21. Поэтому комплексное сопротивление первичного преобразователя 23 резко уменьшается (увеличивается), тогда как комплексное сопротивление первичных преобразователей 22 и 24 не изменяется, а это значит что изменяется полярность VIII (VIII), т.е. VI>0; VIII>0; VII<0 (VI<0; VIII<0; VII>0).
Вторичный преобразователь на фиг.1 с параллельно и согласно включенными первичными и согласно включенными вторичными обмотками блока первичных преобразователей на фиг.3 и индуктором блока первичных преобразователей на фиг.5 работает следующим образом.
При подаче с выхода источника 6 гармонического или импульсного сигнала в положительный полупериод ток протекает по цепям: первая - первый зажим источника 6, первичная обмотка 25 первого 22 первичного преобразователя положения, общая шина, второй зажим источника 6; вторая - первый зажим источника 6, первичная обмотка 29 второго 24 первичного преобразователя положения, общая шина, второй зажим источника 6; третья - первый зажим источника 6, первичная обмотка 27 третьего 23 первичного преобразователя положения, общая шина, второй зажим источника 6; четвертая - первый вывод вторичной обмотки 26 первого 22 первичного преобразователя положения, диод 3, образцовый элемент 4, параллельно соединенные резистор 8 и конденсатор 5, общая шина, второй вывод вторичной обмотки 26 первого 22 первичного преобразователя положения; пятая - первый вывод вторичной обмотки 30 второго 24 первичного преобразователя положения, диод 18, образцовый элемент 19, параллельно соединенные резистор 17 и конденсатор 20, общая шина, второй вывод вторичной обмотки 30 второго 24 первичного преобразователя положения; шестая - первый вывод вторичной обмотки 28 третьего 23 первичного преобразователя положения, диод 12, параллельно соединенные резистор 11 и конденсатор 15, общая шина, второй вывод вторичной обмотки 28 третьего 23 первичного преобразователя положения. В отрицательный полупериод ток протекает по следующим цепям: первая - второй зажим источника 6, общая шина, первичная обмотка 25 первого 22 первичного преобразователя положения, первый зажим источника 6; вторая - второй зажим источника 6, общая шина, первичная обмотка 29 второго 24 первичного преобразователя положения, первый зажим источника 6; третья - второй зажим источника 6, общая шина, первичная обмотка 27 третьего 23 первичного преобразователя положения, первый зажим источника 6; четвертая - второй вывод вторичной обмотки 26 первого 22 первичного преобразователя положения, общая шина, параллельно соединенные резистор 17 и конденсатор 20, четвертый диод 13, первый вывод вторичной обмотки 26 первого 22 первичного преобразователя положения; пятая - второй вывод вторичной обмотки 30 второго 24 первичного преобразователя положения, общая шина, параллельно соединенные резистор 8 и конденсатор 5, диод 9, первый вывод вторичной обмотки 30 второго 24 первичного преобразователя положения; шестая - второй вывод вторичной обмотки 26 первого 22 первичного преобразователя положения, общая шина, параллельно соединенные резистор 11 и конденсатор 15, образцовый элемент 10, диод 7, первый вывод вторичной обмотки 26 первого 22 первичного преобразователя положения; седьмая - второй вывод вторичной обмотки 30 второго 24 первичного преобразователя положения, общая шина, параллельно соединенные резистор 11 и конденсатор 15, образцовый элемент 14, диод 16, первый вывод вторичной обмотки 30 второго 24 первичного преобразователя положения. На первом (“I”), втором (“II”) и третьем (“III”) информационных выходах соответственно формируются напряжения VI, VII и VIII относительно общей шины. Значение и полярность этих напряжений зависят от положения магнитопроводящего (немагнитопроводящего) участка индуктора 21 относительно первичных преобразователей положения 22, 23 и 24. В исходном состоянии, как это показано на фиг.5, взаимные индуктивности первого 22 и второго 24 первичных преобразователей положения приблизительно одинаковы, а взаимная индуктивность третьего 24 первичного преобразователя положения гораздо больше (меньше) взаимных индуктивностей первого и второго первичных преобразователей, так как магнитопроводящий (немагнитопроводящий) участок индуктора 21 находится в зоне первичного преобразователя 24. Это приводит к тому, что VI>0; VIII>0; VII>0 (VI<0; VIII<0; VII<0). При перемещении индуктора 21 на фиг.5 в левое положение в зону первичного преобразователя 22 подводится магнитопроводящий (немагнитопроводящий) участок индуктора 21. Поэтому взаимная индуктивность первичного преобразователя 22 резко увеличивается (уменьшается), тогда как взаимная индуктивность первичных преобразователей 23 и 24 не изменяется, а это значит что изменяется полярность VII (VI), т.е. VI>0; VIII>0; VII<0 (VI<0; VIII<0; VII>0). При дальнейшем перемещении индуктора 21 на фиг.5 в крайнее левое положение, когда из зоны первичного преобразователя 23 выводится магнитопроводящий (немагнитопроводящий) участок индуктора 21, взаимная индуктивность первичного преобразователя 23 резко уменьшается (увеличивается), тогда как взаимная индуктивность первичных преобразователей 22 и 24 не изменяется, а это значит что изменяется полярность VIII (VIII), т.е. VI>0; VIII<0; VII<0 (VI<0; VIII>0; VII>0). При перемещении индуктора 21 на фиг.5 от центрального положения в правое положение, когда в зону первичного преобразователя 24 подводится магнитопроводящий (немагнитопроводящий) участок индуктора 21, взаимная индуктивность первичного преобразователя 24 резко увеличивается (уменьшается), тогда как взаимная индуктивность первичных преобразователей 22 и 23 не изменяется, а это значит что изменяется полярность VI (VI), т.е. VI<0; VIII>0; VII>0 (VI>0; VIII<0; VII<0). При дальнейшем перемещении индуктора 21 на фиг.5 в крайнее правое положение, когда из зоны первичного преобразователя 23 выводится магнитопроводящий (немагнитопроводящий) участок индуктора 21, взаимная индуктивность первичного преобразователя 23 резко уменьшается (увеличивается), тогда как взаимная индуктивность первичных преобразователей 22 и 24 не изменяется, а это значит что изменяется полярность VIII (VIII), т.е. VI<0; VIII<0; VII>0 (VI>0; VIII>0; VII<0).
Вторичный преобразователь на фиг.1 с параллельно и согласно включенными первичными и согласно включенными вторичными обмотками блока 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 на фиг.6, взаимные индуктивности всех трех первичных преобразователей положения приблизительно одинаковы, так как магнитопроводящий (немагнитопроводящий) участок индуктора 21 находится в зонах этих первичных преобразователей. Это приводит к тому, что VI<0; VIII>0; VII<0 (VI<0; VIII>0; VII<0). При перемещении индуктора 21 на фиг.6 в левое положение в зону первичного преобразователя 24 подводится немагнитопроводящий (магнитопроводящий) участок индуктора 21. Поэтому взаимная индуктивность первичного преобразователя 24 резко уменьшается (увеличивается), тогда как взаимная индуктивность первичных преобразователей 22 и 23 не изменяется. Это приводит к тому, что VI>0; VIII>0; VII<0 (VI<0; VIII<0; VII>0). При дальнейшем перемещении индуктора 21 на фиг.6 в крайнее левое положение из зоны первичного преобразователя 23 выводится магнитопроводящий (немагнитопроводящий) участок индуктора 21. Поэтому взаимная индуктивность первичного преобразователя 23 резко уменьшается (увеличивается), тогда как взаимная индуктивность первичных преобразователей 22 и 24 не изменяется. Это приводит к тому, что VI>0; VIII<0; VII<0 (VI<0; VIII>0; VII>0). При перемещении индуктора 21 на фиг.6 от центрального положения в правое положение в зону первичного преобразователя 22 подводится немагнитопроводящий (магнитопроводящий) участок индуктора 21. Поэтому взаимная индуктивность первичного преобразователя 22 резко уменьшается (увеличивается), тогда как взаимная индуктивность первичных преобразователей 23 и 24 не изменяется. Это приводит к тому, что VI<0; VIII>0; VII>0 (VI>0; VIII<0; VII<0). При дальнейшем перемещении индуктора 21 на фиг.6 в крайнее правое положение из зоны первичного преобразователя 23 выводится магнитопроводящий (немагнитопроводящий) участок индуктора 21, взаимная индуктивность первичного преобразователя 23 резко уменьшается (увеличивается), тогда как взаимная индуктивность первичных преобразователей 22 и 24 не изменяется, а это значит что изменяется полярность VIII (VIII), т.е. VI<0; VIII<0; VII>0 (VI>0; VIII>0; VII<0).
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 6 подается не на каждую первичную обмотку первичных преобразователей положения, а на цепочку, состоящую из этих обмоток, соединенных последовательно друг с другом.
При всех вариантах исполнения блока первичных преобразователей положения в данном датчике существует взаимосвязь каналов, когда изменение комплексного сопротивления (взаимной индуктивности) одного из первичных преобразователей влияет на значения напряжений с информационных выходов вторичного преобразователя. Этот эффект усиливается, если в качестве источника переменного во времени сигнала использовать источник тока. При этом в данном преобразователе знаки выходных напряжений, являющиеся информативными параметрами, не изменяются.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:
- средство, выполняющее 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 положительного технического результата.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость".
1. Патент США N 3688190, НКл 324/61R, МКл G 01 R 27/26, 29 августа 1972.
2. Патент США N 3883812, НКл 329/166, МКл H 03 D 1/10, 13 мая 1975.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| ДАТЧИК ДЛЯ ТРЕХПОЗИЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ | 2003 |
|
RU2288478C2 |
| ДАТЧИК ДЛЯ ТРЕХПОЗИЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ | 2003 |
|
RU2262657C2 |
| ДАТЧИК ДЛЯ МНОГОПОЗИЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ | 2003 |
|
RU2248579C2 |
| ДАТЧИК ДЛЯ ТРЕХПОЗИЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ | 2003 |
|
RU2248580C2 |
| Устройство для бесконтактной передачи информации об усилиях нагружения на позвоночник | 1988 |
|
SU1560173A1 |
| Устройство для преобразования абсолютного изменения модуля комплексного сопротивления в активный сигнал | 1983 |
|
SU1095098A1 |
| Прецизионный измеритель перемещений | 1988 |
|
SU1775595A1 |
| УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА | 2010 |
|
RU2429493C1 |
| Трансформаторный обратноходовой преобразователь постоянного напряжения с пассивным клампированием | 2024 |
|
RU2823796C1 |
| Устройство для включения выключателя | 1985 |
|
SU1292061A1 |
Изобретение относится к области приборостроения, в частности к технике пятипозиционного контроля перемещения объектов различной физической природы. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для достижения данного результата в первичный преобразователь введен третий индуктивный (трансформаторный) преобразователь, а во вторичный преобразователь введены резистор, конденсатор, три диода, четыре образцовых элемента. При этом первый и второй выводы первого образцового элемента подключены соответственно к катоду первого диода и к аноду третьего диода. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.
| US 3883812 А, 13.05.1975 | |||
| US 3688190 А, 29.08.1972 | |||
| US 3883812 А, 13.05.1975 | |||
| Устройство для управления многопозиционным объектом | 1989 |
|
SU1734074A1 |
| Зверев Е.А | |||
| и др | |||
| Преобразование угловых перемещений в код | |||
| Л.: Энергия, 1974, с.147 | |||
| Ботуз С.П | |||
| Позиционные системы программного управления подвижными объектами | |||
| М | |||
| ИПРЖ "Радиотехника", 1998, с.28 | |||
| Ботуз С.П | |||
| Автоматизация исследования, разработки и патентования позиционных систем программного управления | |||
| М | |||
| Наука, 1999, с.203. | |||
