Электронный уровень

Электронный уровень

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (н442373 (22) Заявлено 200776 (21) 2390461/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Союз Советсник

Социалистически к

Республик (11) 606099 т

ы., (51) М. Кл.

С 01 С 9/06

Гостдерстеенный комитет

Сонета Мннистрае СССР аа делам нзааретеннй и открытий (43) Опубликовано050578, Бюллетень № 17 (53) УДК 528. 541 (088.8) (45) Дата опубликования описания 10.0478

Л.Л.Эейгман и В.А.Шумилин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОННЫЙ УРОВЕНЬ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к приборам для измерения углов наклона объектов и для автоматического контроля прямолинейности и плоскостности. 5

По основному авт. св. 9 442373 известен электронный уровень, содержащий пузырьковую ампулу с жидкостью, являющейся диэлектриком дифференциального конденсатора jl) . Ампула закрепле40 на на торсионной пружине, концы последней жестко связаны с корпусом, который является несущим основанием электронного уровня. На концах ампулы укреплены катушки электродинамических систем, установленных в корпусе. Дифференциальный конденсатор электрически связан с катушками через электронное устройство,преобразующее изменение емкости дифференциального 20 конденсатора в пропорциональное напряжение, и усилитель мощности.

При наклоне корпуса относительно . линии горизонта на некоторый угол на- 25 клоняется и ампула, вызывая перемещение пузырька, что в свою очередь изменяет диэлектрическую постоянную конденсатора, а значит и его емкость.

Электронное устройство преобразует 80 изменение емкости в напряжение Гвци которое усиливается усилителем мощности до значения U»» обеспечивающего в катушках электродинамической системы ток, создающий момент силы, возвращающий ампулу в горизонтальное положение. Таким образом электронный уровень является следящей системой с силовым уравновешиванием.

Вследствие этого период затухания колебаний пузырька ампулы значительно сокращается.

Однако коэффициент передачи разомкнутой системы, определяющий период затухания, не постоянен вследствие нелинейности элементов, входящих в уровень. Например, усилитель мощности имеет определенный динамический диапазон, и при больших значениях входных сигналов напряжение- на его выходе не изменяется. Следовательно, в определенные моменты прекращается компенсация углов наклона, цепь обратной связи размыкается, и электронный уровень за пределами зоны слежения превращается в обычный уровень (не следящий).. Линейное перемещение пузырька в зоне слежения невелико и составляет малую долю длины ампулы.

606099

Целью дополнительного изобретения является увеличение быстродействия уровня.

Поставленная цель дости -ается тем, что параллельно усилителю мощности подключены последовательно соединен-. ные двухполупериодный выпрямитель, элемент с релейной харак=еристикой и генератор. низкой частоты.

На чертеже приведена структурная схема электронного уровня.

Электронный уровень содержит пузырьковчю ампулу 1 с жидкостью, являющейся диэлектриком дифференциального конденсатора 2. Ампула .эакреп- 25 лена на торсионной пружине 3, концы которой жестко связаны с корпусом 4, являющимся несущим основанием электронного уровня. На концах .ампулы укреплены катушки 5 электродинамических систем З0 б, установленных в корпусе. Дифференциальный конденсатор 2 связан с катушками 5 через электронное устройство 7, преобразующее изменение емкости дифференциального конденсатора в пропорциональное напряжение. и усилитель мощности 8. Параллельно усилителю мощности подключены последовательно соединенные элементы: двухполупериодный выпрямитель 9, элемент с релейной характеристикой 10, например, триггер Шмитта и генератор низкой частоты 11.

Формула изобретения

Электронный уровень по ант. св.

9 442373, отличающийся .тем, что, с целью повышения быстродействия уровня, параллельно усилителю мощности подключены последовательно соединенные двухполупериодный выпря60 митель, элемент с релейной характеристикой и генератор низкой частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

9 442373, кл. Q 01 с 9/06, 1972.

При воздействии ускорений пузырек выходит иэ эоны слежения и обратная связь в этом случае размыкается.

Поэтому при частом ноздействии ускорений (например, перестановках и перемещениях уровня) быстродействие электронного уровня оказывается малым и стремится к быстродействию саМой ампулы.

Работает устройство следующим образом. При наклоне корпуса на некоторый угол 9 наклоняется и ампула

1, вызывая перемещение пузырька, что в свою очередь изменяе диэлектрическую постоянную конденсатора 2, а значит и его емкость. Электронное устройство 7 преобразует изменение емкости в напряжение- Унь,„,, которое в дальнейшем усили9ается усилителем мощности До значениЯ 0.бь,, обеспечивающего в катушках злектродинамической системы ток, создающий момент силы, возвращающий ампулу в исходное положение.

При воздействии ускорений пузырек ампулы выходит иэ зоны слежения, при этом на выходе электронного устройства напряжение U>,„ ïðoäoëæàåò увелиЬ 1 чинаться, Напряжение U ybtq 1 подается на днухполупериодный выпрямитель, который делает его однополярным независимо от направления перемещения пузырька. В дальнейшем оно поступает на триггер Шмитта, у которого напряжение включения „ д находится за зоной слежения, а напряжение выключения

Ubö „ — в зоне слежения. Триггер Шмитта включается и запускает генератор электрических колебаний низкой частоты 11, который в свою очередь вынужда ет ампулу колебаться. н вертикальной плоскости вокруг торсионной пружины с частотой генератора. Частота генератора и резонансная частота механической системы должны совпадать, чтобы амплитуда механических колебаний была наибольшей при одной и той же энергии, отдаваемой генератором.

При этом возникает центробежная сила, вытесняющая жидкость к концам ампулы, а пузырек-к ее центру и активно противодействующая той силе, что вывела пузырек из зоны слежения. При вхож,-: дении в зону слежения напряжениеЫнщ4 понижается до уровня U>>,„> триггера

Шмитта, который выключает генератор низкой частоты.

Таким образом, предлагаемый элект- ронный уровень представляет собой две системы, следящие за положением пузырька.

Одна из них — система с силовым уравновешиванием, имеющая определенную зону слежения и напряжение П ы 2 поступающее на катушки 5 электродинамической системы пропорционально углу наклона уровня. Вторая система является релейной следящей системой, которая включается при выходе пузырька из зоны слежения, а выключается при попадании его и зону слежения. Такая работа устройства резко сокращает время нахождения пузырька вне зоны слежения и повышает быстродействие электронного уровня °

В условиях, когда на уровень воздействуют ускорения, и частота их воздействия имеет тот же порядок, что и собственное время успокоения пузырька ампулы, предложенный уровень имеет значительные преимущества по. сравнению с известными при проведении измерений.

606099

VAa .2

Составитель Л.Колюбакина

1екред E.Давидович Корректор; Л.Небола

Редактор H.hõìåäîâà

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 2406/32 Тираж 872 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР

° по делам изобретений и открытий.

115035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5