новая папка / 4006637

4006637-Desc-ru var ctx = "/emtp"; The translation is almost like a human translation. The translation is understandable and actionable, with all critical information accurately transferred. Most parts of the text are well written using a language consistent with patent literature. The translation is understandable and actionable, with most critical information accurately transferred. Some parts of the text are well written using a language consistent with patent literature. The translation is understandable and actionable to some extent, with some critical information accurately transferred. The translation is not entirely understandable and actionable, with some critical information accurately transferred, but with significant stylistic or grammatical errors. The translation is absolutely not comprehensible or little information is accurately transferred. Please first refresh the page with "CTRL-F5". (Click on the translated text to submit corrections)

Patent Translate Powered by EPO and Google

French

German

  Albanian

Bulgarian

Croatian

Czech

Danish

Dutch

Estonian

Finnish

Greek

Hungarian

Icelandic

Italian

Latvian

Lithuanian

Macedonian

Norwegian

Polish

Portuguese

Romanian

Serbian

Slovak

Slovene

Spanish

Swedish

Turkish

  Chinese

Japanese

Korean

Russian

      PDF (only translation) PDF (original and translation)

Please help us to improve the translation quality. Your opinion on this translation: Human translation

Very good

Good

Acceptable

Rather bad

Very bad

Your reason for this translation: Overall information

Patent search

Patent examination

FAQ Help Legal notice Contact УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.

РћРџРРЎРђРќРР• РЗОБРЕТЕНРРЇ US4006637A[]

ПРЕДПОСЫЛКРСОЗДАНРРЇ РЗОБРЕТЕНРРЇ BACKGROUND OF THE INVENTION 1.

Область изобретения Field of the Invention Настоящее изобретение относится к электромеханическим датчикам перемещения и, более конкретно, к электромеханическим датчикам перемещения без трения для измерений с длинным ходом, таким как линейные регулируемые дифференциальные трансформаторы и электроемкостные датчики. The present invention relates to electro-mechanical displacement transducers and more particularly to frictionless electro-mechanical displacement transducers for long stroke measurements such as linear variable differential transformers and electro-capacitance transducers. 2.

Описание предшествующего СѓСЂРѕРІРЅСЏ техники Description of the Prior Art Хорошо известны РґРІР° основных типа преобразователей для обнаружения механического смещения или С…РѕРґР° РІ РІРёРґРµ электрических сигналов. Two general types of transducers for detecting a mechanical displacement or stroke in the form of electrical signals are well known. Первый известный тип электромеханического преобразователя представляет СЃРѕР±РѕР№ линейный регулируемый дифференциальный трансформатор. A first known type of electro-mechanical transducer is a linear variable differential transformer. Линейные регулируемые дифференциальные трансформаторы обладают превосходной точностью Рё разрешением. Однако РёС… измеряемые С…РѕРґС‹ или смещения ограничены определенной величиной РёР·-Р·Р° принципа РёС… действия. The linear variable differential transformers have excellent accuracy and resolution. However, their measurable strokes or displacements are restricted to a certain amount due to their principle of operation. Второй известный тип электромеханического преобразователя представляет СЃРѕР±РѕР№ электроемкостной преобразователь. Р’ этих преобразователях теперь доступны измерения С…РѕРґР° более 2000 РјРј, РЅРѕ РёС… разрешающая способность РїСЂРё обнаружении механического смещения или С…РѕРґР° составляет всего 0,25% или около того. РћР±Р° типа электромеханических датчиков перемещения, упомянутых выше, обычно работают успешно, РЅРѕ РїСЂРё измерении длинного С…РѕРґР° или перемещения РјС‹ РЅРµ были удовлетворены РёС… характеристиками СЃ точки зрения точности Рё разрешения. A second known type of electro-mechanical transducer is an electro-capacitance transducer. In these transducers measurable strokes beyond 2000 mm are now available, but their resolution of detecting mechanical displacement or stroke is only 0.25% or so. Both types of electro-mechanical displacement transducers mentioned above work usually successfully, but in a long stroke or displacement measurement we have not been satisfied with their performances from the viewpoint of accuracy and resolution. Задачей изобретения является создание электромеханического преобразователя смещения СЃ новым принципом работы Рё СЃ датчиком, который проще РІ изготовлении Рё более универсален, чем известные предшествующие устройства. An object of the invention is to provide an electro-mechanical displacement transducer apparatus with a new principle of operation, and having a probe which is easier to fabricate and more versatile than known previous devices. Еще РѕРґРЅР° цель состоит РІ том, чтобы предоставить такое устройство, РІ котором механическое смещение обнаруживается РІ РІРёРґРµ электрической задержки распространения сигнала напряжения РЅР° Р·РѕРЅРґРµ, причем эта задержка может быть закодирована РїРѕ времени СЃ помощью тактового генератора. A further object is to provide such an apparatus in which mechanical displacement is detected in the form of electric propagation delay of a voltage waveform on the probe, which delay may be time-coded by a clock oscillator. Еще РѕРґРЅРѕР№ задачей является создание такого устройства, которое устраняет вышеупомянутые проблемы известных типов электромеханических датчиков перемещения. A further object is to provide such an apparatus which eliminates the above-mentioned problems of the known types of electro-mechanical displacement transducers. СУЩНОСТЬ РЗОБРЕТЕНРРЇ SUMMARY OF THE INVENTION Электромеханические датчики смещения РїРѕ настоящему изобретению преодолевают недостатки, присущие РѕР±РѕРёРј рассмотренным выше типам датчиков предшествующего СѓСЂРѕРІРЅСЏ техники. Р—РѕРЅРґ преобразователя РїРѕ настоящему изобретению представляет СЃРѕР±РѕР№ своего СЂРѕРґР° распределенную постоянную цепь, РїРѕРґРѕР±РЅСѓСЋ линии передачи, РЅР° которой равномерно распределены шунтирующая емкость Рё последовательная индуктивность. Скорость распространения сигнала напряжения РЅР° единицу длины РїСЂРѕР±РЅРёРєР° РїРѕ настоящему изобретению должна определяться шунтирующей емкостью Рё последовательной индуктивностью РЅР° единицу длины РїСЂРѕР±РЅРёРєР° РїРѕ настоящему изобретению. Р’ РїСЂРѕР±РЅРёРєРµ РїРѕ настоящему изобретению шунтирующая емкость или последовательная индуктивность, распределенные РїРѕ всему РїСЂРѕР±РЅРёРєСѓ, частично изменяются РІ соответствии СЃ механическим смещением. Следовательно, скорость распространения сигнала напряжения, проходящего вдоль Р·РѕРЅРґР° РїРѕ настоящему изобретению, частично изменяется, Рё должно быть введено отражение сигнала напряжения. Длительность между моментом подачи импульса РЅР° передающий конец Р·РѕРЅРґР° Рё РїСЂРёС…РѕРґРѕРј отраженной волны РЅР° передающий конец Р·РѕРЅРґР° РїРѕ настоящему изобретению измеряется СЃ помощью метода временного кодирования предшествующего СѓСЂРѕРІРЅСЏ техники. The electro-mechanical displacement transducers of the present invention overcome the disadvantages inherent in both of the above-discussed types of prior art transducers. The probe of the transducer of the present invention is a kind of distributed constant circuit, like a transmission line, on which the shunt capacitance and series inductance are uniformly distributed. The propagation velocity of a voltage waveform per unit length of the probe of the present invention is to be determined by the shunt capacitance and series inductance per unit length of the probe of the present invention. In the probe of the present invention, the shunt capacitance or series inductance distributed throughout the probe changes partially according to the mechanical displacement. Therefore the propagation velocity of a voltage waveform travelling along the probe of the present invention is partially changed and a reflection of the voltage waveform is to be introduced. The duration between the time when a pulse is applied to the sending end of the probe and the arrival of the reflected wave at the sending end of the probe of the present invention is measured by the prior art time-coding method. Указанная продолжительность РїСЂСЏРјРѕ пропорциональна механическому смещению. The said duration is directly proportional to the mechanical displacement. РљР РђРўРљРћР• РћРџРРЎРђРќРР• Р РРЎРЈРќРљРћР’ BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Настоящее изобретение будет более полно понято СЃРѕ ссылкой РЅР° следующее его РїРѕРґСЂРѕР±РЅРѕРµ описание, если его читать вместе СЃ приложенными чертежами, РЅР° которых одинаковые ссылочные позиции относятся Рє одинаковым элементам Рё РЅР° которых; The present invention will be more fully understood by reference to the following detailed description thereof, when read in conjunction with the attached drawings, wherein like reference numerals refer to like elements and wherein; РРќР–РР . 1 показана типичная схема линии передачи, Рє которой относится настоящее изобретение. FIG. 1 is a typical transmission line circuit to which the present invention relates. РРќР–РР . 2 представляет СЃРѕР±РѕР№ РІРёРґ сигнала напряжения РЅР° передающем конце линии 4 передачи РїРѕ фиг. 1. FIG. 2 is a view of the voltage waveform at the sending end of the transmission line 4 of FIG. 1. РРќР–РР . 3 представляет СЃРѕР±РѕР№ РІРёРґ РІ разрезе первого типа Р·РѕРЅРґР° 10 настоящего изобретения, Р° также показана схема возбуждения импульсов. FIG. 3 is a cross-sectional view of a first type probe 10 of the present invention and a pulse driving circuit is also shown. РРќР–РР . 4 представляет СЃРѕР±РѕР№ увеличенный РІРёРґ РІ разрезе Р·РѕРЅРґР° 10 РїРѕ фиг. 3. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the probe 10 of FIG. 3. РРќР–РР . 5 представляет СЃРѕР±РѕР№ РІРёРґ сигнала напряжения РЅР° передающем конце РїСЂРѕР±РЅРёРєР° 10 РїРѕ фиг. 3 после подачи отрицательного импульса 15 РЅР° базу b транзистора 13 РїРѕ фиг. 3. FIG. 5 is a view of the voltage waveform at the sending end of the probe 10 of FIG. 3 after a negative going pulse 15 has been applied to the base b of the transistor 13 of FIG. 3. РРќР–РР . 6 показано предпочтительное расположение Р·РѕРЅРґР° 10 первого типа (фиг. 3) РїРѕ настоящему изобретению, расположенного вертикально РІ баке 16, заполненном жидкостью 17 Рё подключенного Рє типичной измерительной цепи. FIG. 6 shows a preferred arrangement of the first (FIG. 3) type probe 10 of the present invention vertically arranged in the tank 16 filled with liquid 17 and connected to a typical instrumentation circuit. РРќР–РР . 7 представляет СЃРѕР±РѕР№ форму сигнала напряжения РІ различных положениях измерительной схемы РЅР° фиг. 6. FIG. 7 is a view of the voltage waveform at various positions in the instrumentation circuit of FIG. 6. РРќР–РР . 8 представляет СЃРѕР±РѕР№ РІРёРґ РІ разрезе второго типа датчика 58 настоящего изобретения, подключенного Рє схеме возбуждения импульсов. FIG. 8 is a cross-sectional view of a second type probe 58 of the present invention connected to a pulse driving circuit. РРќР–РР . 9 представляет СЃРѕР±РѕР№ РІРёРґ РІ поперечном сечении Р·РѕРЅРґР° 62 третьего типа РїРѕ настоящему изобретению, вертикально расположенного РІ баке 68, заполненного жидкостью 69, Рё подключенного Рє схеме возбуждения импульсов. FIG. 9 is a cross-sectional view of a third type probe 62 of the present invention vertically arranged in the tank 68 filled with the liquid 69 and connected to a pulse driving circuit. РРќР–РР . 10 представляет СЃРѕР±РѕР№ РІРёРґ сигнала напряжения РЅР° передающем конце Р·РѕРЅРґР° 62 РїРѕ фиг. 9 после подачи отрицательного импульса 60 РЅР° базу b транзистора 61 РїРѕ фиг. 9. FIG. 10 is a view of the voltage waveform at the sending end of the probe 62 of FIG. 9 after a negative going pulse 60 has been applied to the base b of the transistor 61 of FIG. 9. ПОДРОБНОЕ РћРџРРЎРђРќРР• DETAILED DESCRIPTION Для простоты понимания различных аспектов настоящего изобретения теория линий передачи, Рє которой относится настоящее изобретение, представлена перед обсуждением деталей настоящего изобретения. For ease of understanding of the various aspects of the present invention, the transmission line theory to which the present invention relates is presented before discussing the detail of the present invention. Бегущая волна РІ линии передачи Travelling Wave on a Transmission Line Типичная схема линии передачи показана РЅР° фиг. 1. Схема РЅР° фиг. 1 включает РІ себя транзистор 2, направляющий импульс РЅР° передающий конец линии передачи 4, постоянное сопротивление 1, линию передачи 4 длиной l Рё постоянное сопротивление 3. Передающий конец линии передачи 4 подключен Рє источнику постоянного напряжения V через постоянное сопротивление 1, Р° приемный конец линии передачи 4 подключен Рє постоянному сопротивлению 3. Важными характеристиками линии 4 передачи являются скорость распространения сигнала v Рё характеристическое сопротивление Z. Шунтирующая емкость Рё последовательная индуктивность распределены РїРѕ линии передачи 4, характеристическое сопротивление Z Рё скорость распространения сигнала v которой задаются EQ. 1 Рё эквалайзер. 2 сразу ниже. Z = .sqroot. аккредитив. . . РѕРј эквалайзер. 1v = 1/.квадратный корень. ЛК. . . единица длины/сек. эквалайзер 2 A typical transmission line circuit is shown in FIG. 1. The circuit of FIG. 1 includes a transistor 2 driving a pulse to the sending end of a transmission line 4, a fixed resistance 1, the transmission line 4 of length l and a fixed resistance 3. The sending end of the transmission line 4 is connected to a constant voltage source V through the fixed resistance 1 and the receiving end of the transmission line 4 is terminated in the fixed resistance 3. The important characteristics of the transmission line 4 are the signal propagation velocity v and the characteristic impedance Z. The shunt capacitance and series inductance are distributed on the transmission line 4 whose characteristic impedance Z and signal propagation velocity v are given by EQ. 1 and EQ. 2 immediately below. Z = .sqroot. L/C . . . ohm EQ. 1v = 1/.sqroot. LC . . . unit length/sec. EQ. 2 Где РЎ; Емкость F/единица длины линии передачи 4L; Рндуктивность H/единица длины линии передачи 4 WhereC; Capacitance F/unit length of the transmission line 4L; Inductance H/unit length of the transmission line 4 РљРѕРіРґР° отрицательный импульс 5 подается РЅР° базу b транзистора 2 РЅР° фиг. 1, то транзистор 2 закрывается Рё напряжение РЅР° передающем конце линии передачи 4 возрастает. Р’ этот момент РЅР° передающем конце линии передачи 4 появляется ступенчатая форма волны напряжения V/2 (фиг. 2), поскольку фиксированное сопротивление 1 рассчитано так, чтобы быть равным волновому сопротивлению Z линии передачи 4. Этот разрыв, С‚. Рµ. форма волны ступенчатого напряжения V/2, РїСЂРѕС…РѕРґРёС‚ v единицу длины РІ секунду. Рє приемному концу линии 4 передачи РїРѕ фиг. 1. Затем РЅР° приемном конце линии передачи 4 начнется второй разрыв РїРѕ направлению Рє передающему концу линии передачи, поскольку фиксированное сопротивление 3 (R>Z) рассчитано РЅРµ равным характеристическому импедансу Z линии передачи 4. РљРѕРіРґР° этот второй фронт волны, отраженный РЅР° приемном конце линии передачи 4, достигнет передающего конца линии передачи 4, РѕРЅ добавит некоторое напряжение Рє напряжению V/2, установленному ранее. When a negative going pulse 5 is applied to the base b of the transistor 2 of FIG. 1, then the transistor 2 cuts off and the voltage at the sending end of the transmission line 4 rises up. At this instant a step voltage waveform V/2 (FIG. 2) appears at the sending end of the transmission line 4 because the fixed resistance 1 is designed to be equal to the characteristic impedance Z of the transmission line 4. This discontinuity, i.e. the step voltage waveform V/2, travels v unit length per sec. to the receiving end of the transmission line 4 of FIG. 1. At the receiving end of the transmission line 4 a second discontinuity then will start toward the sending end of the transmission line since the fixed resistance 3 (R>Z) is designed not to be equal to the characteristic impedance Z of the transmission line 4. When this second edge of the wave, reflected at the receiving end of the transmission line 4, reaches the sending end of the transmission line 4, it will add some voltage to the voltage V/2 established previously. Результирующий сигнал РЅР° передающем конце линии 4 передачи будет иметь РІРёРґ импульса, как показано РЅР° фиг. 2. Преимущество создания импульса СЃРїРѕСЃРѕР±РѕРј, описанным выше, состоит РІ том, что длительность 2T РЅР° фиг. 2 зависит только РѕС‚ пассивных элементов Рё, таким образом, может иметь стабильность, РЅРµ характерную для генератора импульсов (РЅРµ показан), который зависит РѕС‚ активных элементов. Поскольку продолжительность 2T РЅР° фиг. 2, может быть измерена СЃ помощью устройств временного кодирования предшествующего СѓСЂРѕРІРЅСЏ техники, длина l линии передачи 4 РЅР° фиг. 1 можно получить РІ РІРёРґРµ эквалайзера. 3 сразу РІРЅРёР·Сѓ. l = T@. v = T/.квадратный корень. Р–Рљ эквалайзер. The resultant waveform at the sending end of the transmission line 4 will be a pulse as indicated in FIG. 2. The advantage of producing a pulse in the manner described above is that the duration of 2T of FIG. 2 depends only on passive elements and thus may have a stability not shared by a pulse generator (not shown) which depends upon active elements. As the duration 2T of FIG. 2 can be measured by means of prior art time-coding devices, the length l of the transmission line 4 of FIG. 1 can be obtained in the form of EQ. 3 immediately below.l = T@. v = T/.sqroot. LC EQ. 3

РІРІРёРґСѓ этого, если шунтирующая емкость Рё последовательная индуктивность РЅР° единицу длины линии 4 передачи РЅР° фиг. 1 может стать больше, более точное измерение длительности 2T РЅР° фиг. 2 РїСЂРё той же длине линии передачи 4. in view of this, if the shunt capacitance and series inductance per unit length of the transmission line 4 of FIG. 1 could become larger, more precise measurement of the duration 2T of FIG. 2 for the same length of the transmission line 4 would be possible. Бегущая волна РІ Р·РѕРЅРґРµ первого типа РїРѕ настоящему изобретению Travelling Wave on the First Type Probe of the Present Invention РРќР–РР . 3 показан РІРёРґ РІ поперечном сечении РїСЂРѕР±РЅРёРєР° 10 первого типа РїРѕ настоящему изобретению, Р° также показана схема возбуждения импульсов, содержащая транзистор 13 Рё постоянное сопротивление 12. Чтобы увеличить последовательную индуктивность L, распределенную РЅР° РїСЂРѕР±РЅРёРєРµ 10 первого типа, РѕРґРёРЅ РёР· прямых РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРєРѕРІ линии 4 передачи РЅР° фиг. 1 заменена непрерывной катушкой 7 РёР· изолированного РїСЂРѕРІРѕРґР° РІ РІРёРґРµ спирали, как показано РЅР° фиг. 3. Р’ качестве внешнего РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРєР° РґСЂСѓРіРѕР№ РёР· прямых РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРєРѕРІ линии 4 передачи РїРѕ фиг. 1 заменен цилиндрическим РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРєРѕРј 9, окружающим вышеупомянутую внутреннюю катушку 7 РЅР° фиг. 3. Цилиндрический РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРє 9 имеет прорезь (РЅРµ показана) РїРѕ всей длине Р·РѕРЅРґР° 10 для предотвращения циркуляции вихревых токов РІ путях, концентричных РѕСЃРё Р·РѕРЅРґР° 10. Внутренняя катушка 7 Р·РѕРЅРґР° 10 первого типа спирально намотана РЅР° неметаллическую (изоляционную) полую трубу 6, Р° тонкий изолирующий слой 8 равномерно расположен между внутренней катушкой 7 Рё цилиндрическим внешним РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРєРѕРј 9 РїРѕ всему Р·РѕРЅРґСѓ 10. FIG. 3 shows a cross-sectional view of a first type probe 10 of the present invention and further shows a pulse driving circuit comprising a transistor 13 and a fixed resistance 12. In order to increase the series inductance L distributed on the first type probe 10, one of the straight conductors of the transmission line 4 of FIG. 1 is replaced with a continuous coil 7 of insulated wire in the form of a helix as indicated in FIG. 3. As an outer conductor, the other of the straight conductors of the transmission line 4 of FIG. 1 is replaced with the cylindrical conductor 9 surrounding the above mentioned inner coil 7 of FIG. 3. The cylindrical conductor 9 duly includes a slot (not shown) throughout the full length of the probe 10 to prevent the circulation of eddy currents in paths concentric to the axis of the probe 10. The inner coil 7 of the first type probe 10 is helically wound on a nonmetallic (insulative) hollow pipe 6 and a thin insulating layer 8 is uniformly located between the inner coil 7 and the cylindrical outer conductor 9 throughout the probe 10. Как Рё РІ схеме РЅР° фиг. 1, передающий конец внутренней катушки 7 Р·РѕРЅРґР° 10 соединен СЃ коллектором СЃ транзистора 13, Рё РЅР° него подается постоянное напряжение V через постоянное сопротивление 12, полное сопротивление которого выполнено равным характеристическому сопротивлению Z датчика. Р·РѕРЅРґ 10. Приемный конец Р·РѕРЅРґР° 10 подключен Рє постоянному сопротивлению 14, полное сопротивление которого также рассчитано равным волновому сопротивлению Z Р·РѕРЅРґР° 10. Как показано РЅР° фиг. 3, ферромагнитный внутренний сердечник 11 вставлен РІ центральную неметаллическую полую трубу 6 СЃ возможностью перемещения таким образом, что механическое смещение внутреннего сердечника 11 может быть обнаружено посредством метода временного кодирования, описанного ниже. As in the circuit of FIG. 1, the sending end of the inner coil 7 of the probe 10 is connected to the collector c of the transistor 13 and is fed the constant voltage V through the fixed resistance 12 whose impedance is made to be equal to the characteristic impedance Z of the probe 10. The receiving end of the probe 10 is terminated in the fixed resistance 14 whose impedance is also designed to be equal to the characteristic impedance Z of the probe 10. As shown in FIG. 3, a ferromagnetic inner core 11 is so inserted in the center nonmetallic hollow pipe 6 in a movable manner that the mechanical displacement of the inner core 11 may be detected by means of the time-coding method described below. Поскольку внутренняя катушка 7 намотана РїРѕ тугой спирали, последовательная индуктивность L РЅР° единицу длины Р·РѕРЅРґР° 10 равна индуктивности соленоида диаметром Р° (СЃРј. фиг. 4, которая представляет СЃРѕР±РѕР№ увеличенный РІРёРґ поперечного сечения Р·РѕРЅРґР° 10 РёР· фиг.3), СЃ n витками РЅР° единицу длины, Рё задается EQ. 4 сразу ниже. L = .mu.r.eta. @2 .pi..альфа. @2 раза. 10@-@7 Рќ/ед. длины Р·РѕРЅРґР° 10 СЌРєРІ. Since the inner coil 7 is wound in a tight helix, the series inductance L per unit length of the probe 10 then equals that of a solenoid of diameter a (see FIG. 4 which is an enlarged cross-sectional view of the probe 10 of FIG. 3), with n turns per unit length, and is given by EQ. 4 immediately below. L = .mu.r.eta. @2 .pi..alpha. @2 .times. 10@-@7 H/unit length of the probe 10 EQ. 4

РіРґРµ Вµr – относительная проницаемость РІРѕР·РґСѓС…Р°, окружаемого полой трубой 6. Очевидно, что относительная проницаемость .mu.c внутреннего СЏРґСЂР° 11 намного больше, чем .mu.r; поэтому парциальная индуктивность Р·РѕРЅРґР° 10 РЅР° внутреннем сердечнике 11 становится больше, чем Сѓ остальной части Р·РѕРЅРґР° 10. Емкость шунта РЎ РЅР° единицу длины Р·РѕРЅРґР° 10 равна емкости коаксиальных цилиндров РёР· материала 8 СЃ относительной диэлектрической проницаемостью Оµ между диаметрами D Рё d, как показано РЅР° фиг. 4, или ##EQU1## Следует отметить, что РЅРµ только последовательная индуктивность L, РЅРѕ Рё шунтирующая емкость C первого типа РїСЂРѕР±РЅРёРєР° 10 РїРѕ настоящему изобретению распределены равномерно. where .mu.r is the relative permeability of the air surrounded by the hollow pipe 6. It is apparent that the relative permeability .mu.c of the inner core 11 is far larger than .mu.r ; therefore the partial inductance of the probe 10 at the inner core 11 becomes larger than that of the rest of the probe 10. The shunt capacitance C per unit length of the probe 10 is that of coaxial cylinders with a material 8 of relative dielectric constant .epsilon.r between the diameter D and d as shown in FIG. 4, or ##EQU1## It should be noticed that not only the series inductance L but also the shunt capacitance C of the first type probe 10 of the present invention are uniformly distributed. РљРѕРіРґР° сигнал 15 отрицательного шага подается РЅР° базу b транзистора 13 РЅР° фиг. 3, то напряжение РЅР° передающем конце щупа 10 возрастает РґРѕ V/2 РѕС‚ 0, поскольку фиксированное сопротивление 12 рассчитано так, чтобы быть равным характеристическому импедансу Z щупа 10. Этот скачок напряжения движется СЃРѕ скоростью v единиц длины РІ секунду. (рассчитывается СЃ помощью EQS 2, 4 Рё 5) РІ сторону приемного конца Р·РѕРЅРґР° 10. Прежде чем волна достигнет приемного конца Р·РѕРЅРґР° 10, РѕРЅР° РґРѕС…РѕРґРёС‚ РґРѕ места, РіРґРµ находится внутренний сердечник 11, причем парциальная последовательная индуктивность Р·РѕРЅРґР° 10 РІ этом месте РІ РјРєРє/РјРє раз больше, чем вдоль остальной части Р·РѕРЅРґР° 10. РЇРґСЂРѕ образует второй разрыв, РІ котором часть волны отражается Рё СѓС…РѕРґРёС‚ влево. Остальная часть волны продолжает двигаться Рє приемному концу Р·РѕРЅРґР° 10, который имеет согласованную оконечную часть, так что дальнейшая неоднородность формы волны РЅРµ возникает. Результирующий сигнал РЅР° передающем конце Р·РѕРЅРґР° 10 будет иметь форму импульса, как показано РЅР° фиг. 5. When a negative going step signal 15 is applied to the base b of the transistor 13 of FIG. 3, then the voltage at the sending end of the probe 10 rises up to V/2 from 0 because the fixed resistance 12 is designed to be equal to the characteristic impedance Z of the probe 10. This voltage discontinuity travels at a speed v units length per sec. (being calculated by EQS 2, 4 and 5) toward the receiving end of the probe 10. Before the wave reaches the receiving end of the probe 10, it comes to the place where the inner core 11 is situated, the partial series inductance of the probe 10 at this place being larger by .mu.c /.mu.r times than along the rest of the probe 10. The core produces a second discontinuity, wherein a part of the wave is reflected and starts to the left. The rest of the wave keeps travelling to the receiving end of the probe 10 which has a matched termination such that no further waveform discontinuity is introduced. The resultant waveform at the sending end of the probe 10 will be a pulse as indicated in FIG. 5. РќР° фиг. 5 Zo обозначает эффективное характеристическое сопротивление части Р·РѕРЅРґР° 10, РіРґРµ расположен внутренний сердечник 11. Продолжительность 2T РЅР° фиг. 5, которая изменяется РІ зависимости РѕС‚ осевого перемещения внутреннего сердечника 11 РІ Р·РѕРЅРґРµ 10, может быть легко обнаружена Рё измерена упомянутыми известными устройствами временного кодирования. Вышеупомянутым образом механическое смещение внутреннего сердечника 11 Р·РѕРЅРґР° 10 РїРѕ настоящему изобретению может быть обнаружено Рё преобразовано РІ электрический сигнал. In FIG. 5, Zo denotes the effective characteristic impedance of the portion of the probe 10 where the inner core 11 is located. The duration 2T of FIG. 5, which varies according to the axial movement of the inner core 11 in the probe 10 can be easily detected and measured by the mentioned known time-coding devices. In the above-mentioned manner, the mechanical displacement of the inner core 11 of the probe 10 of the present invention can be detected and transferred to the electric signal. Типичное применение Р·РѕРЅРґР° первого типа РїРѕ настоящему изобретению A Typical Application of the First Type Probe of the Present Invention РРќР–РР . 6 показана типичная установка Р·РѕРЅРґР° 10 первого типа, показанного РЅР° фиг. 3. РРќР–РР . 6 показан Р·РѕРЅРґ 10, вертикально расположенный РІ баке 16, заполненном жидкостью 17, Рё схема измерения продолжительности 2Рў РЅР° фиг. 5. Для простоты понимания работы измерительной схемы РЅР° фиг. 6, формы сигналов напряжения РІ различных точках РїСЂРѕРІРѕРґРЅРѕР№ цепи РЅР° фиг. 6 (обозначены буквами РѕС‚ A РґРѕ I) представлены РЅР° фиг. 7. FIG. 6 shows a typical installation of the first type probe 10 of FIG. 3. FIG. 6 shows the probe 10 vertically arranged in a tank 16 filled with liquid 17 and a circuit for measurement of the duration 2T of FIG. 5. For ease of understanding of the operation of the instrumentation circuit of FIG. 6, the voltage waveforms at the various points in the wiring circuit of FIG. 6 (denoted by A through I) are provided in FIG. 7. Как РІРёРґРЅРѕ РЅР° фиг. 6, внутренний сердечник 11 Р·РѕРЅРґР° 10 прикреплен Рє поплавку 18 Рё СЃРІРѕР±РѕРґРЅРѕ вставлен РІ неметаллическую полую трубу 6, заполненную жидкостью 17, так что внутренний сердечник 11 СЃ поплавком 18 перемещается вертикально РІ полой трубе 6. РїРѕ изменению СѓСЂРѕРІРЅСЏ жидкости 17 РІ баке 16. Следовательно, продолжительность 2T РЅР° фиг. 5 изменяется РІ зависимости РѕС‚ СѓСЂРѕРІРЅСЏ жидкости 17 РІ баке 16. As seen in FIG. 6, inner core 11 of the probe 10 is attached to a float 18 and is inserted freeely in the nonmetallic hollow pipe 6 which is filled with the liquid 17, so that the inner core 11 with the float 18 moves vertically in the hollow pipe 6 according to the level change of the liquid 17 in the tank 16. Consequently the duration 2T of FIG. 5 changes according to the level of the liquid 17 in the tank 16. Рнструментальная схема РЅР° фиг. 6 включает РІ себя несколько единиц. РћРґРЅРёРј РёР· РЅРёС… является токовый переключатель 24 СЃ эмиттерной СЃРІСЏР·СЊСЋ, имеющий пару транзисторов 27, 29, пару постоянных сопротивлений 25, 26 Рё общее постоянное сопротивление 28. Нестабильный мультивибратор 31 имеет пару транзисторов 36, 37, постоянные сопротивления 32-35 Рё пару конденсаторов 46, 47. Триггер 38 состоит РёР· пары элементов Р-РќР• 39, 40. Также предусмотрены логический элемент Р 41 СЃ тремя входами, инвертор 42 Рё сбрасываемый счетчик 45. Такие компоненты относятся РєРѕ всем известным типам. The instrumentation circuit of FIG. 6 includes several units. One is an emitter coupled current switch 24 having a pair of transistors 27, 29, a pair of fixed resistances 25, 26 and a common fixed resistance 28. An astable multivibrator 31 has a pair of transistors 36, 37, fixed resistances 32 through 35 and a pair of the condensers 46, 47. A flip-flop 38 is made up of a pair of the NAND elements 39, 40. Also provided are an AND gate 41 with three inputs, an inverter 42 and a resettable counter 45. Such components are all of known type. Мультивибратор 31 вырабатывает тактовые импульсы РЎ, показанные РЅР° фиг. 7, частота которого определяется конденсаторами 46, 47 Рё постоянными сопротивлениями 33, 34 РІ мультивибраторе 31. Такие тактовые импульсы подаются через логический элемент Р 41 РЅР° счетчик 45. Переключатель 24 тока обнаруживает большее напряжение, чем V/2, после продолжительности 2T РЅР° фиг. 5 РЅР° передающем конце Р·РѕРЅРґР° 10 Рё генерирует сигнал РЅРёР·РєРѕРіРѕ СѓСЂРѕРІРЅСЏ, показанный Р±СѓРєРІРѕР№ E РЅР° фиг. 7. Уровень срабатывания токового переключателя 24 регулируется переменным сопротивлением 30. The multivibrator 31 produces the clock pulses C of FIG. 7, the frequency of which is determined by the condensers 46, 47 and the fixed resistances 33, 34 in the multivibrator 31. Such clock pulses are applied through the AND gate 41 to the counter 45. The current switch 24 detects the larger voltage than V/2 after the duration 2T of FIG. 5 at the sending end of the probe 10 and generates the low level signal shown at E in FIG. 7. The trigger level of the current switch 24 is adjusted by a variable resistance 30. Рнструментальная схема, содержащая вышеупомянутые схемы Рё элементы, РЅРµ является существенной для настоящего изобретения РІ его самых широких аспектах. Однако краткое описание последовательности работы измерительной схемы РЅР° фиг. 6 представлен следующим образом. Сначала срабатывает переключатель 44 СЃР±СЂРѕСЃР°, пропускающий через резистор 43 ток РѕС‚ подходящего источника напряжения Рё формирующий сигнал H высокого СѓСЂРѕРІРЅСЏ (фиг. 7). Сигнал H подается РЅР° счетчик 45 для его СЃР±СЂРѕСЃР° Рё РЅР° триггер 38 для его установки через инвертор 42, как показано F РЅР° фиг. 7. The instrumentation circuit comprising the above-mentioned circuits and elements is not essential to the present invention in its broadest aspects. However, the brief description for the sequence of the operation of the instrumentation circuit of FIG. 6 is presented as follows. At first a reset switch 44 is operated drawing current through a resistor 43 from a suitable voltage source and producing a high level signal H (FIG. 7). The signal H is applied to the counter 45 for resetting same and to the flip-flop 38 for setting same through the inverter 42 as shown at F in FIG. 7. После завершения СЃР±СЂРѕСЃР° счетчика 45 Рё установки триггера 38, как указано выше, можно использовать РїСѓСЃРєРѕРІРѕР№ переключатель 21. Это отключает источник рабочего потенциала V РѕС‚ баз пары транзисторов 20 Рё 23, так что транзисторы 20, 23 выключаются. Транзисторы 20 Рё 23 РїСЂРё проводящем замыкании РЅР° землю путей тока РѕС‚ источника постоянного потенциала V через резистор 19 Рє РїСЂРѕР±РЅРёРєСѓ 10 Рё через резистор 22 Рє вентилю Р 41. After finishing the resetting of the counter 45 and the setting of the flip-flop 38 as above-mentioned, a start switch 21 may be operated. Such disconnects operating potential source V from the bases of a pair of transistors 20 and 23 such that the transistors 20, 23 are turned off. The transistors 20 and 23 when conductive short to ground current paths from constant potential source V through a resistor 19 to probe 10 and through a resistor 22 to AND gate 41. РџСЂРё выключенных транзисторах 20 Рё 23 постоянное напряжение прикладывается РЅРµ только Рє передающему концу Р·РѕРЅРґР° 10 через постоянное сопротивление 19, как показано точкой Р’ РЅР° фиг. 7, РЅРѕ также Рё РЅР° РѕРґРёРЅ РёР· РІС…РѕРґРѕРІ логического элемента Р 41 через постоянное сопротивление 22, обозначенное цифрой D РЅР° фиг. 7. Теперь логический элемент Р 41 полностью открыт, Рё счетчик 45 начинает считать тактовые импульсы, генерируемые мультивибратором 31. With transistors 20 and 23 turned off, the constant voltage is applied not only to the sending end of the probe 10 through the fixed resistance 19 as indicated at B in FIG. 7 but also to the one of the inputs of the AND gate 41 through the fixed resistance 22 as indicated at D in FIG. 7. Now the AND gate 41 is fully opened and the counter 45 begins counting the clock pulses generated by the multivibrator 31. После продолжительности 2T РЅР° фиг. 5, токовый переключатель 24 работает Рё подает сигнал Р• РЅРёР·РєРѕРіРѕ СѓСЂРѕРІРЅСЏ (фиг. 7) РЅР° триггер 38, который сбрасывает триггер 38, как показано F РЅР° фиг. 7, Рё логический элемент Р 41 закрывается (блокируется). After the duration 2T of FIG. 5, the current switch 24 works and applies a low level signal E (FIG. 7) to the flip-flop 38 which resets the flip-flop 38 as shown at F in FIG. 7 and the AND gate 41 closes (blocks). Вышеописанным образом перемещение внутреннего сердечника 11, прикрепленного Рє поплавку 18, изменяющееся РІ зависимости РѕС‚ СѓСЂРѕРІРЅСЏ жидкости 17 РІ резервуаре 16, можно легко связать СЃ количеством тактовых импульсов мультивибратора 31. In the above-described manner, the displacement of the inner core 11 attached to the float 18, changing according to the level of the liquid 17 in the tank 16, can easily be related to the number of clock pulses of the multivibrator 31. Р—РѕРЅРґ второго типа РїРѕ настоящему изобретению The Second Type Probe of the Present Invention РРќР–РР . 8 показан РІРёРґ РІ поперечном разрезе датчика 58 второго типа РїРѕ настоящему изобретению Рё схемы возбуждения импульсов, содержащей транзистор 49 Рё постоянное сопротивление 48. Р—РѕРЅРґ 58 имеет подвижный внутренний сердечник 52, соответствующий сердечнику 11 РЅР° фиг. 3. Чтобы увеличить последовательную индуктивность L, распределенную РЅР° щупе 58 второго типа, РїРѕ сравнению СЃ щупом 10 первого типа РЅР° фиг. 3, Рё для более точного измерения смещения внутреннего сердечника 52 РЅР° ту же длину цилиндрический РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРє 9 РЅР° фиг. 3 заменена сплошной внешней катушкой 55 РёР· изолированного РїСЂРѕРІРѕРґР° РІ РІРёРґРµ спирали. Направление намотки внешней катушки 55 противоположно направлению намотки внутренней катушки 53. Внутренняя катушка 53, как Рё внутренняя катушка 7 РЅР° фиг. 3, спирально намотана РЅР° неметаллическую полую трубу 56, Р° тонкий изоляционный материал 54 равномерно расположен между внутренней катушкой 53 Рё внешней катушкой 55 РїРѕ всему Р·РѕРЅРґСѓ 58. Передающий конец внутренней катушки 53 щупа 58 соединен СЃ коллектором РЎ транзистора 49, Рё РЅР° него подается постоянное напряжение V через постоянное сопротивление 48, полное сопротивление которого выполнено равным характеристическому сопротивлению Z щупа 58. . FIG. 8 shows a cross-sectional view of a second type probe 58 of the present invention and a pulse driving circuit comprising a transistor 49 and a fixed resistance 48. The probe 58 has a displaceable inner core 52 corresponding to core 11 of FIG. 3. To increase the series inductance L distributed on the second type probe 58 to beyond that of the first type probe 10 of FIG. 3 and to obtain the more accurate measurement of the displacement of the inner core 52 for the same length, the cylindrical conductor 9 of FIG. 3 is replaced with a continuous outer coil 55 of insulated wire in the form of a helix. The winding direction of the outer coil 55 is opposite to that of inner coil 53. The inner coil 53, just like the inner coil 7 of FIG. 3, is helically wound on a nonmetallic hollow pipe 56 and thin insulating material 54 is uniformly located between the inner coil 53 and the outer coil 55 throughout the probe 58. The sending end of the inner coil 53 of the probe 58 is connected to the collector C of the transistor 49 and is fed the constant voltage V through the fixed resistance 48 whose impedance is made to be equal to the characteristic impedance Z of the probe 58. Приемный конец щупа 58 подключен Рє постоянному сопротивлению 50, полное сопротивление которого также рассчитано равным характеристическому импедансу Z щупа 58. Как показано РЅР° фиг. 8, ферромагнитный внутренний сердечник 52 прикреплен Рє стержню 57 Рё подвижно вставлен РІ центральную неметаллическую полую трубу 56, так что механическое смещение внутреннего сердечника 52, прикрепленного Рє стержню 57, может быть обнаружено временным кодированием. метод, описанный ранее. Результирующая форма сигнала РЅР° передающем конце Р·РѕРЅРґР° 58 РЅР° фиг. 8, после подачи отрицательного шагового импульса 51 РЅР° базу b транзистора 49 будет такой же импульс, как показано РЅР° фиг. 5. The receiving end of the probe 58 is terminated in a fixed resistance 50 whose impedance is also designed to be equal to the characteristic impedance Z of the probe 58. As shown in FIG. 8, the ferromagnetic inner core 52 is attached to a rod 57 and is inserted in the center nonmetallic hollow pipe 56 in a movable manner, such that mechanical displacement of the inner core 52 attached to the rod 57 may be detected by the time-coding method described previously. The resultant waveform at the sending end of the probe 58 of FIG. 8 after introducing a negative going step pulse 51 to the base b of the transistor 49 will be a pulse just like as indicated in FIG. 5. Бегущая волна РІ Р·РѕРЅРґРµ третьего типа РїРѕ настоящему изобретению Travelling Wave on the Third Type Probe of the Present Invention Теперь внимание обращено РЅР° Р·РѕРЅРґ 62 третьего типа, показанный РЅР° фиг. 9 вертикально расположен РІ баке 68 СЃ жидкостью 69. Р—РѕРЅРґ 62 третьего типа может успешно использоваться РІ качестве индикатора СѓСЂРѕРІРЅСЏ жидкости. Внутренняя катушка 64 Р·РѕРЅРґР° 62 намотана РїРѕ тугой спирали РЅР° неметаллическую колонну 63, Р° внешний РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРє 65 представляет СЃРѕР±РѕР№ цилиндр, расположенный СЃРѕРѕСЃРЅРѕ РІРѕРєСЂСѓРі внутренней катушки 64 Рё удерживаемый СЃРѕРѕСЃРЅРѕ внутренней катушке 64 неметаллическими прокладками 67, 72. Жидкость 69 РІ резервуаре 68 поступает РІ кольцевое пространство 66 между внутренним змеевиком 64 Рё внешним РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРєРѕРј 65 через щель 70 РЅР° внешнем РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРєРµ 65. Attention is now directed to a third type probe 62 shown in FIG. 9 vertically arranged in a tank 68 with liquid 69. The third type probe 62 may successfully be used as a liquid level indicator. An inner coil 64 of the probe 62 is wound in a tight helix on a nonmetallic column 63 and an outer conductor 65 is a cylinder located coaxially around the inner coil 64 and is held coaxially of the inner coil 64 by nonmetallic spacers 67, 72. The liquid 69 in the tank 68 flows into the annular space 66 between the inner coil 64 and the outer conductor 65 through a slit 70 on the outer conductor 65. Передающий конец щупа 62 соединен СЃ коллектором РЎ транзистора 61, Рё постоянное напряжение V подается через постоянное сопротивление 59, полное сопротивление которого рассчитано равным характеристическому сопротивлению Z щупа 62, РєРѕРіРґР° Р·РѕРЅРґ 62 находится над поверхностью жидкости 69 РІ резервуаре 68. Приемный конец Р·РѕРЅРґР° 62 оканчивается постоянным сопротивлением 71, полное сопротивление которого выполнено равным волновому сопротивлению Zo Р·РѕРЅРґР° 62, РєРѕРіРґР° последний находится ниже поверхности жидкости 69 РІ резервуаре 68. The sending end of the probe 62 is connected to the collector C of a transistor 61 and a constant voltage V is supplied through a fixed resistance 59, the impedance of which is designed to be equal to the characteristic impedance Z of the probe 62 when the probe 62 is above the surface of the liquid 69 in the tank 68. The receiving end of the probe 62 is terminated in a fixed resistance 71, the impedance of which is made to be equal to the characteristic impedance Zo of the probe 62 when the latter is below the surface of the liquid 69 in the tank 68. РЈСЂРѕРІРЅРё жидкости РІ кольцевом пространстве 66 Рё РІ резервуаре 68 повышаются одновременно РїРѕ мере заполнения резервуара жидкостью 69. Таким образом, шунтирующая емкость между внутренней катушкой 64 Рё внешним РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРєРѕРј 65 РїРѕРґ поверхностью жидкости 69 становится больше, чем Сѓ Р·РѕРЅРґР° 62 над поверхностью жидкости 69. The liquid levels in the annular space 66 and in the tank 68 rise together as the tank is filled with the liquid 69. Thus, the shunt capacitance between the inner coil 64 and the outer conductor 65 below the surface of the liquid 69 becomes larger than that of the probe 62 above the surface of the liquid 69. Следовательно, волновое сопротивление Z Р·РѕРЅРґР° 62 над поверхностью жидкости 69 становится больше характеристического импеданса Zo Р·РѕРЅРґР° 62 РїРѕРґ поверхностью жидкости 69 РїРѕ отношению Рє EQ. 1. Если отрицательный ступенчатый импульс 60 подается РЅР° базу b транзистора 61, напряжение РЅР° передающем конце РїСЂРѕР±РЅРёРєР° 62 повышается РґРѕ V/2 РѕС‚ 0. Как описано ранее, этот разрыв формы сигнала перР