Датчик для многопозиционного контроля положения

Изобретение относится к области приборостроения, в частности, к технике многопозиционного контроля перемещения объектов различной физической природы. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для достижения данного результата в датчик введена образцовая ветвь, составленная из последовательно соединенных первого и второго двухполюсников. Причем к первому и второму зажимам источника переменного напряжения подключены соответственно первые выводы первого и второго двухполюсников, вторые выводы которых подсоединены к аноду (катоду) дополнительно введенного диода, катод (анод) которого подключен к первым выводам дополнительного резистора, конденсатора и к вторым входам первого и второго компараторов. 6 з.п. ф-лы, 13 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для получения цифровой информации о положении или направлении и величине перемещения контролируемого объекта путем преобразования модулей комплексных сопротивлений или взаимной индуктивности 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 катодом (анодом) первого диода и анодом (катодом) второго диода, катод (анод) которого подключен к первому выводу первого резистора и к первому выводу первого конденсатора, второй вывод которого соединен с анодом первого диода, со вторым выводом первого резистора, со вторым выходом вторичного измерительного преобразователя, общей шиной, анодом (катодом) третьего диода, вторым выводом второго резистора и вторым выводом второго конденсатора, первый вывод которого подключен к первому выводу второго резистора и к катоду (аноду) четвертого диода, анод (катод) которого подсоединен к второму входу вторичного преобразователя и катоду (аноду) третьего диода, первые выводы первого и второго конденсаторов подключены соответственно к первому и второму информационным выходам вторичного преобразователя [1].

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 информационный выход 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 катодом (анодом) первого диода и анодом (катодом) второго диода, катод (анод) которого подключен к первому выводу первого резистора, к первому входу компаратора и к первому выводу первого конденсатора, второй вывод которого соединен с анодом первого диода, со вторым выводом первого резистора, со вторым выходом вторичного преобразователя, общей шиной, анодом (катодом) третьего диода, вторым выводом второго резистора и вторым выводом второго конденсатора, первый вывод которого подключен к первому выводу второго резистора, к второму входу компаратора и к катоду (аноду) четвертого диода, анод (катод) которого подсоединен к второму входу вторичного преобразователя и катоду (аноду) третьего диода, выход компаратора подключен к информационному выходу вторичного преобразователя [2].

Недостатком данного измерительного преобразователя, как и предыдущего, является невозможность контролировать несколько позиций объекта, а также направление и величину перемещения в цифровой форме.

Целью данного изобретения является получение цифровой информации о многопозиционном положении или о перемещении контролируемого объекта.

Указанная цель достигается тем, что в датчик для многопозиционного 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 к первому и второму выходам вторичного преобразователя соответственно, первый вход которого соединен с катодом (анодом) первого диода и анодом (катодом) второго диода, катод (анод) которого подключен к первому выводу первого резистора, к первому входу первого компаратора и к первому выводу первого конденсатора, второй вывод которого соединен с анодом первого диода, со вторым выводом первого резистора, со вторым выходом вторичного преобразователя, общей шиной, анодом (катодом) третьего диода, вторым выводом второго резистора и вторым выводом второго конденсатора, первый вывод которого подключен к первому выводу второго резистора, к первому входу второго компаратора и к катоду (аноду) четвертого диода, анод (катод) которого подсоединен к второму входу вторичного преобразователя и катоду (аноду) третьего диода, выходы первого и второго компараторов подключены соответственно к первому и второму информационным выходам вторичного преобразователя, введена образцовая ветвь, составленная из последовательно соединенных первого и второго двухполюсников, причем с первым и вторым зажимами источника переменного во времени сигнала подключены соответственно первые выводы первого и второго двухполюсников, вторые выводы которых подсоединены к аноду (катоду) дополнительно введенного пятого диода, катод (анод) которого подключен к первым выводам дополнительно введенного третьего резистора, дополнительно введенного третьего конденсатора и к вторым входам первого и второго компараторов, вторые выводы дополнительно введенных третьего резистора и третьего конденсатора соединены со вторым зажимом источника переменного во времени сигнала.

В данном устройстве предложено выполнение образцовой ветви так, что первый и второй двухполюсники образцовой ветви составлены из резистивных (индуктивных) элементов.

Дополнительно в данном устройстве предложено выполнение образцовой ветви так, что первый и второй двухполюсники образцовой ветви составлены соответственно из резистивного (индуктивного) и индуктивного (резистивного) элементов.

В данном устройстве предложено выполнение образцовой ветви так, что первый двухполюсник составлен из индуктивного элемента, а второй двухполюсник образцовой ветви составлен из диода, катод (анод) которого подключен к вершине образцовой ветви.

При различных вариантах исполнения образцовая ветвь обеспечивает относительно общей шины определенное значение напряжения, которое зависит от соотношения параметров элементов, составляющих образцовую ветвь, и не зависит от положения индуктора.

Дополнительно в данном устройстве предложено выполнение блока первичных преобразователей 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.

В данном устройстве предложение выполнение блока первичных преобразователей 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 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.

Дополнительно в данном устройстве предложено выполнение блока первичных преобразователей 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 первый вывод вторичной обмотки первого и первый вывод вторичной обмотки второго независимых трансформаторных первичных преобразователей положения, у которых вторые выводы вторичных обмоток соединены с вторым входом блока первичных преобразователей положения.

При различных вариантах исполнения два независимых индуктивных (трансформаторных) датчика положения посредством индуктора, связанного с контролируемым объектом, обеспечивают совместно с предложенным вторичным преобразователем получение информации о направлении и величине перемещения 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 влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата, в частности заявленным изобретением 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 вторичный преобразователь для многопозиционного контроля положения в объеме независимого пункта 1 формулы изобретения. На фиг.2, 3 и 4 раскрыты некоторые варианты блока первичных преобразователей положения и его подключение ко вторичному преобразователю. На фиг.5-9 схематично изображены положения первого и второго первичных преобразователей положения относительно индуктора, имеющего чередующиеся магнитопроводящие (заштрихованы) и немагнитопроводящие (не заштрихованы) участки, прикрепленного (не показано) к объекту контроля. На фиг.10, 11 и 12 показаны временные диаграммы напряжения на выходах вторичного преобразователя: "а" - на информационном выходе 3 вторичного преобразователя, "б" - на информационном выходе 4 вторичного преобразователя, причем на фиг.10 изображены диаграммы выходного напряжения датчика с блоком первичных преобразователей на фиг.2 при перемещении индуктора вправо для варианта расположения первичных преобразователей на фиг.5. На фиг.11 изображены диаграммы датчика с блоком первичных преобразователей на фиг.3 или 4 при перемещении индуктора вправо для варианта расположения первичных преобразователей на фиг.5. На фиг.12 изображены диаграммы датчика с блоком первичных преобразователей на фиг.2 при перемещении индуктора влево, а затем вправо для варианта расположения первичных преобразователей фиг.5. На фиг.13 а, б, в, г, д изображены возможные варианты образцовой ветви.

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

Датчик на фиг.1 для многопозиционного 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 соединен с катодом (анодом) первого 6 диода и анодом (катодом) второго 7 диода, катод (анод) которого подключен к первому выводу первого 8 резистора, к первому входу первого 9 компаратора и к первому выводу первого 10 конденсатора, второй вывод которого соединен с анодом первого 6 диода, со вторым выводом первого 8 резистора, со вторым выходом вторичного преобразователя 2, общей шиной 11, анодом (катодом) третьего 12 диода, вторым выводом второго 13 резистора и вторым выводом второго 14 конденсатора, первый вывод которого подключен к первому выводу второго 13 резистора, к первому входу второго 15 компаратора и к катоду (аноду) четвертого 16 диода, анод (катод) которого подсоединен к второму входу вторичного преобразователя 2 и катоду (аноду) третьего 12 диода, выходы первого 9 и второго 15 компараторов подключены соответственно к первому 3 и второму 4 информационным выходам вторичного преобразователя 2, первый и второй зажимы источника переменного во времени сигнала 5 соединены соответственно с первым и вторым зажимами образцовой ветви 17, вершина которой подсоединена к аноду (катоду) введенного пятого 18 диода, катод (анод) которого подключен к первым выводам введенного третьего 19 резистора, введенного третьего 20 конденсатора и к вторым входам первого 9 и второго 15 компараторов, вторые выводы введенных третьего 19 резистора и третьего 20 конденсатора соединены со вторым зажимом источника переменного во времени сигнала 5.

Блок первичных преобразователей положения 1 датчика на фиг.2 содержит индуктор 21, расположенный внутри или снаружи двух независимых индуктивных первичных преобразователей положения 22 и 23, первые выводы которых подключены к первому входу блока 1, к первому и второму выходам которого подсоединены вторые выводы соответственно первого 22 и второго 23 независимых индуктивных первичных преобразователей положения.

Блок первичных преобразователей положения 1 датчика на фиг.3 содержит индуктор 21, расположенный внутри или снаружи двух независимых трансформаторных первичных преобразователей положения 22 и 23, каждый из которых содержит первичную и вторичную обмотки 24, 25 и 26, 27 соответственно, причем первые выводы первичных обмоток 24 и 26 соответственно первого 22 и второго 23 независимых трансформаторных первичных преобразователей положения подключены к первому входу блока первичных преобразователей 1, второй вход которого соединен со вторыми выводами первичных обмоток 24 и 26 соответственно первого 22 и второго 23 независимых первичных преобразователей, первый вывод вторичной обмотки 25 первого 22 первичного преобразователя положения подключен к первому выходу блока первичных преобразователей 1, второй выход которого соединен с первым выводом вторичной обмотки 27 второго 23 независимого первичного преобразователя, второй вывод вторичной обмотки 27 которого соединен со вторым выводом вторичной обмотки 25 первого 22 первичного преобразователя положения и вторым входом блока независимых первичных преобразователей положения 1.

Блок первичных преобразователей положения 1 датчика на фиг.4 содержит индуктор 21, расположенный внутри или снаружи двух независимых трансформаторных первичных преобразователей положения 22 и 23, каждый из которых содержит первичную и вторичную обмотки 24, 25 и 26, 27 соответственно, причем первый вывод первичной обмотки 24 первого 22 и второй вывод первичной обмотки 26 второго 23 независимых трансформаторных первичных преобразователей положения соединены между собой, второй вывод первичной обмотки 24 первого 22 и первый вывод первичной обмотки 26 второго 23 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 25 и 27 первого 22 и второго 23 независимых трансформаторных первичных преобразователей положения, у которых вторые выводы вторичных обмоток 25 и 27 соединены со вторым входом блока первичных преобразователей положения 1.

Вторичный преобразователь на фиг.1 с блоком первичных преобразователей на фиг.2 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, индуктивность 22, диод 7, параллельно соединенные резистор 8 и конденсатор 10, второй зажим источника 5; вторая - первый зажим источника 5, индуктивность 23, диод 16, параллельно соединенные резистор 13 и конденсатор 14, второй зажим источника 5; третья - первый зажим источника 5, образцовая ветвь 17, второй зажим источника 5; четвертая - первый зажим источника 5, первый вывод первого двухполюсника образцовой ветви 17, второй вывод первого двухполюсника образцовой ветви 17, диод 18, параллельно соединенные резистор 19 и конденсатор 20, второй зажим источника 5. В отрицательный полупериод ток протекает по трем параллельным цепям: первой - второй зажим источника 5, диод 6, индуктивность 22, первый зажим источника 5; второй - второй зажим источника 5, диод 12, индуктивность 23, первый зажим источника 5; третья - второй зажим источника 5, образцовая ветвь 17, первый зажим источника 5. На резисторах 8, 13, 19 соответственно формируются напряжения V1, V2, V3 относительно общей шины 11. Значение первых двух напряжений (V1, V2) зависит от положения индуктора 21 относительно первичных преобразователей положения 22 и 23. Величина напряжения V3 зависит от соотношения элементов, составляющих образцовую ветвь 17, и не зависит от положения индуктора 21 в случае, когда источник 5 является источником напряжения, и несколько зависит от положения индуктора 21 в случае, когда источник 5 является источником тока. Постоянные напряжения V1 и V2 поступают на первые входы соответственно первого 9 и второго 15 компараторов, на вторые входы которых подается опорный сигнал V3. В исходном состоянии, как это показано, например, на фиг.6, комплексное сопротивление первичного преобразователя 22 положения примерно равно комплексному сопротивлению первичного преобразователя 23 положения, так как один магнитопроводящий участок индуктора 21 находится напротив первичного преобразователя 22, а другой - напротив первичного преобразователя 23. Это приводит к тому что V1=V2. Учитывая, что третий делитель выбран так, что в данном положении V1<V3 и V2<V3, на информационных выходах 3 и 4 вторичного преобразователя в момент времени to (фиг.10) формируются сигналы соответстветственно 1 и 1. При перемещении индуктора 21 на фиг.6 вправо индуктор занимает положение на фиг.7. При этом в момент времени t₁ (фиг.10) комплексное сопротивление первичного преобразователя 23 уменьшается, вследствие чего V2>V3, тогда как комплексное сопротивление первичного преобразователя 22 не изменится. В результате этого VI и V3 не изменятся (в случае, когда источник 5 является источником напряжения) или несколько увеличатся (в случае, когда источник 5 является источником тока), но при этом V1<V3, что приводит к формированию на информационных выходах 3 и 4 вторичного преобразователя сигналов 1 и 0 соответственно. При дальнейшем перемещении индуктора 21 на фиг.7 вправо индуктор занимает положение на фиг.8. При этом в момент времени t₂ (фиг.10) комплексное сопротивление первичного преобразователя 22 уменьшится, вследствие чего V1>V3, тогда как комплексное сопротивление первичного преобразователя 23 не изменится. В результате этого напряжения V2 и V3 не изменятся (если источник 5 является источником напряжения) или несколько уменьшатся (если источник 5 является источником тока), но при этом V2>V3, что приводит к формированию на информационных выходах 3 и 4 вторичного преобразователя сигналов 0 и 0 соответственно. При дальнейшем перемещении индуктора 21 на фиг.8 вправо индуктор занимает положение на фиг.9. При этом в момент времени t₃ (фиг.10) комплексное сопротивление первичного преобразователя 23 дополнительно увеличивается, вследствие чего V2<V3, а комплексное сопротивление первичного преобразователя 22 остается без изменений. В результате этого напряжения V1 и V3 несколько увеличиваются (если источник 5 является источником тока) или не изменяются (если источник 5 является источником напряжения), но неравенство V1>V3 сохраняется, что приводит к формированию на информационных выходах 3 и 4 вторичного преобразователя сигналов 0 и 1 соответственно. Для определения направления перемещения необходимо, чтобы расстояние между первым 22 и вторым 23 первичными преобразователями удовлетворяло одному из следующих условий:

- если b≥с, то mod(a,(b+c))>b или mod(a,(b+c))<с, где mod(a,(b+c)) - остаток от деления а на (b+c); a - расстояние между первым 22 и вторым 23 датчиками; b - ширина магнитопроводящего участка индуктора 21; с - ширина немагнитопроводящего участка индуктора 21.

- если b<с, то mod(a,(b+c))>с или mod(a,(b+c))<b.

При перемещении индуктора 21 влево (см. последовательно фиг.6, 9, 8, 7, 6, 9) и возвратного движения вправо (фиг.6, 7, 8, 9, 6, 7) можно определить, как это показано на фиг.12, что между моментами времени t₂ и t₃ произошло изменение направления движения индуктора 21, связанного с объектом контроля. При перемещении индуктора 21 влево переход с 1 на 0 (фиг.12, t₁) на информационном выходе 4 вторичного преобразователя происходит тогда, когда на информационном выходе 3 вторичного преобразователя присутствует сигнал 0. Аналогично переход при данном условии с 1 на 0 (фиг.12, t₂) на информационном выходе 3 вторичного преобразователя происходит тогда, когда на информационном выходе 4 вторичного преобразователя присутствует сигнал 1. При изменении направления движения индуктора 21 происходит изменение указанного соответствия. Так переход с 1 на 0 (фиг.12, t₃) на информационном выходе 3 вторичного преобразователя происходит тогда, когда на информационном выходе 4 вторичного преобразователя присутствует сигнал 0. Аналогично переход с 1 на 0 (фиг.12, t₄) на информационном выходе 4 вторичного преобразователя происходит тогда, когда на информационном выходе 3 вторичного преобразователя присутствует сигнал 1.

Вторичный преобразователь на фиг.1 с блоком первичных преобразователей на фиг.3 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 первичная обмотка 24 первого 22 первичного преобразователя положения и первичная обмотка 26 второго 23 первичного преобразователя положения, второй зажим источника 5; вторая - первый вывод вторичной обмотки 25 первого первичного преобразователя положения 22, диод 7, параллельно соединенные резистор 8 и конденсатор 10, второй вывод вторичной обмотки 25 первого первичного преобразователя положения 22; третья - первый зажим источника 5, образцовая ветвь 17, второй зажим источника 5; четвертая - первый зажим источника 5, первый зажим образцовой ветви 17, вершина образцовой ветви 17, диод 18, параллельно соединенные резистор 19 и конденсатор 20, второй зажим источника 5; пятая - первый вывод вторичной обмотки 27 второго первичного преобразователя положения 23, диод 16, параллельно соединенные резистор 13 и конденсатор 14, второй вывод вторичной обмотки 27 второго первичного преобразователя положения 23. В отрицательный полупериод ток протекает по четырем параллельным цепям: первой - второй зажим источника 5, параллельно соединенные первичная обмотка 24 первого 22 первичного преобразователя положения и первичная обмотка 26 второго 23 первичного преобразователя положения, первый зажим источника 5; второй - второй вывод вторичной обмотки 25 первого первичного преобразователя положения 22, диод 6, первый вывод вторичной обмотки 25 первого первичного преобразователя положения 22; третья - второй зажим источника 5, образцовая ветвь 17, первый зажим источника 5; четвертая - второй вывод вторичной обмотки 27 второго первичного преобразователя положения 23, диод 12, первый вывод вторичной обмотки 27 второго первичного преобразователя положения 23.

На резисторах 8, 13, 19 соответственно формируются постоянные напряжения V1, V2, V3 относительно общей шины 11. Значение первых двух напряжений (V1, V2) зависит от положения индуктора 21 относительно первичных преобразователей положения 22 и 23. Значение напряжения V3 зависит от соотношения параметров элементов, составляющих образцовую ветвь 17, а от положения индуктора 21 не зависит. Напряжения V1 и V2 поступают на первые входы соответственно первого 9 и второго 15 компараторов, на вторые входы которых подается опорный сигнал V3. В исходном состоянии, как это показано, например, на фиг.6, напряжение, снимаемое со вторичной обмотки 25 первичного преобразователя 22 положения, примерно равно напряжению, снимаемому со вторичной обмотки 27 первичного преобразователя 23 положения, так как напротив обоих первичных преобразователей 22 и 23 положения находится магнитопроводящий участок индуктора 21. Это приводит к тому, что V1=V2. Учитывая, что элементы образцовой ветви выбраны так, что в данном положении V1>V3 и V2>V3, на информационных выходах 3 и 4 вторичного преобразователя в момент времени t₀ (фиг.11) формируются сигналы 0 и О соответственно. При перемещении индуктора 21 на фиг.6 вправо в момент времени t₁ (фиг.11) индуктор занимает положение на фиг.7. При этом вторичное напряжение первичного преобразователя 23 уменьшится и V2<V3, тогда как вторичное напряжение первичного преобразователя 22 несколько увеличится (в случае, когда источник сигнала 5 является источником тока) или не изменится (в случае, когда источник сигнала 5 является источником напряжения), что приводит к формированию на информационных выходах 3 и 4 вторичного преобразователя сигналов 0 и 1 соответственно. При дальнейшем перемещении индуктора 21 на фиг.7 вправо в момент времени t₂ (фиг.11) индуктор занимает положение на фиг.8. При этом вторичное напряжение первичного преобразователя 22 уменьшится, что приводит к формированию на информационных выходах 3 и 4 вторичного преобразователя сигналов 1 и 1 соответственно. При дальнейшем перемещении индуктора на фиг.8 вправо в момент времени t₃ (фиг.11) индуктор занимает положение на фиг.9. При этом вторичное напряжение первичного преобразователя 23 дополнительно увеличивается, а первичного преобразователя 22 остается без изменений (в случае, когда источник сигнала 5 является источником напряжения) или несколько уменьшается (в случае, когда источник сигнала 5 является источником тока), что приводит к формированию на информационных выходах 3 и 4 вторичного преобразователя сигналов 1 и 0 соответственно.

Вторичный преобразователь на фиг.1 с блоком первичных преобразователей на фиг.4 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, последовательно соединенные первичная обмотка 24 первого 22 первичного преобразователя положения и первичная обмотка 26 второго 23 первичного преобразователя положения, второй зажим источника 5; вторая - первый вывод вторичной обмотки 25 первого первичного преобразователя положения 22, диод 7, параллельно соединенные резистор 8 и конденсатор 10, второй вывод вторичной обмотки 25 первого первичного преобразователя положения 22; третья - первый вывод вторичной обмотки 27 второго первичного преобразователя положения 23, диод 16, параллельно соединенные резистор 13 и конденсатор 14, второй вывод вторичной обмотки 27 второго первичного преобразователя положения 23; четвертая - первый зажим источника 5, образцовая ветвь 17, второй зажим источника 5; пятая - первый зажим источника 5, первый зажим образцовой ветви 17, вершина образцовой ветви 17, диод 18, параллельно соединенные резистор 19 и конденсатор 20, параллельно соединенные резистор 19 и конденсатор 20, второй зажим источника 5. В отрицательный полупериод ток протекает по четырем параллельным цепям: первая - второй зажим источника 5, последовательно соединенные первичная обмотка 24 первого 22 первичного преобразователя положения и первичная обмотка 26 второго 23 первичного преобразователя положения, первый зажим источника 5; вторая - второй вывод вторичной обмотки 25 первого первичного преобразователя положения 22, диод 6, первый вывод вторичной обмотки 25 первого первичного преобразователя положения 22; третья - второй вывод вторичной обмотки 27 второго первичного преобразователя положения 23, диод 12, первый вывод вторичной обмотки 27 второго первичного преобразователя положения 23; четвертая - второй зажим источника 5, образцовая ветвь 17, первый зажим источника 5. На резисторах 8, 13, 19 соответственно формируются постоянные напряжения V1, V2, V3 относительно общей шины 11. Значение первых двух напряжений (V1, V2) зависит от положения индуктора 21 относительно первичных преобразователей положения 22 и 23. Значение напряжения V3 зависит от соотношения параметров элементов, составляющих образцовую ветвь 17, а от положения индуктора 21 не зависит. Напряжения V1 и V2 поступают на первые входы соответственно первого 9 и второго 15 компараторов, на вторые входы которых подается опорный сигнал V3.

В исходном состоянии, как это показано, например, на фиг.6, напряжение, снимаемое со вторичной обмотки 25 первичного преобразователя 22 положения, примерно равно напряжению, снимаемому со вторичной обмотки 27 первичного преобразователя 23 положения, так как напротив обоих первичных преобразователей 22 и 23 положения находится магнитопроводящий участок индуктора 21. Это приводит к тому, что V1=V2. Учитывая, что элементы образцовой ветви выбраны так, что в данном положении V1>V3 и V2>V3, на информационных выходах 3 и 4 вторичного преобразователя в момент времени t₀ (фиг.11) формируются сигналы 0 и 0 соответственно. При перемещении индуктора 21 на фиг.6 вправо в момент времени t₁ (фиг.11) индуктор занимает положение на фиг.7. При этом вторичное напряжение первичного преобразователя 23 уменьшится и V2<V3, тогда как вторичное напряжение первичного преобразователя 22 несколько увеличится (в случае, когда источник сигнала 5 является источником напряжения) или не изменится (в случае, когда источник сигнала 5 является источником тока), что приводит к формированию на информационных выходах 3 и 4 вторичного преобразователя сигналов 0 и 1 соответственно. При дальнейшем перемещении индуктора 21 на фиг.7 вправо в момент времени t₂ (фиг.11) индуктор занимает положение на фиг.8. При этом вторичное напряжение первичного преобразователя 22 уменьшится, что приводит к формированию на информационных выходах 3 и 4 вторичного преобразователя сигналов 1 и 1 соответственно. При дальнейшем перемещении индуктора на фиг.8 вправо в момент времени t₃ (фиг.11) индуктор занимает положение на фиг.9. При этом вторичное напряжение первичного преобразователя 23 дополнительно увеличивается, а первичного преобразователя 22 остается без изменений (в случае, когда источник сигнала 5 является источником тока) или несколько уменьшается (в случае, когда источник сигнала 5 является источником напряжения), что приводит к формированию на информационных выходах 3 и 4 вторичного преобразователя сигналов 1 и 0 соответственно.

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 технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость".

Источники информации

1. Патент США N 3688190, НКл 324/61R, МКл G 01 R 27/26, 1972, Фиг.3.

2. Патент США N 4093915, НКл 324/60R; 324/61 QL, МКл G 01 R 27/26, 1978.

1. Датчик для многопозиционного 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 к первому и второму выходам вторичного преобразователя соответственно, первый вход которого соединен с катодом (анодом) первого диода и анодом (катодом) второго диода, катод (анод) которого подключен к первому выводу первого резистора, к первому входу первого компаратора и к первому выводу первого конденсатора, второй вывод которого соединен с анодом первого диода, со вторым выводом первого резистора, со вторым выходом вторичного преобразователя, общей шиной, анодом (катодом) третьего диода, вторым выводом второго резистора и вторым выводом второго конденсатора, первый вывод которого подключен к первому выводу второго резистора, к первому входу второго компаратора и к катоду (аноду) четвертого диода, анод (катод) которого подсоединен к второму входу вторичного преобразователя и катоду (аноду) третьего диода, выходы первого и второго компараторов подключены соответственно к первому и второму информационным выходам вторичного преобразователя, отличающийся тем, что в него введена образцовая ветвь, составленная из последовательно соединенных первого и второго двухполюсников, причем к первому и второму зажимам источника переменного во времени сигнала подключены соответственно первые выводы первого и второго двухполюсников, вторые выводы которых подсоединены к аноду (катоду) дополнительно введенного пятого диода, катод (анод) которого подключен к первым выводам дополнительно введенного третьего резистора, дополнительно введенного третьего конденсатора и к вторым входам первого и второго компараторов, вторые выводы третьего резистора и третьего конденсатора соединены со вторым зажимом источника переменного во времени сигнала.

2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что первый и второй двухполюсники образцовой ветви составлены из резистивных (индуктивных) элементов.

3. Датчик по п.1, отличающийся тем, что первый и второй двухполюсники образцовой ветви составлены соответственно из резистивного (индуктивного) и индуктивного (резистивного) элементов.

4. Датчик по п.1, отличающийся тем, что первый двухполюсник составлен из индуктивного элемента, а второй двухполюсник образцовой ветви составлен из диода, катод (анод) которого подключен к вершине образцовой ветви.

5. 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.

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 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.

7. 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 первый вывод вторичной обмотки первого и первый вывод вторичной обмотки второго независимых трансформаторных первичных преобразователей положения, у которых вторые выводы вторичных обмоток соединены с вторым входом блока первичных преобразователей положения.