Датчик углового наклона объектов

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерений за счет исключения нестабильности пара - метров электронных ключей. Для этого блок управления (БУ) 12 поочередно замыкает один из ключей, размыкает другой и включает частотомер (Ч) 13 на прямой и обратный счет. В первый период измерения БУ 12 замыкает ключ 11 и включает на прямой счет Ч 13, который фиксирует частоту, определяемую емкостью. При замыкании ключа 10 на неподвижный электрод (ИЗ) 8 подается сигнал, синфазньй сигналу на электроде 5 и равный ему по амплитуде, что достигается применением неинвертирующего усилителя 9 с коэффициентом усиления, равным коэффициенту ослабления сигнала автогенератора 6 (отношение сигнала на электродах 4 и 5 к сигналу на выходе автогенератора). При наклоне датчика маятник 1 отклоняется, приближаясь к одному и удаляясь от другого неподвижного электрода, В результате емкость между электродом 7и маятником 1 и емкость между ИЗ 8и маятником 1 изменяются в разные стороны, частоты, определяемые ими будут меняться, а Ч 13 покажет разность частот, пропорционально углу наклона датчика. 1 ил. о

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧ ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) Ялкап 2 1 056

y)) g G 01 С 9/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ а,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТБУ "/

Я, / ! (54) ДАТЧИК УГЛОВ НАКЛОНА ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения повышение точности измерений за счет исключения нестабильности параметров электронных ключей. Для этого блок управления (БУ) 12 поочередно замыкает один из ключей, размыкает другой и включает частотомер (Ч) 13 (21) 3776905/24-10 (22) 26 ° 07.84 (46) 07. 02.86. Бюл. № 5 (71) Московский институт электронного машиностроения (72) A.Ò.Àðòàìîíîâ, Н.И.Даников и А,С.Шмачилин (53) 528.541(088.8) (56) Прш Э.И. Автогенераторные средства и методы измерения ° M.: Машиностроение, 1979, с, 99 †1.

Гусев Г.А, и др. Емкостной преобразователь квазистатических перемещений. — Физика земли, 1980, ¹ 7, с, 91-94. на прямой и обратный счет. В первый период измерения БУ 12 замыкает ключ 11 и включает на прямой счет

Ч 13, который фиксирует частоту, определяемую емкостью. При замыкании ключа 10 на неподвижный электрод (НЭ) 8 подается сигнал, синфазный сигналу на электроде 5 и равный ему по амплитуде, что достигается применением неинвертирующего усилителя

9 с коэффициентом усиления, равным коэффициенту ослабления сигнала автогенератора 6 (отношение сигнала на электродах 4 и 5 к сигналу на выходе автогенератора). При наклоне датчика маятник 1 отклоняется, приближаясь к одному и удаляясь от другого неподвижного электрода. В результате емкость между электродом

7 и маятником 1 и емкость между НЭ

8 и маятником 1 изменяются в разные стороны, частоты, определяемые ими будут меняться, а Ч 13 покажет разность частот, пропорционально углу наклона датчика. 1 ил, i 2100 >6 где С„ 71 емкость между ос.новкым 4 и допопнительным 7 неподвижными электродами, емкость между неподвижным доп11пните:тьным электродом

7 и маятником 1!, емкость между основным 5 до полните:Il.ным 8 неподвижн ыми 1.11ек т пс дами;

Изобретен те относится к измери гель кой технике, в частности к устройствам дпя измерения углов наклона. объектов относительно горизонта.

Депью изобретения является повышение точноcòH измерений за счет исключения нестабильности параметров электронных ключей, 1

На чертеже представлена функциональная схема предпагяемого устройства.

Датчик угпоп наклона объектс1н содержит маятник 1, выполненный в виде пластины, подвешенной на опорах 2 н корпусе 3. По обе стороны

or маятника 1 в корпусе 3 укреппены два неподвиж«ых емкостных электрода 4 и 1, которые соединены между собой и подкпючекы к 1.С-контуру автогенератора 6.."1ежду маятником

1 и кеподв1гж« IMH емкостпыми элект— родами 4 и 5 ряс11опожекы допопкительные электроды 7 и 8, электрически изолированные от неподвижных емкостных эпектродов 4 и 5. Выход автогенератора 6 через неит-:вертирующий усилитель 9 и кпк1чи 10 и 11 подключен к допопнитепьным эттектродам 7 и 8. Ключи упрлвпяются блоком

12 управления, выпоп«екным. например, в ниде MvJlbòHâèáðàòoðà. Выход автогснератора 6 подключен к индикатору (реверсивному частo.roìåpó)

13, управляемому бпс1ком 12 управления.

Датчик работает следующим образом, Блок 12 управпе«ия поочерег,ко замыкает один из ключей, размыкает другой и нкпючает частотомер ка прямой ипи обратный счет.

В первый попупериод измерения блок 12 упрянпекия замыкает ключ 10, размыкает ключ 11 и включает кя прямой счет частотомер 13, которь1й фиксируеr частоту г1, опредеп:тему1с емкостью датчика С, (Iz (71 + СД 081 ) („,- „ С,+ñâ, (71

С,+ С7, 25 71 т. с. емкость датчика в этом спучае о 1рспепяется емкостью между кеподвпж;-«:IMH электродoM H маятником 1.

30 Во второй пог:упериод измерения у1 ройство 112 управления замыкает

KJ:.(iч 11, pBçMI:!êoет к;1юч 10 и вкпю1я т частотомер 13 ка обратный счет, I1p!I этом из 1астоты г, вычитается густота f,, опредепяемая емкостью

2 .;,,lт гика, которал при замыка нии кпю— чя 11 равна — (Я5 (81

Яб 8

40 т,с. емкости между неподвижным эпектроцо. 8 и маятником 1.

Действитепьно,, н этом случае ка до«одни гепьный электрод 7 подается д с 1гкап, сикфазный сигналу ка эпект4 H р ан кый е. -1 .-,о этому д..шамическля емкость С 7 ра«11а кулк1, а (,<, » С 1

11ри нулевом угле ъ, наклона дат1 0 чи«л маятник 1 расположен симметрично относительно основных : и 5 и цопопкитепькых 7 и 8 неподвижных

:>ëeIT rð Jäoâ, = С,, час=,oòII Г, и f равны H к окончанию времени одного измерения показания частотомера равкы кулю.

При наклоне датчика нл угол (6 маятник 1 отклоняется,, прибп тжаясь к

С ем«Ос T Ь меж;1$ !illï(птвиЖIII>IM

"Д1 допопкитепькым электродом

8 H MIIII rll l«OI 1 .

11р» зямыкакии кляча 10 «л допопli:iòг-пт «1111 IIE ïoJIIIHæIIûé электрод 8

По;1лятСЯ СИГНаЛ, СИ«фаЗНЫй СИГНаЛУ

«я зпектропе 5 и равный ему Но лм«1«1ту;те, что достигается примене«ием 11еиквертирующего усилителя 9

10 с «оэффициснтом усиления, равным

«о«11 ф111(кенту ослабления сигнала антогс«оратора 6 (отношение сигкапа кя . 1ектродах 4 и 5 к сигналу на

1псходе явтогенератора). При равен1.т 11 «M11 .итуд H фаз сигнапов на

>.1ектродях 5 и 8 динамическа.я емко.-ть С, между этими электродами 1; рак«я «упю, так как между электро-.

;1,;lм11 пот pBзкости потенпиапов и с...едоватепьно, между «ими не протекает смкост«ой ток. В результате этого в выражении (1) «торсе слагаемое ран-!

Io ку.;Ix), Ес;IH С - С то

121005б

Составитель А,Циплков

Редактор 0.0рковецкая Техред А.Бабинец Корректор А,Обручар

Заказ 509/51

Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 одному и удаляясь от другого неподвижного электрода. В результате

С„ и С8, изменяются в разные стороны. Например, емкость С, увеличивается, а емкость С, на ту же величину уменьшается. Частоты ft u

f определяемые этими емкостями, соответственно уменьшаются и увеличиваются, а частотомер 13 в конце измерения регистрирует разность частот af = f, — f, пропорциональную углу наклона оь датчика.

Формула изобретения

Датчик углов наклона объектов, содержащий корпус, внутри которого расположены два неподвижных электрода и маятник,. установленный между ними и выполненный в виде плоской пластины, блок управления, два ключа и автогенератор, выход которого подключен к индикатору, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет исключения нестабильности параметров электронных ключей, он снабжен двумя дополнительными неподвижными электродами, расположенными между маят-!

О ником и каждым из основных электродов, неинвертирующим усилителем, вход которого соединен с выходом автогенератора, а выход через ключи подсоединен к дополнительным электролам, выходы блока управления подключены к управляющим входам ключей и второму входу индикатора, а основные электроды соединены с входом автогенератора и электрически замкнуты между собой.