Двухкоординатный резистивный преобразователь угла наклона

Двухкоординатный резистивный преобразователь угла наклона

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ус COri " %AH о и и с А 1 41

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскии

Социалнстнческии

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл.

G 01 С 9/06 (22) Заявлено 02.12.77 (21) 2549526/18-10 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет—

5ЪаударстввииыИ камитвт

CGCP ив делам изабретеиий и втирнтий

Опубликовано 25.01.80, Бюллетень М

Дата опубликования описания 28.01.80 (53) УДК

5 28.541 (088.8) Н. П, Волков, Н. И. Даников и Ч. +. Киселев (72) Авторы изобретения

Московский институт электронного машиностроения (71) Заявитель (54) ДВУХКООРДИНАТНЫЙ РЕЗИСТИВНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

УГЛА НАКЛОНА

Изобретение относится к области контрольно. измерительной техники, в частности к устройствам для определения углов наклона от горизонтальной плоскости различных объектов, технологических баз, приборов и т.п.

Известны преобразователи углов наклона, содаржащие корпус, частично заполненный электропроводящей жидкостью, и электрод (1), (2).

Недостатками этих преобразователей помимо небольших чувствительности и точности являются также зависимость измерения по одной угловой координате от угла наклона по другой угловой координате или невозможность фиксации направления отклонения от вертикали.

Известны датчики углов наклона, содержащие корпус сферической формы, наполовину заполненный электролитом, в котором концентрично с ним помещен шар с изолированными один от другого кольцевыми электродами, расположенными в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях и включенными в измерительную мостовую схему (3).

Ближайшим по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является резнстивный наклономер, содержащий изогнутую сферическую трубку, внутренняя полость которого наполовину заполнена электропронодяшей жидкостью и содержит высокоомную проволоку с контактным: выводом посередине, причем обе половины проволоки подсоединены к измерительной схеме дифференциально 14).

Недостатки этого наклономера — низкая чувствительность и небольшая точность, которая уменьшается при использовании двух взаимно перпендикулярно расположенных преобразователей для измерения углов наклона по двум координатным осям.

Цель изобретения — повышение чувствительности и точности устройства при обеспечении линейности и независимости измерения по одной угловой координате от утла наклона по другой угловой координате.

Указанная цель достигается тем, что сечение каркасов резистивных элементов выполнено с двумя противоположно расположенны708149 ми углами, вершины которых совмещены с координатной плоскостью, а с участков намоток, находящихся на линии этих вершин и обращенных в сторону жидкости, удалена изоляция, причем на каждом каркассе симметрично относительно координатной плоскости, перпендикулярной плоскости измерения, расположены две идентичные обмотки, включенные в мостовую схему дифференциально и смещенные по окружности одна относительно другой на полшага намотки обмоток; каркасы резистивных элементов выполнены в виде двух идентичных колец, центры которых размещечы на уровне поверхности электропроводящей жидкости и совпадают с центром внутренней шарообразной полости корпуса.

15

Принципиальная схема двухкоординатного реэистивного преобразователя углов наклона приведена на фиг. 1 — 3 (в трех проекциях), Корпус состоит из двух половин — нижней

1 и верхней 2, между которыми заключена уплотнительная прокладка 3, поджатая винта= ми 4. В нижней части корпуса сделаны два отверстия для ориентировки преобразователя по координатным осям при его установке на измеряемую площадку. Внутренняя полость корпуса имеет шарообразную форму и заполнена электропроводяшей жидкостью 5 так, чтобы уровень ее поверхности совпадал с центром сферы.

Внутри корпуса на цилиндрических кронштейнах 6 с помощью прижимных планок 7 и винтов 8 закреплены два интентичных резистивных элемента 9, ориентированных по координатным осям Х и У, Каждый элемент состоит из каркаса и намотанных на нем двух идентичных однорядовых обмоток, расположенных симметрично относительно координатной плоскости, перпендикулярной плоскости измерения, и включенных в мостовую схему дифференциально. Зля уменьшения погрешности дискретности одна обмотка смешена по окружности относительно другой на полшага намотки об

35

4О моток.

Каркасы резистивных элементов выполнены в виде разомкнутых колец, имеюших сечение с двумя противоположно расположенными утлами, вершины которых совмещены с координатной плоскостью. С участков обмоток, находящихся на линии этих вершин и обрашенных в сторону жидкости, удалено изолирующее покрытие. В результате этого на каждом резистиээном элементе образованы внешняя и внутренняя узкие контактные полоски, совпадающие с координатной плоскостью и практически обеспечиваюшие независимость измерения по одной угловой координате от угла наклона по другой угловой координате.

Кольцевая форма каркасов и совмешение

Ах центров с центром внутренней полости корпуса гюзволяет получичь линейную зависимость изменения сопротивления резистивных элементов от угла наклона исследуемого объекта..

Принцип работы устройства заключается в следующем. В начальном (нулевом) положении преобразователя (угол наклона по каждой координатной оси равен нулю) сопротивления обмоток резистивных элементов имеют одинаковую величину. При этом измерительные мосты сбалансированы и на их выходах сигналы отсуствуют.

Наклон преобразователя (угол наклона по . каждой координатной оси не равен нулю) приводит к неравенству сопротивления обмоток резистивных элементов за счет неравенства числа витков, замкнутых электропроводящей жидкостью. В результате этого нарушается равновесие измерительных мостов и на их выходах появляются сигналы, величина которых пропорциональна углу наклона, а знак — направлению наклона по данной координатной оси.

В изобретении погрешность из-за зависимости каналов уменыпается более, чем в 10 раз (толщина каркасса — 10 мм), погрешность дискретности снижается в 2 раза, достигается линейность выходной характеристики (при цилиндрическом каркасе зависимость — тангенциальная) .

<формула изобретения

1. Лвухкоординатный резистивный преобразователь угла наклона, содержащий корпус, частично заполненный электропроводящей жидкостью, в которой расположены во взаимноперпендикулярных плоскостях резистивные элементы с однорядовой намоткой, подключенные соответственно к двум измерительным мостам, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем обеспечения независимости измерения по одной угловой координате от угла наклона по другой угловой координате, сечение каркасов резистивных элементов выполнено с двумя противоположно . расположенными углами, вершины которых совмешены с координатной плоскостью, а . с участков намоток, находящихся на линии этих вершин и обращенных в сторону жидкости, удалена изоляция, причем иа каждом каркасе симметрично относительно координатной плоскости, перпендикулярной плоскости измерения, расположены две идентичные обмотки, включенные в мостовую схему дифференциально и смещенные по окружности одна относительно другой на полшага намотки обмоток.

2. Преобразователь по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью получения линейной зависимости изменения сопротивления резистивных элементов от угла наклона, карка сы резистивных элементов выполнены в виде двух идентичных колец, центры которых размещены на уровне поверхности электропроводящей жидкости и совпадают с центром внутренней шарообразной полости корпуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

708149

1. Авторское свидетельство СССР Р 502221, кл. G 01 С 9/06, 1973.

2. Патент С1ПА N 3478437, кл. 33 — 336, опублик. 1969.

3. Авторское свидетельство СССР N 459668, кл, G 01 С 9/36, 1972.

4. Патент Франции N 2216558, кл. G 01 С 9/06, опублик. 1974 (прототип) .