ДАТЧИК ДЛЯ ТРЕХПОЗИЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ Российский патент 2005 года по МПК G01B7/04 G01R27/26 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для получения цифровой информации о 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 соответственно к первому и второму выходам вторичного измерительного преобразователя, первый вход которого соединен с катодом (анодом) первого диода, анодом (катодом) второго диода, катод (анод) которого подсоединен к первому выводу первого конденсатора, второй вывод которого соединен со вторым зажимом источника, общей шиной, со вторым выводом второго конденсатора, первый вывод которого подсоединен к катоду (аноду) третьего диода, анод которого подключен к катоду (аноду) четвертого диода, второму входу вторичного преобразователя, первый и второй информационные выходы которого соединены соответственно с выходами первого и второго компараторов, катод (анод) второго диода подсоединен к второму выводу первого резистора, первый вывод которого подключен к первому входу первого компаратора, к первому выводу второго резистора, второй вывод которого соединен с первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого подсоединен ко второму входу первого компаратора, выход которого подключен к первому входу второго компаратора, второй вход которого соединен со вторым зажимом источника сигнала, анодом (катодом) первого диода, анодом (катодом) четвертого диода [1].

Недостатком известного устройства является зависимость результата преобразования в электрический сигнал от 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 или 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 катодом (анодом) первого диода, анодом (катодом) второго диода, катод (анод) которого подсоединен к первому входу первого компаратора и к первому выводу первого конденсатора, второй вывод которого соединен со вторым зажимом источника, общей шиной, с первым выводом первого резистора, с первым выводом второго резистора, со вторым выводом второго конденсатора, первый вывод которого подсоединен к первому входу второго компаратора, катоду (аноду) третьего диода, анод которого подключен к катоду (аноду) четвертого диода, второму входу вторичного преобразователя, первый и второй информационные выходы которого соединены соответственно с выходами первого и второго компараторов, катод (анод) второго диода подсоединен к второму выводу первого резистора, первый вывод которого подключен к второму входу первого компаратора, к аноду (катоду) первого диода, к аноду (катоду) четвертого диода, к второму входу второго компаратора, первый вход которого соединен со вторым выводом второго резистора [2].

Недостатком данного вторичного измерительного преобразователя, 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 подключены соответственно к первому и второму выходам вторичного преобразователя, первый вход которого соединен с катодом (анодом) первого диода, анодом (катодом) второго диода, катод (анод) которого подсоединен к первому входу первого компаратора и к первому выводу первого конденсатора, второй вывод которого соединен со вторым зажимом источника, общей шиной, с первым выводом первого резистора, с первым выводом второго резистора, со вторым выводом второго конденсатора, первый вывод которого подсоединен к первому входу второго компаратора, катоду (аноду) третьего диода, анод которого подключен к катоду (аноду) четвертого диода, второму входу вторичного преобразователя, первый и второй информационные выходы которого соединены соответственно с выходами первого и второго компараторов, введены третий и четвертый резисторы, причем катод (анод) второго диода подсоединен к первому выводу третьего резистора, второй вывод которого подключен к второму выводу первого резистора, второму входу второго компаратора, первый вход которого соединен с первым выводом четвертого резистора, второй вывод которого подсоединен ко второму выводу второго резистора, второму входу первого компаратора, аноды (катоды) первого и четвертого диодов подключены ко второму зажиму источника сигнала.

В данном устройстве предложено выполнение блока первичных преобразователей положения так, 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.

Дополнительно в данном устройстве предложено выполнение блока первичных преобразователей положения так, что блок содержит два независимых трансформаторных первичных преобразователей 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 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 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 преобразователей 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 второму и первому входам блока первичных преобразователей, к первому и второму выходам которого соответственно подключены первый вывод вторичной обмотки первого и первый вывод вторичной обмотки 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 трехпозиционном положении 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 трехпозиционного контроля положения в объеме независимого пункта 1 формулы изобретения. На фиг.2, фиг.3 и фиг.4 раскрыты 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 расстояние "а" между первичными преобразователями, длину "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 для трехпозиционного контроля положения на фиг.1 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 катоду (аноду) первого 6 диода, аноду (катоду) второго 7 диода, катод (анод) которого подсоединен к первому входу первого 8 компаратора и к первому выводу первого 9 конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной 10, со вторым зажимом источника 5, с анодом (катодом) первого 6 диода, с первым выводом первого 11 резистора, со вторым выводом второго 12 конденсатора, с первым выводом второго 13 резистора и с анодом (катодом) третьего 14 диода, катод (анод) которого подключен ко второму входу вторичного преобразователя 2 и к аноду (катоду) четвертого 15 диода, катод (анод) которого подсоединен к первому выводу второго 12 конденсатора и первому входу второго 16 компаратора, выход которого соединен со вторым 4 информационным выходом вторичного преобразователя 2, выход первого 8 компаратора подключен к первому 3 информационному выходу вторичного преобразователя 2, первый и второй выводы третьего 17 резистора подключены соответственно к первому выводу первого 9 конденсатора и второму выводу первого 11 резистора, первый и второй выводы четвертого 18 резистора подключены соответственно к первому выводу второго 12 конденсатора и второму выводу второго 13 резистора, вторые входы первого 8 и второго 16 компараторов соединены соответственно со вторыми выводами второго 13 и первого 11 резисторов.

Блок первичных преобразователей положения 1 датчика на фиг.2 содержит индуктор 19, расположенный внутри или снаружи двух независимых индуктивных первичных преобразователей положения 20 и 21, первые выводы которых подключены к первому входу блока 1, к первому и второму выходам которого подсоединены соответственно вторые выводы первого 20 и второго 21 независимых индуктивных первичных преобразователей положения.

Блок первичных преобразователей положения 1 датчика на фиг.3 содержит индуктор 19, расположенный внутри или снаружи двух независимых трансформаторных первичных преобразователей положения 20 и 21, каждый из которых содержит первичную и вторичную обмотки 22, 23 и 24, 25, причем первые выводы первичных обмоток 22 и 24 первого 20 и второго 21 независимых трансформаторных первичных преобразователей положения подключены к первому входу блока первичных преобразователей 1, второй вход которого соединен со вторыми выводами первичных обмоток 22 и 24 первого 20 и второго 21 независимых первичных преобразователей, первый вывод вторичной обмотки 23 первого 20 первичного преобразователя положения подключен к первому выходу блока первичных преобразователей 1, второй выход которого соединен с первым выводом вторичной обмотки 25 второго 21 независимого первичного преобразователя, второй вывод вторичной обмотки 25 которого соединен со вторым выводом вторичной обмотки 23 первого 20 первичного преобразователя положения и вторым входом блока независимых первичных преобразователей положения 1.

Блок первичных преобразователей положения 1 датчика на фиг.4 содержит индуктор 19, расположенный внутри или снаружи двух независимых трансформаторных первичных преобразователей положения 20 и 21, каждый из которых содержит первичную и вторичную обмотки 22, 23 и 24, 25, причем первый вывод первичной обмотки 22 первого 20 и второй вывод первичной обмотки 24 второго 21 независимых трансформаторных первичных преобразователей положения соединены между собой, второй вывод первичной обмотки 22 первого 20 и первый вывод первичной обмотки 24 второго 21 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 23 и 25 первого 20 и второго 21 независимых трансформаторных первичных преобразователей положения, у которых вторые выводы вторичных обмоток 23 и 25 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 20 первого первичного преобразователя положения, диод 7, конденсатор 9, общая шина 10, второй зажим источника 5; вторая - первый зажим источника 5, обмотка 20 первого первичного преобразователя положения, диод 7, резистор 17, резистор 11, общая шина 10, второй зажим источника 5; третья - первый зажим источника 5, обмотка 21 второго первичного преобразователя положения, диод 15, конденсатор 12, общая шина 10, второй зажим источника 5; четвертая - первый зажим источника 5, обмотка 21 второго первичного преобразователя положения, диод 15, резистор 18, резистор 13, общая шина 10, второй зажим источника 5. В отрицательный полупериод ток протекает по цепям: первая - второй зажим источника 5, общая шина 10, диод 6, обмотка 20 первого первичного преобразователя положения, первый зажим источника 5; вторая - второй зажим источника 5, общая шина 10, диод 14, обмотка 21 второго первичного преобразователя положения, первый зажим источника 5. На элементах 11, 13, 17, 18 соответственно формируются постоянные напряжения VI, V2, V3, V4 относительно общей шины 10. Значение этих напряжений зависит от положения магнитопроводящего участка индуктора 19 относительно первичных преобразователей положения 20 и 21. Напряжения V3 и V4 поступают на первые входы соответственно первого 8 и второго 16 компараторов, а на вторые входы первого 8 и второго 16 компараторов подаются соответственно напряжения V2 и VI. В исходном состоянии, как это показано на фиг.5, комплексное сопротивление первичного преобразователя 20 положения примерно равно комплексному сопротивлению первичного преобразователя 21 положения, так как немагнитопроводящий (магнитопроводящий) участок индуктора 19 находится в зоне первичных преобразователей 20 и 21. Это приводит к тому, что V1<V4; V2<V3 (V1<V4; V2<V3) и на информационных выходах вторичного преобразователя 3 и 4 формируются сигналы 1 и 1 (1 и 1) соответственно. При перемещении индуктора 19 на фиг.5 влево к первичному преобразователю положения 20 подводится магнитопроводящий (немагнитопроводящий) участок индуктора 19, комплексное сопротивление первичного преобразователя положения 20 резко увеличивается (уменьшается), тогда как комплексное сопротивление первичного преобразователя положения 21 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), на информационных выходах 3 и 4 вторичного преобразователя формируются сигналы 0 и 1 (1 и 0) соответственно. При перемещении индуктора 19 из исходного состояния на фиг.5 вправо к первичному преобразователю положения 21 подводится магнитопроводящий (немагнитопроводящий) участок индуктора 19, комплексное сопротивление первичного преобразователя положения 21 резко увеличивается (уменьшается), тогда как комплексное сопротивление первичного преобразователя положения 20 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), на информационных выходах 3 и 4 вторичного преобразователя формируются сигналы 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 5 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 20 положения примерно равно комплексному сопротивлению первичного преобразователя 21 положения, так как магнитопроводящий (немагнитопроводящий) участок индуктора 19 находится в зоне первичных преобразователей 20 и 21. Это приводит к тому, что V1<V4; V2<V3 (V1<V4; V2<V3) и на информационных выходах вторичного преобразователя 3 и 4 формируются сигналы 1 и 1 (1 и 1) соответственно. При перемещении индуктора 19 на фиг.6 вправо к первичному преобразователю положения 20 подводится немагнитопроводящий (магнитопроводящий) участок индуктора 19, комплексное сопротивление первичного преобразователя положения 20 резко уменьшается (увеличивается), тогда как комплексное сопротивление первичного преобразователя положения 21 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), на информационных выходах 3 и 4 вторичного преобразователя формируются сигналы 0 и 1 (1 и 0) соответственно. При перемещении индуктора 19 из исходного состояния на фиг.6 влево к первичному преобразователю положения 21 подводится немагнитопроводящий (магнитопроводящий) участок индуктора 19, комплексное сопротивление первичного преобразователя положения 21 резко уменьшается (увеличивается), тогда как комплексное сопротивление первичного преобразователя положения 20 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), на информационных выходах 3 и 4 вторичного преобразователя формируются сигналы 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, первичные обмотки 22 и 24 первого и второго первичных преобразователей положения, общая шина 10, второй зажим источника 5; вторая - первый вывод вторичной обмотки 23 первого 20 первичного преобразователя положения, диод 7, конденсатор 9, общая шина 10, второй вывод вторичной обмотки 23 первого 21 первичного преобразователя положения; третья - первый вывод вторичной обмотки 23 первого 20 первичного преобразователя положения, диод 7, резистор 17, резистор 11, общая шина 10, второй вывод вторичной обмотки 23 первого 20 первичного преобразователя положения; четвертая - первый вывод вторичной обмотки 25 второго 21 первичного преобразователя положения, диод 15, конденсатор 12, общая шина 10, второй вывод вторичной обмотки 25 второго 21 первичного преобразователя положения; пятая - первый вывод вторичной обмотки 25 второго 21 первичного преобразователя положения, диод 15, резистор 18, резистор 13, общая шина 10, первый вывод вторичной обмотки 25 второго 21 первичного преобразователя положения. В отрицательный полупериод ток протекает по трем параллельным цепям: первая - второй зажим источника 5, общая шина 10, первичные обмотки 22 и 24 первого 20 и второго 21 первичных преобразователей положения, первый зажим источника 5; вторая - второй вывод вторичной обмотки 23 первого 20 первичного преобразователя положения, общая шина 10, диод 6, первый вывод вторичной обмотки 23 первого 20 первичного преобразователя положения; третья - второй вывод вторичной обмотки 25 второго 21 первичного преобразователя положения, диод 14, первый вывод вторичной обмотки 25 второго 21 первичного преобразователя положения. На элементах 11, 13, 17, 18 соответственно формируются постоянные напряжения V1, V2, V3, V4 относительно общей шины 10. Значение этих напряжений зависит от положения магнитопроводящего участка индуктора 19 относительно первичных преобразователей положения 20 и 21. Напряжения V3 и V4 поступают на первые входы соответственно первого 8 и второго 16 компараторов, а на вторые входы первого 8 и второго 16 компараторов подаются соответственно напряжения V2 и V1. В исходном состоянии, как это показано на фиг.5, минимальна (максимальна) взаимная индуктивность у первичных преобразователей положения 20 и 21, так как немагнитопроводящий (магнитопроводящий) участок индуктора 19 находится в зоне первичных преобразователей 20 и 21. Это приводит к тому, что V1<V4; V2<V3 (V1<V4; V2<V3), на информационных выходах 3 и 4 вторичного преобразователя формируются сигналы 1 и 1 (1 и 1) соответственно. При перемещении индуктора 19 на фиг.5 влево к первичному преобразователю положения 20 подводится магнитопроводящий (немагнитопроводящий) участок индуктора 19, у него увеличивается (уменьшается) взаимная индуктивность и увеличивается (уменьшается) вторичное напряжение, снимаемое с обмотки 23 первичного преобразователя положения 20, тогда как состояние первичного преобразователя положения 21 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), на информационных выходах 3 и 4 вторичного преобразователя формируются сигналы 0 и 1 (1 и 0) соответственно. При перемещении индуктора 19 из исходного состояния на фиг.5 вправо к первичному преобразователю положения 21 подводится магнитопроводящий (немагнитопроводящий) участок индуктора 19, у него увеличивается (уменьшается) взаимная индуктивность и увеличивается (уменьшается) вторичное напряжение, снимаемое с обмотки 25 первичного преобразователя положения 21, тогда как состояние первичного преобразователя положения 20 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), на информационных выходах 3 и 4 вторичного преобразователя формируются сигналы 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.6 работает следующим образом.

При подаче с выхода источника 5 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, максимальна (минимальна) взаимная индуктивность у первичных преобразователей положения 20 и 21, так как магнитопроводящий (немагнитопроводящий) участок индуктора 19 находится в зоне первичных преобразователей 20 и 21. Это приводит к тому, что V1<V4; V2<V3 (V1<V4; V2<V3), на информационных выходах 3 и 4 вторичного преобразователя формируются сигналы 1 и 1 (1 и 1) соответственно. При перемещении индуктора 19 на фиг.6 вправо к первичному преобразователю положения 20 подводится немагнитопроводящий (магнитопроводящий) участок индуктора 19, у него уменьшается (увеличивается) взаимная индуктивность и уменьшается (увеличивается) вторичное напряжение, снимаемое с обмотки 23 первичного преобразователя положения 20, тогда как состояние первичного преобразователя положения 21 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), на информационных выходах 3 и 4 вторичного преобразователя формируются сигналы 0 и 1 (1 и 0) соответственно. При перемещении индуктора 19 из исходного состояния на фиг.6 влево к первичному преобразователю положения 21 подводится немагнитопроводящий (магнитопроводящий) участок индуктора 19, у него уменьшается (увеличивается) взаимная индуктивность и уменьшается (увеличивается) вторичное напряжение, снимаемое с обмотки 25 первичного преобразователя положения 21, тогда как состояние первичного преобразователя положения 20 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), на информационных выходах 3 и 4 вторичного преобразователя формируются сигналы 1 и 0 (0 и 1) 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, 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".

Источники информации

1. Патент США N 4093915, НКл 324/60R, МКл G 01 R 27/26, 6 июня 1978.

2. Патент США N 3883812, НКл 329/166, МКл H 03 D 1/10, 13 мая 1975.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для получения цифровой информации о положении контролируемого объекта. Датчик содержит блок, состоящий из двух независимых первичных преобразователей положения, и вторичный преобразователь. Вторичный преобразователь обеспечивает преобразование модулей комплексных сопротивлений или взаимных индуктивностей первичных преобразователей в активный сигнал. Изобретение обеспечивает получение цифровой информации о трехпозиционном положении контролируемого объекта с помощью двух независимых первичных преобразователей положения. 3 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 подключены соответственно к первому и второму выходам вторичного преобразователя, первый вход которого соединен с катодом (анодом) первого диода, анодом (катодом) второго диода, катод (анод) которого подсоединен к первому выводу первого конденсатора, второй вывод которого соединен со вторым зажимом источника, общей шиной, с первым выводом первого резистора, с первым выводом второго резистора, со вторым выводом второго конденсатора, первый вывод которого подсоединен к первому входу второго компаратора, катоду (аноду) третьего диода, анод (катод) которого подключен к катоду (аноду) четвертого диода, второму входу вторичного преобразователя, первый и второй информационные выходы которого соединены соответственно с выходами первого и второго компараторов, отличающийся тем, что введены третий и четвертый резисторы, причем катод (анод) второго диода подсоединен к первому выводу третьего резистора, второй вывод которого подключен к второму выводу первого резистора, второму входу второго компаратора, первый вход которого соединен с первым выводом четвертого резистора, второй вывод которого подсоединен ко второму выводу второго резистора, второму входу первого компаратора, аноды (катоды) первого и четвертого диодов подключены ко второму зажиму источника сигнала.2. 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.3. 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 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 и вторым входом блока независимых первичных преобразователей положения.4. 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 входам которого соответственно подключены первый вывод вторичной обмотки первого и первый вывод вторичной обмотки второго независимых трансформаторных первичных преобразователей положения, у которых вторые выводы вторичных обмоток соединены со вторым входом блока первичных преобразователей положения.