Устройство для определения пространственного угла наклона объекта

Устройство для определения пространственного угла наклона объекта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО УГЛА НАКЛОНА . ОБЪЕКТА ПО авт.св. 666421, о т л ичающееся тем, что, с целью увеличения линейности выходной характеристики и чувствительности, оно снабжено ферритовым кольцом, соединенным с кольцом, из меди, служащим грузом маятника, и равным ему по внешнему диаметру, причем кольцо из меди обращено к торцу катушки индуктивност й измерительного автогенератора . хХ/уУ ХХХ/ (Л с а: 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) З(511) 6 01 С 9 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 666421 (21) 3391464/18-10 (22) 29.03.82 (46) 23.01.84. Бюл. 9 3 (72) И.И.исмаилов, Я.P.Aáäóëëàåâ и Н.С.Рустамов (71). Азербайджанский институт нефти и химии им. И. А зи э бекова (53) 528. 541 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 666421, кл.6 01 С 9/06, 23.05.77 (прототип) ° (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПРОСТРАНСТВЕННОГО УГЛА НАКЛОНА

ОБЪЕКТА по авт.св. 9 666421, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения линейности выходной характеристики и чувствительности, оно снабжено ферритовым кольцом, соединенным с кольцом.иэ меди, служащим грузом маятника, и равным ему по внешнему диаметру, причем кольцо из меди обращено к торцу катушки индуктивности измерительного автогенератора.

1068707

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для определения пространственного угла наклона объекта.

По основному авт.св. М 666421 5 известно устройство для определения пространственного угла наклона объекта, содержащее чувствительный элемент в виде маятника, индуктивный преобразователь, подключенный к измерительному автогенератору и схему измерений. Кроме того, устройство снабжено медными кольцами и компенсационным автогенератором, причем одно медное кольцо закреплено на грузе маятника и имеет внешний диаметр, близкий по величине к среднему диаметру сердечника на.кладной катушки индуктивности измерительного автогенератора, а второе медное кольцо установлено напротив торца катушки индуктивности компенсационного автогенератора с возможностью регулирования торцового зазора между ними.

При нулевом значении угла наклона оси маятника, кольца маятника и катушки совпадают. Поэтому привносимые в катушку индуктивности сопротивления максимальны; Воздействие медного кольца на катушку индуктивности происходит за счет обратного воздействия вихревых токов, наводимых в медном кольце энергией высокочастотного электромагнитного поля катушки индуктивности измерительного автоге- 35 нератора. Нулевое значение выходного сигчала устройства достигается регулированием величины воздушного зазора между кольцом и катушкой индуктивности автогенератора. Чувстви- gp тельность устройства регулируется подстройкой частоты измерительного автогенератора (1).

Основным недостатком известного устройства является высокая погреш- 45 ность от нелинейности характеристики за счет малой чувствительности в начальном участке измерения (до 3 ) °

Целью изобретения является умень-, шение нелинейности выходной характеристики и увеличение чувствительности без усложнения схемы и конструкции преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения пространственного угла наклона объекта снабжено ферритовым кольцом, соединенным с кольцом из меди, служащим грузом маятника, и равным ему по внешнему диаметру, причем кольцо из чеди обращено к торцу катушки 6() индуктивности измерительного автогенератора.

Экспериментальным путем определены оптимальные размеры чувствительНого элемента (медного и ферритового колец) и параметры катушки индуктивности. Так, с целью увеличения чувствительности, т.е. для концентрирования и усиления первичного электромагнитного поля катушки индуктивности, во всем диапазоне измерения, установлено, что отношение толщин ферритового и медного кольца должно быть не менее 1,5. При этом нелинейность выходной характеристики во всем диапазоне измерения, обусловленная влиянием краевого эффекта, получается минимальной тогда, когда наружные диаметры этих колец равны. Для увеличения линейности выходной характеристики, особенно в начальном участках, эти диаметры приняты близкими к среднему диаметру броневого сердечника катушки индуктивности.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 выходная характеристика устройства.

Устройство состоит из подвешенного на нити 1 маятника (груза) 2, закрепленного на торце груза чувствительного элемента, состоящего из ферритового 3 и медного 4 колец, катушки 5 индуктивности на броневом ферритовом сердечнике, измерительного автогенератора 6, опорного автогенератора 7, смесителя 8 и активного фильтра 9 нижних частот.

Устройство работает следукщим об-. разом.

При нулевом значении угла наклона оси маятника 2, чувствительного элемента 3 и катушки 5 совпадают. Поэтому привносимые в катушку индуктивности сопротивления (взаимная индуктивность между катушкой и чувствительныч элементом) максимальны. При этом воздействие чувствительного элемента на катушку индуктивности происходит за счет вторичного магнитногополя вихревых токов, наводимых в медном кольце энергией высокочастотного электромагнитного поля катушки индуктивности, концентрированного за счет ферритового кольца. Электромагнитное поле вихревых токов в свою очередь возбуждает в катушке

ЭДС такого направления, что.,оно воспринимается как увеличение активного и уменьшение реактивного сопротивления этой катушки. Увеличение реактивной составляющей привносимого в катушку сопротивления, что в конечном итоге влияет на .Увствительность устройства, происходит в основном за счет ферритового кольца, которое уменьшает магнитное сопротивление цепи основного потока и способствует усилению вторичного электромагнитного поля, т.е. увеличению привносимого реактивного сопротивления и, следовательно, чувствительности устройства.

Поэтому катушка 5 обладает минималь-.

1068707

0 2

®ug.g

Составитель Л.Колюбакина

Редактор Н.Лазаренко. Техред И.Метелева . Корректор И.Эрдейи

Заказ 11444/33 Тираж 591 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патейт, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ной индуктивностью, а автогенератор

6 - максимальной частотой. Частота тока генерации компенсационного автогенератора 7 больше частоты измерительного автогенератора 6 на величи-. ну нулевой частоты устройства.

Поэтому разность частот автогенератора 6 и 7,, полученная в результате сложения и детектирования выходных сигналов автогенераторов и выделенная фильтром 9 нижних частот, соответствует нулю устройства.

При наклонении корпуса датчика в любой плоскости центр чувствительного элемента. (медного и ферритового кольца) смещается относительно

1 ентра катушки индуктивности, уменьается индуктивная связь ме»щу чувствительным элементом и катушкой, что приводит к соответствующему уменьшению привносимого реактивного сопро- 2О тивления и увеличению индуктивности катушки. 5, т-.е. уменьшению частоты автогенератора б. A это в свою очередь приводит к соответствующему увеличению выходной частоты устройства.

Для уменьшения температурной погрешности, автогенераторы б и 7 построены одинаковыми. Напротив торца катушки индуктивности компенсационного автогенератора расположено одинаковое с чувствительным элементом измерительного автогенератора кольцо с возможностью регулирования торцово- го зазора между ними.

ИзготоВлен макет и проведены исследования устройства с пределами измерения от 0 до бо и от 0 до 12О.

В результате лабораторных испытаний устройства установлено, что верхний предел допускаемой основной погрешности не превышает 1,5%.

Технический эффект от использования устройства обусловлен повышением точности, воэможностью создания высокоточных устройств для определения углов наклона и отклонения без ус» ложнения схемы монтажа и конструкции с облегченными условиями настройки и регулирования.