Способ измерения вертикального угла наклона

Способ измерения вертикального угла наклона

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

H3OSPETEHHSI,322 9О

Союз Советскиз

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 17Х.1965 (№ 1008402/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано ЗО.Х1.1971. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 4.II.1972

М. Кл. Е 21Ь 47/00

G 01 3/00

Комитет по делам изобретений и открытий лри Совете Министров

СССР

УДК 531.717.35:622.241,7 (088.8) Авторы изобретения

В. И. Казанков, И. В. Касьянов и В. И. Сергеев

Ленинградский институт авиационного приборостроения

Заявитель

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНОГО УГЛА НАКЛОНА

ЯЯ

С,= аO

Изобретение относится к области геофизики и может быть применено для определения угла наклона бурящихся скважин, угла наклона тела, погружаемого в воду или двигающегося в поле силы притяжения.

Известен способ определения угла наклон с помощью маятника-отвеса. Отклоняясь or вертикали, маятник скользит по реохорду, включенному в источник постоянного напряжения. При этом величина падения напряже- 10 ния на включенной части реохорда определяет угол наклона от вертикали. Однако существующий маятник восприимчив к случайным и периодическим механическим воздействиям, а наличие скользящего контакта на его конце 15 ограничивает его точность при выходе на вертикаль.

Цель изобретения — повышение точности измерений — что достигается измерением угла наклона с помощью динамического конденсатора, преобразующего постоянное электрическое поле в переменное, величина которого является функцией угла поворота конденсатора относительно направления гравитационного поля. 25

На фиг. 1 показана схема динамического конденсатора; на фиг, 2 — наклон конденсатора на угол ср; на фиг. 3 — блок-схема устройства для измерения угла наклона.

Динамический конденсатор имеет два элект- 30 рода — параллелепипед 1, закрепленный на диэлектрическом держателе 2, и стальную пластину 3 (прямоугольную консоль), закрепленную с одного конца. Емкость, образованная перекрывающимися поверхностями пластины и параллелепипеда, в статическом режиме равна где е — диэлектрическая постоянная;

S — площадь пластины; бв — зазор между электродами.

Емкость периодически меняется при изменении зазора 6 о между электродами и равна

ES с„= (0

Если от стабилизированного источника на электрод 1 подано постоянное напряжение

U„„ îíî преобразуется в переменный сигнал /вых=Кпр /вх, где К,р — коэффициент преобразования преобразователя, равный ", причем 6 — амЬо плитуда колебаний пластины, На пластине 4, образующей емкость связи с параллелепипедом 1, возникнет переменный ток, который создает переменное напряжение

322490

Pdx на входе усилителя. В колебательное движение электрод 8 приводит электромагнитная система, состоящая из постоянного магнита 5, на магнитный поток которого наложен переменный магнитный поток, создаваемый обмоткой

6, с частотой, равной собственной частоте подвижной пластины, Если статическая плоскость вибрирующей пластины расположена так, что ее продольная ось совпадает с направлением радиуса Земли, то это направление считается нулевым, относительно которого ведется отсчет вертикального угла. Если же система будет повернута на угол р относительно направления радиуса Земли, в таком случае появится нормальная составляющая Р„силы тяжести подвижной пластины. Когда система отклоняется от нулевого направления на угол

+гр, нормальная составляющая стремится либо уменьшить зазор 6О, либо увеличить его.

Таким образом наклой системы на угол

+cp связан с изменением зазора 6О, который приводит к изменению коэффициент преобразования К„р. Зависимость коэффициента преобразования от 6р выражается формулой: р О,„3

1 пр — 1+1, 1+, где

С о С„ при этом 6 — амплитуда колебания подвижной пластины в первом приближении, не зависящей от 6q, и параметр р учитывает влияние паразитных емкостей С„конструкции. Выходной сигнал системы усиливается усилителем 7 и поступает на индикатор 8.

В предлагаемом способе преобразование

5 производится не на основном тоне пластинки (что имеет место в маятниковом способе), а на частоте первого обертона. Механическое воздействие вызывает наложение на колебания с частотой первого обертона колебаний основного тона, которые отфильтровываются и подаются в обмотку электромагнита на их подавление.

На чертеже также показаны; динамический конденсатор 9, усилитель 10, синхронный детектор 11, индикатор 12, блок питания 13, блок 14 обратной связи для подавления ложных сигналов, возникающих в конденсаторе 9 при механических воздействиях на него. Введение отрицательной обратной связи умень20 шит ошибку от колебаний-помех до необходимой величины.

Предмет изобретения

Способ измерения вертикального угла наклона, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, угол наклона определяют по изменению статической емкости динамического конденсатора, преобразующего

З0 постоянное электрическое поле в переменное, величина которого является функцией угла поворота конденсатора относительно направления гравитационного поля.

322490

Составитель Э, Терехова

Техред Л. Куклина

Редактор А, Батюгин

Корректор В. )Колудева

Типография, пр, Сапунова, 2

Заказ 11276 Изд. № 1776 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5