Индуктивный измерительный зонд и способ работы индуктивного измерительного зонда - заявка 2016125127 на патент на изобретение в РФ

1. Индуктивный измерительный зонд, содержащий
расположенный подвижно зондовый элемент,
датчик (1) с системой (14) катушек и расположенным с возможностью сдвига относительно системы (14) катушек, соединенным с зондовым элементом, сердечником (15), при этом датчик (1) преобразует отклонение зондового элемента в аналоговый измерительный сигнал,
электрический эталонный конструктивный элемент (2), который преобразует аналоговое входное напряжение в аналоговое выходное напряжение,
управляющий блок, который создает идентичное аналоговое входное напряжение для датчика (1) и эталонного конструктивного элемента (2),
обрабатывающий блок, который из аналогового выходного напряжения эталонного конструктивного элемента (2) определяет зависимую от возмущающих воздействий величину коррекции или зависимую от возмущающих воздействий функцию коррекции, и который из измерительного сигнала и величины коррекции или функции коррекции определяет результат измерения,
схемное устройство, которое содержит датчик (1), эталонный конструктивный элемент (2), управляющий блок и обрабатывающий блок.
2. Измерительный зонд по п. 1, отличающийся тем, что эталонный конструктивный элемент (2) является трансформатором.
3. Измерительный зонд по п. 2, отличающийся тем, что трансформатор является эквивалентным трансформатором.
4. Измерительный зонд по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что эталонный конструктивный элемент (2) имеет индуктивность, которая по существу совпадает с индуктивностью датчика (1) в заданной эталонной точке.
5. Измерительный зонд по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что обрабатывающий блок снабжен усилителем (7) для измерительного сигнала датчика (1) и усилителем (8) для выходного напряжения эталонного конструктивного элемента (2).
6. Измерительный зонд по п. 5, отличающийся тем, что усилитель (7) для измерительного сигнала датчика (1) по существу совпадает с усилителем (8) для выходного напряжения эталонного конструктивного элемента (2).
7. Измерительный зонд по любому из пп. 5 или 6, отличающийся тем, что усилитель (7, 8) является малошумящим операционным усилителем.
8. Измерительный зонд по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что обрабатывающий блок снабжен фильтром (9) для измерительного сигнала датчика (1) и фильтром (10) для выходного напряжения эталонного конструктивного элемента (2).
9. Измерительный зонд по п. 8, отличающийся тем, что фильтр (9) для измерительного сигнала датчика (1) по существу совпадает с фильтром (10) для выходного напряжения эталонного конструктивного элемента (2).
10. Измерительный зонд по любому из пп. 8 или 9, отличающийся тем, что фильтры (8, 9) являются малошумящими фильтрами.
11. Измерительный зонд по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что обрабатывающий блок снабжен по меньшей мере двумя аналого-цифровыми преобразователями (11, 12) для аналогового измерительного сигнала датчика (1) и для аналогового выходного напряжения эталонного конструктивного элемента (2).
12. Способ работы индуктивного измерительного зонда, который имеет зондовый элемент, датчик (1) с системой (14) катушек и с соединенным с зондовым элементом, подвижным относительно системы (14) катушек сердечником (15), эталонный конструктивный элемент (2), который преобразует аналоговое входное напряжение в аналоговое выходное напряжение, управляющий блок, который создает идентичное аналоговое входное напряжение для датчика (1) и эталонного конструктивного элемента (2), и обрабатывающий блок, который объединяет аналоговый измерительный сигнал датчика (1) и аналоговое выходное напряжение эталонного конструктивного элемента (2) с получением результата измерения, отличающийся тем, что содержит следующие этапы способа:
регистрации измерительного сигнала с помощью датчика (1) в различные моменты измерения,
одновременной регистрации выходного напряжения эталонного конструктивного элемента (2) в каждый из моментов измерения,
образования эталонного значения или эталонной функции из выходного напряжения нескольких измерительных точек эталонного конструктивного элемента,
коррекции измерительного сигнала датчика в каждый момент измерения на зависимую от возмущающих воздействий величину коррекции, которую определяют из выходного напряжения эталонного конструктивного элемента в тот же момент измерения и из эталонного значения, или коррекции измерительного сигнала датчика в каждый момент измерения на зависимую от возмущающих воздействий функцию коррекции, которую определяют из выходного напряжения эталонного конструктивного элемента в тот же момент измерения и из эталонного значения или эталонной функции.
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что эталонное значение образуют в виде среднего значения выходных напряжений эталонного конструктивного элемента за несколько моментов измерения.
14. Способ по любому из пп. 12 или 13, отличающийся тем, что величина коррекции измерительного сигнала в момент измерения образуют в виде разницы эталонного значения и выходного напряжения эталонного конструктивного элемента в тот же момент измерения.
15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что для коррекции измерительного сигнала датчика (1) в момент измерения, определяемую в тот же момент измерения величину коррекции вычитают из измерительного сигнала.
16. Способ по любому из пп. 12-15, отличающийся тем, что измерительный сигнал датчика (1) и выходное напряжение эталонного конструктивного элемента (2) усиливают с помощью двух идентичных усилителей (7, 8), возмущающие воздействия которых являются небольшими по сравнению с возмущающими воздействиями датчика (1).
17. Способ по любому из пп. 12-16, отличающийся тем, что измерительный сигнал датчика (1) и выходное напряжение эталонного конструктивного элемента (2) фильтруют с помощью двух идентичных фильтров (9, 10), причем возмущающие воздействия фильтра определяют из выходного напряжения эталонного конструктивного элемента (2) и исключают из измерительного сигнала датчика (1).
18. Способ по любому из пп. 12-17, отличающийся тем, что измерительный сигнал датчика (1) и выходное напряжение эталонного конструктивного элемента (2) преобразуют одновременно с помощью двух идентичных аналого-цифровых преобразователей (11, 12), причем возмущающие воздействия аналого-цифровых преобразователей (11, 12) определяют из выходного напряжения эталонного конструктивного элемента (2) и исключают из измерительного сигнала датчика (1).
Наверх