Емкостный датчик угла наклона

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 151) 6 01 В 7/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I

1

Ю с М, ГОСУДАРСТВЕННЬ1Й КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3383692/25-28 (22) 15.01.82 (46) 07.06.83. Бюл. Р 21 (72) А. И. Щукин, Н. А. Павликова и Е. К. Петров (53) 621.317.39:531.71 (088.8) (56) l. Заявка, Франции й"- 2368010, кл. G 01. Â 7/30, 1978.

2. Заявка Великобритании Ю 2032110. кл. G Ol В 7/30, 1979 (прототип). (54) Д7) ЕМКОСТНЫИ ДАТЧИК УГЛА НАКЛОНА, содержащий металлический корпус с выполненной из изоляционного материала герметизированной камерой, частично заполненной элек„.SU,, 1021938 А

1 тропроводящей жидкостью, две электропроводные обкладки, изолированные одна от другой и от корпуса и прилегающие к наружной поверхности изоляционной стенки камеры, и электрический проводник, находящийся в постоянном электрическом контакте с электропроводящей жидкостью, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения диапазона измерений, камера выполнена сферической, электропроводные обкладки — полусферическими, а электропроводящая жидкость занимает половину объема сферической камеры и кон* тактирует с электрическим проводником в центре сферы.

10219

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности дяя измерения угла наклона объекта в пространстве относительно вертикального положения.

Известен датчик угла наклона электроконтактного типа, содержащий корпус с частично цилиндрической внутренней стенкой, в которую вмонтированы на расстоянии один от другого контактные элементы. Подвижный электропроводный элемент, перекатывающийся при накло- 10 не объекта по цилиндрическому участку стенки, обеспечивает замыкание соответствующей лары контактных элементов (1).

Недостатком датчика является невозможность определения угла наклона объекта при его поворотах относительно осей, перпендикулярных продольной оси датчика, а также невозможность обнаружения изменений углй наклона объекта при вертикальном расположении продольной оси датчика, так как он работоспособен лишь при горизонтальном расположении продольной оси, являющейся осью вращения датчика.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является емкост- 25 ный датчик угла наклона, содержащий.металлический корпус с выполненной из изоляционного материала герметизированной камерой, частично занолиениой электропроводящей жидкостью, например ртутью, две электропровод. ные обкладки, изолированные одна от другоч и от корпуса и прилегающие к наружной поверхности изоляционной стенки камеры, и электрический проводник, находящийся в постоянном электрическом контакте с электропроводящей жидкостью. Камера имеет частично сферическую поверхность, а электрический про водник образует электрический контакт с электропроводящей жидкостью около дна частично сферической полости (2).

Недостатком известного датчика является ограниченный диапазон измерений угла наклона обьекта, составляющий 4 19,5 .

Целью изобретения является расширение диа пазона измерений, Поставленная цель достигается тем, что в емкостном датчике угла наклона, содержащем металлический корпус. с выполненной из изоляциоиного материалат» герметизированной камерой, частично заполненной электропроводящей жидкостью, две электропроводные об- 50 кладки, изолированные одна от другой и откорпуса и прилегающие к наружной поверхносm изоляционной стенки камеры, и электрический проводник, находящийся в постоянном электрическом контакте с электропроводяшей жидкостью, камера выполнена сферической элек гропроводные обкладки — полусферическими, электропроводящая ллщкость занимает

38 2 половину объема сферической камеры и контактирует с электрическим проводником в центре сферы.

На чертеже представлен емкостной датчик угла наклона, общий вид, Датчик содержит металЛический корпус 1 с изоляционным слоем 2 на его внутренней поверхности, крышкой 3 и изоляционной прокладкой 4. Внутри корпуса размещены две электропроводные обкладки 5 и 6 конденсатора, изолированные одна от. другой прокладкой 7 и плотно охватывающие своими профилированными по полусфере;,торцами наружную поверхность изоляционной стенки 8 герметизированной, сферической камеры 9, заполненной наполовину электропроводящей жидкостью 10, например ртутью. Эта жидкость образует средний, подвижный электрод конденсатора и находится в постоянном электрическом, контакте с электрическим проводником 11, являющимся выводом датчика. Электрические проводники

12 и 13 являются выводами датчика, присоединенными к обкладкам 5 и 6 конденсатора.

Датчик закрепляется на объекте в вертикальном положении.

Датчик работает следующим образом..

При отклонении объекта (не показан) от вертикального положения на угол а изменяются емкости С -1О и С, - о между его обкладками 5 и 6 и электропроводяшей. жидкостью 10 соответственно. При а = 0 емкость

СЬ „о является максимальной; а С „о минймалвной. При угле наклона а = 90, т. е. а при горизонтальном положении датчика, емкости С „= С „. При дальнейшем увеличе. нии угла а вплоть до 180 емкость С5.. продолжает увеличиваться, достигая максимума, . а емкость С „— уменьшается цо минимума.

Изменения электрических емкостей и их соотношений могут измеряться электрическим способом, например включением емкостей С и С „в .контуры автогенераторов. Частоты автогенераторов, измеренные, например, цифровыми средствами, несут информацию об изменении угла наклона объекта. Диапазон измеряемых углов, без учета знака угла наклона относительно вертикальной оси У составляет 180 .

Для уменьшения чувствительности емкостного датчика к вибрациям и случайным помехам сферическую полость камеры 9 заполняют неэлектропроводяшей жидкостью, в которую до- бавляют электропроводящую жидкость, не смешивающуюся с первой. Обе жидкости должны полностью заполнить сферическую полость камеры.

Преимуществом предлагаемого датчика является более широкий диапазон измерения утла наклона в пространстве (180 ) при отклонении объекта от вертикали в любой и:пакости.

102I938

Составитель С. Скрыпник

Техред Е.Харитончик

Корректор А. Тяско

Редактор Н. Рогулич

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

34 к аэ 4022/30 Тираж 602

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открв|тий

lI3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5