Способ и узел датчика положения для определения взаимного положения между первым объектом и вторым объектом

Авторы патента:


Способ и узел датчика положения для определения взаимного положения между первым объектом и вторым объектом
Способ и узел датчика положения для определения взаимного положения между первым объектом и вторым объектом
Способ и узел датчика положения для определения взаимного положения между первым объектом и вторым объектом
Способ и узел датчика положения для определения взаимного положения между первым объектом и вторым объектом
Способ и узел датчика положения для определения взаимного положения между первым объектом и вторым объектом
Способ и узел датчика положения для определения взаимного положения между первым объектом и вторым объектом
Способ и узел датчика положения для определения взаимного положения между первым объектом и вторым объектом
Способ и узел датчика положения для определения взаимного положения между первым объектом и вторым объектом
Способ и узел датчика положения для определения взаимного положения между первым объектом и вторым объектом

 


Владельцы патента RU 2630631:

ФРИВЭЛВ АБ (SE)

Изобретение может быть использовано для определения взаимного положения между двумя объектами, в частности для определения взаимного положения между клапаном и седлом клапана в двигателе внутреннего сгорания. Способ определения взаимного положения между первым корпусом и катушкой осуществляется при помощи узла датчика положения. Узел датчика положения содержит первый корпус, катушку (11), блок управления и цепь (12) датчика. Первый корпус является взаимно перемещаемым в осевом направлении относительно катушки (11). Цепь (12) датчика содержит компаратор (15), соединенный с первым ответвлением, содержащим катушку (11), выключатель (16) питания и эталонное сопротивление (18), соединенные последовательно друг с другом. Компаратор (15) выполнен с возможностью получения и сравнения мгновенного измерительного напряжения через эталонное сопротивление (18) и мгновенного опорного напряжения, генерирования изменения состояния цифрового выходного сигнала на основе взаимного соотношения между измерительным напряжением и опорным напряжением. Способ заключается в том, что посылают восходящую ветвь импульса цифрового входного сигнала от блока управления к выключателю (16) питания для создания изменения состояния выключателя (16) питания от разомкнутого к замкнутому. В блоке управления обнаруживают первое изменение состояния выходного сигнала от компаратора (15). Определяют взаимное положение между первым корпусом (10) и катушкой (11) на основе временной задержки между восходящей ветвью импульса входного сигнала и первым изменением состояния выходного сигнала. Способ может заключаться и в том, что в блоке управления могут обнаруживать второе изменение состояния выходного сигнала. Могут определять взаимное положение между первым корпусом (10) и катушкой (11) на основе задержки между первым изменением состояния выходного сигнала и вторым изменением состояния выходного сигнала. Раскрыт узел датчика положения. Технический результат заключается в повышении точности определения взаимного положения между двумя объектами и в снижении потребления энергии. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится в целом к способу и узлу датчика положения для определения взаимного положения между первым объектом и вторым объектом. В частности, настоящее изобретение относится к способу и узлу датчика положения для определения взаимного положения между клапаном и седлом клапана в двигателе внутреннего сгорания. Узел датчика положения содержит первый корпус, катушку, блок управления и цепь датчика, при этом указанный первый корпус является взаимно перемещаемым в осевом направлении относительно указанной катушки. Цепь датчика содержит, в свою очередь, компаратор, соединенный с первым ответвлением, содержащим указанную катушку, выключатель питания и эталонное сопротивление, соединенные последовательно друг с другом.

Здесь настоящее изобретение будет описано в связи с определением взаимного положения между клапаном и седлом клапана, не ограничиваясь этим; например, настоящее изобретение может использоваться для определения взаимного положения между различными частями автоматической муфты силовой передачи в транспортном средстве и т.п., где расположение объектов, имеющих высокую скорость, должно быть определено с высокой точностью.

Предпосылки изобретения и известный уровень техники

Узлы датчика положения, выполненные с возможностью определения/следования положению клапана в цилиндре двигателя внутреннего сгорания, известны давно. Однако ранние варианты выполнения узлов датчика положения были недостаточно быстродействующими и точными для применения в связи с объектами, движущимися с очень высокой скоростью, такими как клапаны в двигателе внутреннего сгорания в автомобиле. В автомобильной промышленности существуют дополнительные требования, заключающиеся в том, что системы, которые будут использоваться, были прочными и имели высокую надежность при минимальной стоимости. В последние годы появились системы, которые содержат неподвижную катушку индуктивности/индуктор, который взаимодействует с подвижным корпусом, произведенным от электрически проводящего материала, при этом указанный подвижный корпус соединен с клапаном и движется вместе с ним.

См., например, документ US 7032549, который описывает узел датчика положения, содержащий осциллятор, первый корпус, катушку, блок управления и цепь датчика, при этом указанный первый корпус является взаимно перемещаемым в осевом направлении относительно и снаружи указанной катушки. Цепь датчика, в свою очередь, содержит компаратор, соединенный с первым ответвлением, содержащим указанную катушку, осциллятор и эталонное сопротивление, соединенные последовательно друг с другом. Когда катушка возбуждена, она выполнена с возможностью генерирования колебательного магнитного поля, которое, в свою очередь, вызывает вихревые токи в подвижном корпусе, что вызывает замыкание катушки накоротко. Степень короткого замыкания катушки изменяется пропорционально изменению взаимного перекрытия между катушкой и корпусом. Тогда компаратор определяет положение клапана на основе сдвига фаз между напряжением питания осциллятора и напряжением через эталонное сопротивление, причем сдвиг фаз увеличивается с увеличением перекрытия между катушкой и корпусом.

Однако указанному узлу датчика положения вредит недостаток, состоящий в том, что он содержит осциллятор или подобный генератор сигнала, который выдает сигнал переменного напряжения, который, собственно говоря, требует энергии, так как осциллятор непрерывно находится в действии. Кроме того, указанный способ содержит частично аналоговые сигналы, что влечет за собой то, что взаимное положение может быть определено только, собственно говоря, с низким разрешением по времени и местоположению.

Краткое описание целей изобретения

Настоящее изобретение направлено на устранение указанных выше недостатков и отказов ранее известных узлов датчика положения и обеспечение улучшенного способа и узла датчика положения для определения взаимного положения между первым объектом и вторым объектом. Главной целью изобретения является получение улучшенного способа и узла датчика положения типа, определенного во вводной части, посредством которых определение взаимного положения может быть выполнено с высокой точностью и одновременно с малым потреблением энергии.

Другой целью настоящего изобретения является получение способа, который позволяет избирательно определять расстояние между взаимно изолированными точками взаимного положения.

Другой целью настоящего изобретения является получение узла датчика положения, который полностью выполнен в цифровой форме, что дает простое и недорогое решение, которое все же позволяет определять взаимное положение с высокой точностью.

Другой целью настоящего изобретения является получение прочного и бесконтактного узла датчика положения.

Другой целью настоящего изобретения является получение узла датчика положения, который содержит немногие и недорогие компоненты.

Краткое описание признаков изобретения

Согласно изобретению, по меньшей мере, главная цель достигнута посредством способа и узла датчика положения, которые определены во вводной части и имеют признаки, определенные в независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, кроме того, определены в зависимых пунктах формулы изобретения.

В соответствии с первым объектом настоящего изобретения, предлагается способ типа, определенного посредством введения, который содержит этапы, на которых:

- посылают восходящую ветвь импульса цифрового входного сигнала от блока управления к выключателю питания для создания изменения состояния выключателя питания от разомкнутого к замкнутому,

- в блоке управления обнаруживают первое изменение состояния выходного сигнала от компаратора, и

- определяют взаимное положение между указанным первым корпусом и указанной катушкой на основе задержки между восходящей ветвью импульса входного сигнала и первым изменением состояния выходного сигнала,

или содержит этапы:

- посылают восходящую ветвь импульса цифрового входного сигнала от блока управления к выключателю питания для создания изменения состояния выключателя питания от разомкнутого к замкнутому,

- в блоке управления обнаруживают первое изменение состояния выходного сигнала от компаратора,

- в блоке управления обнаруживают второе изменение состояния указанного выходного сигнала, и

- определяют взаимное положение между указанным первым корпусом и указанной катушкой на основе задержки между первым изменением состояния выходного сигнала и вторым изменением состояния выходного сигнала.

В соответствии со вторым объектом настоящего изобретения, получен узел датчика положения, цепь датчика которого содержит:

- первое ответвление, содержащее указанную катушку, эталонное сопротивление и выключатель питания, имеющий вход, функционально соединенный с указанным блоком управления для приема индивидуальных импульсов цифрового входного сигнала, и

- компаратор, который соединен с указанным первым ответвлением через первый вход для получения мгновенного измерительного напряжения через эталонное сопротивление, и который также содержит второй вход для получения мгновенного опорного напряжения и выход, функционально соединенный с указанным блоком управления для выдачи изменений индивидуального состояния цифрового выходного сигнала на основе взаимного отношения между указанным измерительным напряжением и указанным опорным напряжением.

Таким образом, настоящее изобретение основано на понимании того, что при использовании индивидуальных импульсов цифрового входного сигнала, а также индивидуальных импульсов цифрового выходного сигнала, вызванных ими, получена возможность определения взаимного положения между первым объектом и вторым объектом с большим разрешением по времени и местоположению, а также малым потреблением энергии.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, указанное первое изменение состояния выходного сигнала от компаратора представляет собой восходящую ветвь импульса цифрового выходного сигнала, и указанное второе изменение состояния выходного сигнала от компаратора представляет собой нисходящую ветвь указанного импульса цифрового выходного сигнала.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, цепь датчика узла датчика положения содержит ответвление обратной связи, соединенное между выходом компаратора и вторым входом компаратора. Это означает, что при изменении состояния выходного сигнала от компаратора определение взаимного положения облегчается вследствие обеспечиваемого изменения состояния, и многочисленные быстрые изменения состояния, вызванные электрическими помехами и т.д., устраняются.

Предпочтительно, первый корпус узла датчика положения является перемещаемым в осевом направлении внутри катушки. Это влечет за собой то, что катушкой, имеющей заданную индуктивность при заданной мощности возбуждения, может быть достигнуто более сильное изменение индуктивности и, таким образом, лучшая взаимозависимость между сигналом и шумом.

Другие преимущества и признаки изобретения очевидны из других зависимых пунктов формулы изобретения, а также из следующего подробного описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения.

Краткое описание чертежей

Более полное понимание указанных выше и других признаков и преимуществ настоящего изобретения будут пояснены в нижеследующем подробном описании предпочтительных вариантов осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг. 1 - схематический вид сечения клапана, соединенного с узлом датчика положения согласно изобретению, когда клапан находится в закрытом состоянии,

фиг. 2 - схематический вид сечения клапана, показанного на фиг. 1, когда клапан находится в открытом состоянии,

фиг. 3 - схематическое представление цепи датчика в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения,

фиг. 4 - схематическое представление цепи датчика в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения,

фиг. 5 - схематическое представление цепи датчика в соответствии с третьим вариантом осуществления изобретения,

фиг. 6 - схематическое представление цепи датчика в соответствии с четвертым вариантом осуществления изобретения,

фиг. 7 - схематическое представление цепи датчика в соответствии с пятым вариантом осуществления изобретения, и

фиг. 8 - схематическое представление цепи датчика в соответствии с шестым вариантом осуществления изобретения.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

В первую очередь сделаны ссылки на фиг. 1 и 2, которые показывают пример варианта применения настоящего изобретения. Настоящее изобретение относится в целом к способу и узлу датчика положения для определения взаимного положения между первым объектом 1 и вторым объектом 2. В варианте, показанном на фиг. 1 и 2, указанным первым объектом является клапан 1, и указанным вторым объектом является седло 2 клапана, которые находятся в двигателе внутреннего сгорания. Далее здесь настоящее изобретение будет описано в связи с определением взаимного положения между клапаном 1 и седлом 2 клапана без ограничения этим. Клапан 1 является взаимно перемещаемым в осевом направлении между закрытым положением, показанным на фиг. 1, и открытым положением, показанным на фиг. 2. Следует отметить, что клапан 1 может быть впускным клапаном, а также выпускным клапаном в одном из цилиндров двигателя внутреннего сгорания.

Клапан 1 имеет шток 3 клапана и головку 4 клапана. Шток 3 клапана проходит через уплотнитель 5 штока клапана и направляется им, и головка 4 клапана выполнена с возможностью взаимодействия с указанным седлом 2 клапана для, соответственно, поочередного пропускания и предотвращения пропускания газа. Уплотнитель 5 штока клапана скомпонован в сквозном отверстии в стационарной части 6 двигателя внутреннего сгорания. Клапан 1, предпочтительно, может перемещаться посредством пневматического и/или гидравлического привода (не показан), который воздействует на верхний конец 7 штока 3 клапана 1 для смещения клапана 1 из его закрытого положения в его открытое положение. Кроме того, двигатель внутреннего сгорания, предпочтительно, содержит обычную, показанную схематично, пружину 8 клапана, которая выполнена с возможностью возвращения клапана 1 из его открытого положения в его закрытое положение. Пружина 8 клапана воздействует ее нижним концом прямо или опосредованно на стационарную часть 6 двигателя внутреннего сгорания и верхним ее концом на несущий элемент 9 или держатель клапанной пружины, который соединен со штоком 3 клапана в районе его верхнего конца 7.

Узел датчика положения выполнен с возможностью определения взаимного положения между клапаном 1 и седлом 2 клапана, то есть, определения местоположения клапана 1 и того, до какой степени отверстие клапана седла 2 клапана открыто или, другими словами, существующей высоты подъема клапана.

Теперь также будут сделаны ссылки на фиг. 3, которая показывает схематическое представление цепи датчика в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения. Узел датчика положения содержит первый корпус 10, соединенный с указанным клапаном 1, катушку или катушку 11 индуктивности, соединенную с указанным седлом 2 клапана, блок управления (не показан) и цепь датчика, обозначенную в целом ссылочной позицией 12. Блок управления представляет собой блок, который считывает инструкции, интерпретирует их и затем выдает необходимые инструкции другому блоку.

Первый корпус 10 является электрически проводящим корпусом, предпочтительно, выполненным из немагнитного металла, такого как алюминий. Однако предполагается, что указанный первый корпус 10 может быть выполнен из магнитного металла, например из прессованного железного порошка. Следует отметить, что первый корпус 10, предпочтительно, соединен с несущим элементом 9, или несущий элемент 9 является частью указанного первого корпуса 10. Указанный первый корпус 10 является взаимно перемещаемым в осевом направлении относительно указанной катушки 11, и указанный первый корпус 10, предпочтительно, может перемещаться в осевом направлении радиально внутри катушки 11. В показанном варианте осуществления изобретения первый корпус 10 состоит из сегмента трубы, который имеет наружный диаметр 25 мм и который расположен концентрически относительно штока 3 клапана, при этом пружина 8 клапана расположена радиально внутри указанного первого корпуса 10.

Катушка 11 в показанном варианте осуществления изобретения расположена на опорной поверхности 13 стакана 14, который соединен со стационарной частью 6 двигателя внутреннего сгорания. Стакан 14, опорная поверхность 13 и катушка 11, предпочтительно, расположены концентрически относительно штока 3 клапана. Катушка 11, предпочтительно, выполнена из меди и содержит, например, 44 витка, имеющих внутренний диаметр 28 мм.

Цепь 12 датчика содержит первое ответвление и компаратор 15. Первое ответвление цепи 12 датчика содержит указанную катушку 11, выключатель 16 питания, имеющий вход 17, функционально соединенный с указанным блоком управления для ввода индивидуальных импульсов цифрового входного сигнала, и эталонное сопротивление 18, при этом катушка 11, выключатель 16 питания и эталонное сопротивление 18 последовательно соединены друг с другом. Кроме того, указанное первое ответвление соединено между источником 19 напряжения и заземлением, при этом указанный источник 19 напряжения, предпочтительно, имеет напряжение, составляющее приблизительно +5 В. Следует отметить, что указанная катушка может состоять из двух катушек, соединенных последовательно, при этом первая катушка принадлежит первому клапану, и вторая катушка принадлежит второму клапану при условии, что первый клапан и второй клапан не образуют накладывающиеся кривые высоты подъема клапана.

Компаратор 15 цепи 12 датчика соединен с указанным первым ответвлением через первый вход 20 для получения мгновенного измерительного напряжения через эталонное сопротивление 18 и содержит второй вход 21 для получения мгновенного опорного напряжения и выход 22, функционально соединенный с указанным блоком управления для выдачи изменений индивидуального состояния цифрового выходного сигнала.

Компаратор 15 выполнен с возможностью получения и сравнения мгновенного измерительного напряжения через эталонное сопротивление 18 и мгновенного опорного напряжения и выполнен с возможностью генерирования изменения состояния цифрового выходного сигнала на основе взаимного соотношения между измерительным напряжением и опорным напряжением. Изменение состояния цифрового выходного сигнала от выхода 22 компаратора 15 генерируется, когда измерительное напряжение и опорное напряжение взаимно изменяют порядок величины, то есть взаимно меняют порядок относительно наибольшей из них величины.

Узел датчика положения работает следующим образом. Когда клапан 1 смещен относительно седла 2 клапана для впуска или выпуска газа из цилиндра двигателя внутреннего сгорания, первый корпус 10 также смещается относительно катушки 11. Когда перекрытие между первым корпусом 10 и катушкой 11 увеличивается, время, истекающее для изменения измерительного напряжения, которое будет изменяться на заданную величину, уменьшается в пропорции к ней вследствие замыкания накоротко катушки 11 в разных степенях посредством столкновения с первым корпусом 10. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, продолжительность изменения составляет приблизительно 5,5 мкс при перекрытии 0 мм, приблизительно 4,0 мкс при 5-миллиметровом перекрытии и приблизительно 2,8 мкс при 10-миллиметровом перекрытии. Измерительное напряжение через эталонное сопротивление 18 изменяется, когда изменяется напряжение через катушку 11, и напряжение через катушку 11 изменяется как следствие изменения состояния выключателя 16 питания из разомкнутого в замкнутое состояние.

В пределах общего объема идеи настоящего изобретения указанная продолжительность изменения может быть определена в соответствии с двумя способами, при этом указанные способы дают последовательное усовершенствование известного уровня техники, но являются способами реализации одной фундаментальной идеи, которые не следует определять однозначно.

В соответствии с первым способом, способ согласно изобретению содержит этапы: передачи данных о восходящей ветви или положительной ветви импульса цифрового входного сигнала от блока управления к выключателю 16 питания для создания изменения состояния выключателя 16 питания от разомкнутого к замкнутому; обнаружения блоком управления изменения первого состояния выходного сигнала от компаратора 15 и; определения взаимного положения между указанным первым корпусом 10 и указанной катушкой 11 на основе временной задержки между восходящей ветвью импульса входного сигнала и первым изменением состояния выходного сигнала. Определение указанного взаимного положения может осуществляться указанным блоком управления или в другом компоненте, который функционально соединен с блоком управления.

В соответствии со вторым способом, способ согласно изобретению содержит этапы: передачи данных о восходящей ветви импульса цифрового входного сигнала от блока управления к выключателю 16 питания для создания изменения состояния выключателя 16 питания из разомкнутого в замкнутое; обнаружения блоком управления изменения первого состояния выходного сигнала от компаратора 15; обнаружения блоком управления второго изменения состояния указанного выходного сигнала и; определения взаимного положения между указанным первым корпусом 10 и указанной катушкой 11 на основе временной задержки между первым изменением состояния выходного сигнала и вторым изменением состояния выходного сигнала. Определение указанного взаимного положения может осуществляться указанным блоком управления или другим компонентом, который функционально соединен с блоком управления.

Указанный выше первый способ основан на структуре цепи датчика, основанной на существовании временной задержки между восходящей ветвью импульса входного сигнала и первым изменением состояния выходного сигнала. Указанный выше второй способ, вместо этого, основан на структуре цепи датчика, основанной на существовании восходящей ветви импульса входного сигнала и изменения первого состояния выходного сигнала одновременно.

Предпочтительно, указанное первое изменение выходного сигнала от компаратора 15 является восходящей ветвью импульса цифрового выходного сигнала, и указанное второе изменение состояния выходного сигнала от компаратора 15 является нисходящей ветвью указанного импульса цифрового выходного сигнала.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, указанный выше первый способ также содержит этап, основанный на обнаружении указанного изменения первого состояния выходного сигнала от компаратора 15, направления данных о нисходящей ветви или отрицательной ветви указанного импульса цифрового входного сигнала от блока управления к выключателю 16 питания для создания изменения состояния выключателя 16 питания от замкнутого состояния в разомкнутое. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, указанный выше второй способ также содержит этап, основанный на обнаружении указанного второго изменения состояния выходного сигнала от компаратора 15, направления данных о нисходящей ветви указанного импульса цифрового входного сигнала от блока управления к выключателю 16 питания для создания изменения состояния выключателя 16 питания от замкнутого состояния в разомкнутое. Другими словами, продолжительность импульса цифрового входного сигнала должна поддерживаться насколько возможно короткой для экономии энергии.

Большое преимущество настоящего изобретения состоит в том, что определение взаимного положения между клапаном 1 и седлом 2 клапана может быть выбрано только тогда, когда существует необходимость определения взаимного положения, то есть, когда клапан 1 находится в движении. Движение клапана 1 основано на движении коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания в нормальном двигателе внутреннего сгорания в движении при приблизительно 1/2 полного оборота при вращении коленчатого вала. В течение промежутка времени, когда клапан 1 находится в движении, определение положения клапана 1, предпочтительно, осуществляется один раз в ходе поворота коленчатого вала, то есть приблизительно 180 раз в ходе одного оборота коленчатого вала. Однако следует отметить, что взаимное положение между клапаном 1 и седлом 2 клапана также может быть определено, когда клапан 1 не находится в движении, например когда клапан 1 находится в контакте с седлом 2 клапана, среди прочего, для калибровки узла датчика положения.

Далее здесь будет описано несколько вариантов выполнения цепи 12 датчика узла датчика положения, для которых общим является то, что цепь 12 датчика содержит второе ответвление, соединенное между источником 19 напряжения и заземлением и содержащее первое опорное сопротивление 23 и второе опорное сопротивление 24, которые соединены последовательно друг с другом, второй вход 21 компаратора 15, соединенный с указанным вторым ответвлением в точке, расположенной между указанным первым опорным сопротивлением 23 и указанным вторым опорным сопротивлением 24. Кроме того, первый вход 20 компаратора 15 соединен с указанным первым ответвлением в точке, расположенной между указанным эталонным сопротивлением 18 и катушкой 11.

Для выполнения функций в соответствии с указанным выше первым способом цепь 12 датчика, например, может быть выполнена, как показано на фиг. 4, которая показывает схематическое представление цепи 12 датчика в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения, или как показано на фиг. 5, которая показывает схематическое представление цепи 12 датчика в соответствии с третьим вариантом осуществления изобретения. Общим для этих вариантов осуществления изобретения является то, что катушка 11 расположена между источником 19 напряжения и точкой в первом ответвлении, которое соединено с первым входом 20 компаратора 15. Следует отметить, что положение выключателя 16 питания относительно катушки 11 и эталонного сопротивления 18 является свободно избирательным. В третьем варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 5, цепь 12 датчика содержит, в дополнение к тому, что показано во втором варианте осуществления изобретения на фиг. 4, ответвление 25 обратной связи или ответвление усиления, соединенное между выходом 22 компаратора 15 и вторым входом 21 компаратора 15 для обеспечения изменения состояния выходного сигнала компаратора 15 для исключения многочисленных быстрых изменений состояния, вызванных электрическими помехами и т.д.

Для выполнения функций в соответствии с указанным выше вторым способом цепь 12 датчика, например, может быть выполнена, как показано на фиг. 6, которая показывает схематическое представление цепи 12 датчика в соответствии с четвертым вариантом осуществления изобретения, или в соответствии с фиг. 7, которая показывает схематическое представление цепи 12 датчика в соответствии с пятым вариантом осуществления изобретения. Общим в этих вариантах осуществления изобретения является то, что эталонное сопротивление 18 расположено между источником 19 напряжения и точкой в первом ответвлении, которое соединено с первым входом 20 компаратора 15. Следует отметить, что положение выключателя 16 питания относительно катушки 11 и эталонного сопротивление 18 является свободно избирательным. В четвертом варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 6, цепь 12 датчика содержит, в дополнение к тому, что показано в пятом варианте осуществления изобретения в соответствии с фиг. 7, ответвление 25 обратной связи или ответвление усиления, соединенное между выходом 22 компаратора 15 и вторым входом 21 компаратора 15.

На фиг. 8 показано схематическое представление цепи 12 датчика в соответствии с шестым вариантом осуществления изобретения, при этом указанная цепь датчика приспособлена для выполнения функций в соответствии с указанным выше вторым способом. В этом варианте осуществления изобретения цепь датчика содержит ответвление 25 обратной связи или ответвление усиления, соединенное между выходом 22 компаратора 15 и первым входом 20 компаратора 15, и эталонное сопротивление 18 расположено между источником 19 напряжения и точкой в первом ответвлении, которое соединено с первым входом 20 компаратора 15. Кроме того, выключатель 16 питания расположен смежно с заземлением, а цепь 12 датчика содержит сопротивление 26 синхронизации, которое соединено параллельно через выключатель 16 питания, при этом каждое первое ответвление и второе ответвление цепи 12 датчика последовательно соединено с сопротивлением 26 синхронизации, а также с выключателем 16 питания.

Выполнимые модификации изобретения

Изобретение не ограничено только вариантами его осуществления, которые описаны выше и показаны на чертежах и которые приведены только в иллюстративных и примерных целях. Эта заявка на патент предусматривает охват всех приспособлений и вариантов описанных здесь предпочтительных вариантов осуществления изобретения и, следовательно, настоящее изобретение определено формулировками прилагаемой формулы изобретения, и оборудование может соответственно модифицироваться всеми выполнимыми способами в рамках прилагаемой формулы изобретения.

Также следует отметить, что вся информация, относящаяся к терминам, таким как «указанные над, под, верхний, нижний и т.д.», должна интерпретироваться/читаться в связи с оборудованием, ориентированным в связи с фигурами, при этом чертежи ориентированы таким образом, что ссылочные позиции могут читаться надлежащим образом. Соответственно, такие термины только указывают взаимные положения в показанных вариантах осуществления изобретения, при этом взаимные положения могут быть изменены, если оборудование согласно изобретению имеет другую конструкцию/конструктивное исполнение.

Следует отметить, что даже если явно не упомянуто, что признаки одного конкретного варианта осуществления изобретения могут сочетаться с признаками другого варианта осуществления изобретения, и это должно быть расценено как очевидное, если возможно.

1. Способ определения взаимного положения между первым корпусом (10) и катушкой (11) при помощи узла датчика положения, который содержит указанный первый корпус (10), указанную катушку (11), блок управления и цепь (12) датчика, причем указанный первый корпус (10) является взаимно перемещаемым в осевом направлении относительно указанной катушки (11), при этом цепь (12) датчика содержит компаратор (15), соединенный с первым ответвлением, содержащим указанную катушку (11), выключатель (16) питания и эталонное сопротивление (18), соединенные последовательно друг с другом, при этом компаратор (15) выполнен с возможностью получения и сравнения мгновенного измерительного напряжения через эталонное сопротивление (18) и мгновенного опорного напряжения, и выполнен с возможностью генерирования изменения состояния цифрового выходного сигнала на основе взаимного соотношения между измерительным напряжением и опорным напряжением, при этом способ содержит этапы, на которых:

- посылают восходящую ветвь импульса цифрового входного сигнала от блока управления к выключателю (16) питания для создания изменения состояния выключателя (16) питания от разомкнутого к замкнутому,

- в блоке управления обнаруживают первое изменение состояния выходного сигнала от компаратора (15), и

- определяют взаимное положение между указанным первым корпусом (10) и указанной катушкой (11) на основе временной задержки между восходящей ветвью импульса входного сигнала и первым изменением состояния выходного сигнала,

или содержит этапы, на которых:

- посылают восходящую ветвь импульса цифрового входного сигнала от блока управления к выключателю (16) питания для создания изменения состояния выключателя (16) питания от разомкнутого к замкнутому,

- в блоке управления обнаруживают первое изменение состояния выходного сигнала от компаратора (15),

- в блоке управления обнаруживают второе изменение состояния указанного выходного сигнала, и

- определяют взаимное положение между указанным первым корпусом (10) и указанной катушкой (11) на основе задержки между первым изменением состояния выходного сигнала и вторым изменением состояния выходного сигнала.

2. Способ по п. 1, в котором указанное первое изменение состояния выходного сигнала от компаратора (15) является восходящей ветвью импульса цифрового выходного сигнала, и в котором указанное второе изменение состояния выходного сигнала от компаратора (15) является нисходящей ветвью указанного импульса цифрового выходного сигнала.

3. Способ по п. 1, в котором способ, в дополнение к этапам, на которых:

- посылают восходящую ветвь импульса цифрового входного сигнала от блока управления к выключателю (16) питания для создания изменения состояния выключателя (16) питания от разомкнутого к замкнутому,

- в блоке управления обнаруживают первое изменение состояния выходного сигнала от компаратора (15), и

- определяют взаимное положение между указанным первым корпусом (10) и указанной катушкой (11) на основе временной задержки между восходящей ветвью импульса входного сигнала и первым изменением состояния выходного сигнала,

также содержит этап, на котором:

- на основе обнаружения указанного первого изменения состояния выходного сигнала от компаратора (15) посылают нисходящую ветвь указанного импульса входного цифрового сигнала от блока управления к выключателю (16) питания для создания изменения состояния выключателя (16) питания от замкнутого в разомкнутое.

4. Способ по п. 1 или 2, в котором способ в дополнение к этапам, на которых:

- посылают восходящую ветвь импульса цифрового входного сигнала от блока управления к выключателю (16) питания для создания изменения состояния выключателя (16) питания из разомкнутого в замкнутое,

- в блоке управления обнаруживают первое изменение состояния выходного сигнала от компаратора (15),

- в блоке управления обнаруживают второе изменение состояния указанного выходного сигнала, и

- определяют взаимное положение между указанным первым корпусом (10) и указанной катушкой (11) на основе временной задержки между первым изменением состояния выходного сигнала и вторым изменением состояния выходного сигнала,

также содержит этап, на котором:

- на основе обнаружения указанного второго изменения состояния выходного сигнала от компаратора (15) посылают нисходящую ветвь указанного импульса цифрового входного сигнала от блока управления к выключателю (16) питания для создания изменения состояния выключателя (16) питания от замкнутого в разомкнутое.

5. Узел датчика положения для определения взаимного положения между первым объектом (1) и вторым объектом (2), при этом узел датчика положения содержит:

первый корпус (10), соединяемый с указанным первым объектом (1), катушку (11), соединяемую с указанным вторым объектом (2), блок управления и цепь (12) датчика, при этом указанный первый корпус (10) является взаимно перемещаемым в осевом направлении относительно указанной катушки (11),

при этом цепь (12) датчика содержит:

первое ответвление, содержащее указанную катушку (11), выключатель (16) питания, имеющий вход, функционально соединенный с указанным блоком управления для приема индивидуальных импульсов цифрового входного сигнала, и эталонное сопротивление (18), при этом катушка (11), выключатель (16) питания и эталонное сопротивление (18) последовательно соединены друг с другом,

компаратор (15), который соединен с указанным первым ответвлением через первый вход (20) для получения мгновенного измерительного напряжения через эталонное сопротивление (18) и который также содержит второй вход (21) для получения мгновенного опорного напряжения и выход (22), функционально соединенный с указанным блоком управления для выдачи изменений индивидуального состояния цифрового выходного сигнала на основе взаимного соотношения между указанным измерительным напряжением и указанным опорным напряжением.

6. Узел датчика положения по п. 5, в котором цепь (12) датчика содержит ответвление (25) обратной связи, соединенное между выходом (22) компаратора (15) и вторым входом (21) компаратора (15).

7. Узел датчика положения по п. 5 или 6, в котором первое ответвление цепи (12) датчика соединено между источником (19) напряжения и заземлением, и в котором цепь (12) датчика содержит второе ответвление, которое соединено между источником (19) напряжения и заземлением и которое содержит первое опорное сопротивление (23) и второе опорное сопротивление (24), которые соединены последовательно друг с другом, при этом второй вход (21) компаратора (15) соединен с указанным вторым ответвлением в точке, расположенной между указанным первым опорным сопротивлением (23) и указанным вторым опорным сопротивлением (24).

8. Узел датчика положения по п. 7, в котором выключатель (16) питания расположен смежно с заземлением.

9. Узел датчика положения по п. 8, в котором цепь (12) датчика содержит сопротивление (26) синхронизации, которое соединено параллельно через выключатель (16) питания, при этом каждое из первого ответвления и второго ответвления цепи (12) датчика последовательно соединены с сопротивлением (26) синхронизации, а также с выключателем (16) питания.

10. Узел датчика положения по любому из пп. 5 и 6, 8, 9, в котором указанный первый корпус (10) является электрически проводящим корпусом, предпочтительно, выполненным из алюминия.

11. Узел датчика положения по любому из пп. 5 и 6, 8, 9, в котором указанный первый корпус (10) является перемещаемым в осевом направлении внутри катушки (11).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля положения движущихся металлических частей роторных машин в энергетике, турбонасосных агрегатов в нефтегазовой промышленности и других областях.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля линейных перемещений и вибраций различных механических узлов и оборудования.

Изобретение относится к общей области осаждения керамических покрытий, создающих термические барьеры, на детали горячей части газовых турбин, таких, например, как турбореактивные двигатели.

Использование: для контроля за трещинами. Сущность изобретения заключается в том, что на расстоянии 10-20 мм от сечения элемента, в котором располагается трещина, наклеивают тензорезисторы справа и слева от трещины на обеих боковых стенках элемента таким образом, чтобы 2-3 тензорезистора располагались по длине трещины перпендикулярно трещине, и 2-3 тензорезистора располагались выше видимой вершины трещины.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, в системе управления электрогидравлических и электромеханических приводов летательных аппаратов.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерений перемещений элементов конструкции. Сущность: датчик снабжен двумя диэлектрическим основаниями, подвижно соединенными между собой двумя упругими элементами, между которыми вдоль продольных осей оснований на поверхности первого основания расположен первый контактный элемент, выполненный в виде зигзагообразного печатного проводника из материала с высоким удельным сопротивлением, и второй контактный элемент, выполненный в виде токопроводящей упругой пластины, один конец которой жестко закреплен на изоляционной поверхности первого основания со стороны первого конца печатного проводника.

Использование: для изготовления датчиков деформации, силы, давления, перемещения, вибрации. Сущность изобретения заключается в том, что тензорезистор включает диэлектрическую подложку с нанесенной тензочувствительной пленкой из Sm1-xEuxS, где 0,22≤x≤0,5.

Использование: для контроля линейных перемещений. Сущность изобретения заключается в том, что потенциометрический датчик линейных перемещений содержит подвижную каретку с двумя токосъемниками, которая перемещается по двум направляющим под воздействием уплотненного по наружной поверхности штока, соединенного с контролируемым объектом, и корпуса с двумя резистивными элементами, при этом в нем подвижная каретка с двумя токосъемниками связана механически со штоком посредством безлюфтового развязывающего узла, повышающего надежность и позволяющего более точно преобразовать величину линейного перемещения контролируемого объекта в изменение значения сопротивления потенциометрического датчика линейного перемещения с нормализованным усилием страгивания на большем рабочем ходе и с обеспечением защиты от влаги и посторонних частиц.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения линейных и угловых перемещений. Основная область применения: датчики положения в системах магнитного подвеса ротора.

Группа изобретений относится к измерительной технике. Сущность: определяют значения активной и индуктивной компонент напряжения на обмотке датчика в широком диапазоне частот.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) с электромагнитным механизмом газораспределения. Механизм газораспределения поршневого ДВС включает в себя клапан (1) впуска, клапан (2) выпуска, седла (3), (4) и направляющие (6) клапанов, установленные в головке (7) блока (8) цилиндра двигателя.

Изобретение может быть использовано в устройствах управления клапанами газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания. Электромагнитная система управления клапанами механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания содержит корпус (1), в котором расположены верхний и нижний электромагниты (2) и (3), коаксиально которым расположены пружины (4) и (5), установленные с внутренней стороны электромагнитов (2) и (3).
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления резонансными электромагнитными приводами. .

Изобретение относится к поршневым двигателям внутреннего сгорания (ДВС), а более конкретно к устройствам электромагнитного привода клапанов в газораспределительном механизме, который работает без распределительного вала.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способу управления выбегом двигателя внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к области автомобилестроения и может быть использовано в системе газораспределения двигателей внутреннего сгорания, в том числе дизельных, для управления движением или корректировки положения как впускных, так и выпускных клапанов.

Изобретение относится к испытательной и контрольно-измерительной технике. .
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к газораспределительным механизмам, и может быть использовано в приводах клапанов механизма газораспределения.
Наверх