Устройство для определения угла наклона объекта

 

Использование: приборостроение для определения угла наклона и для управления приводом механизма выравнивания объекта . Сущность изобретения: в устройстве для определения угла наклона объекта, содержащем сосуд 1 из немагнитного материала, частично заполненный магнитной жидкостью , и обмотки 3, сосуд 1 установлен на выполненные из немагнитного материала четыре магнитосвязанные между собой опоры (магнитопроводы)2, на которых расположены включенные попарно согласнопоследовательно обмотки 3, имеющие возможность индивидуального перемещения относительно опор 2. При этом опоры 2 охватывают сосуд 1, а уровень магнитной жидкости расположен в пределах зоны соприкосновения опор с сосудом. 3 ил.

СОВХОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 С 9/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4839821/10 (22) 20,04.90 (46) 23.11,92. Бюл. М 43 (71) Производственное объединение "Ижевский механический завод" (T2) С.В.Харченко, АШСаблин, M.В.Скобелев, А.H.Ãàâðèëîâ, А.А, Коробов и А.В.Колесников (56) Авторское свидетельство СССР

t4 1439404, кл. G 01 С 9/06, 1986.

Патент США М 4023278, кл. G 01 С 9/20, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА НАКЛОНА ОБЪЕКТА (57) Использование: приборостроение для определения угла наклона и для управления

„„5U„„1776991 А1 приводом механизма выравнивания объекта. Сущность изобретения: в устройстве для определения угла наклона объекта, содержащем сосуд 1 из немагнитного материала, частично заполненный магнитной жидкостью, и обмотки 3, сосуд 1 установлен на выполненные из немагнитного материала четыре магнитосвязанные между собой опоры(магнитопроводы) 2, на которых расположены включенные попарно согласнопоследовательно обмотки 3, имеющие возможность индивидуального перемещения относительно опор 2. При этом опоры 2 охватывают сосуд 1, а уровень магнитной жидкости расположен в пределах зоны соприкосновения опор с сосудом. 3 ил. 3

1776991

40

Изобретение относится к измерительному приборостроению и может быть использовано для определения угла наклона и для управления приводом механизма выравнивания объекта.

Известно устройство для определения угла наклона обьекта,содержащее полусферическую диафрагму иэ эластичной магнитной пленки с электропроводным слоем, нанесенным в виде концентрических контактных колец на ее внутреннюю сторону.

Диафрагма закреплена с зазором относительно корпуса, с его внешней стороны.

Корпус выполнен иэ электропроводного материала. В полусферической диафрагме расположен ферромагнитный шарик.

Недостатком данного устройства являетсяя сравнительно низкая его точность измерения, т.к. наличие концентрических контактных колец способствует этому.

Между указанными кольцами существует диэлектрическое пространство, величина которого в прямую отрицательно влияет на точность измерения. Инерционность шарика также отрицательно влияет на точность измерения, Известно устройство, взятое в качестве прототипа, включающее в себя сосуд, имеющий камеру тороидальной формы постоянного сечения, частично заполненную магнитной жидкостью. На камере тороидальной формы размещены первичная и вторичная обмотки. Вторичная обмотка выполнена в виде четырех обмоток, равнорасположенных относительно друг друга.

Данная конструкция обладает жесткими требованиями к выполнению обмоток, расположению вторичных относительно друг друга. Наличие зазоров между витками обмоток и неравномерность расположения вторичных обмоток относительно друг друга приводит к дополнительному изменению индуктивности, которая отрицательно влияет на точность определения угла наклона объекта. Устройство сложно в технологическом отношении, требует высокой точности изготовления, что является определенным недостатком. Кроме того, данная конструкция не позволяет производить регулировку симметричности расположения обмоток друг относительно друга, что отрицательно влияет на точность и технологичность настройки устройства.

Цель изобретения — повышение точности.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем сосуд из немагнитного материала. частично заполненный магнитной жидкостью, и обмотки, сосуд установлен на выполненные иэ магнитного материала четыре магнитосвязанные между собой опоры, на которых расположены включенные попарно согласно-последовательно обмотки, имеющие возможность индивидуального перемещения относительно опор, и ри этом опоры выполнены охватывающими сосуд и уровень магнитной жидкости расположен в пределах зоны соприкосновения опор с сосудом.

На фиг. 1 показан общий вид устройства; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг, 3 — принципиальная схема соединения обмоток.

Устройство для определения угла наклона обьекта содержит сосуд 1, магнито1 проводы 2, выполненные из феррита и в виде основания и опор, расположенных в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. На каждой опоре расположена обмотка 3. Каждая обмотка имеет возможность независимо от других перемещаться при настройке и фиксироваться в нужном положении после настройки. Сосуд 1 изготовлен иэ немагнитного материала и представляет собой усеченный конус, а опоры 2 охватывают его. Сосуд 1 частично заполнен магнитной жидкостью так, что ее поверхность расположена в пределах зоны соприкосновения опор магнитопровода 2 с сосудом 1. Обмотки 3 соединены попарно согласно-последовательно. Схема снабжена источником питания.

Устройство работает следующим образом.

В случае, когда датчик находится в горизонтальном положении, магнитный поток, наводящийся между всеми четырьмя обмотками, одинаков. Поэтому напряжения U> и

Uz будут нулевыми, При наклоне устройства по оси ОУ в сторону обмотки "а" между обмотками "а" и "с" появляется разбаланс магнитного потока и работает цепь с напряжением V>, т.к, над опорой обмотки

"а" магнитной жидкости становится больше, чем над опорой обмотки "с". Соответственно напряжение U> будет увеличиваться пропорционально углу наклона устройства. При наклоне устройства по оси ОУ в сторону обмотки "с" фаза напряжения U1 изменяется на 180 . Между обмотками "о" и "0" в данном случае разбалансировки магнитноlo потока не происходит и напряжение U2 остается нулевым, При наклоне устройства в плоскости ОХ работа его аналогична описанной выше, но при этом работает другая цепь Uz.

При комбинированном наклоне устройства в обеих плоскостях возникает разбаланс обеих магнитных цепей и напряжения

01 и Uz изменяются пропорционально углам

1776991

А -A уменьшено наклона устройства соответственно OY u

ОХ.

Повышение точности основано на свойстве жидкости, применяемой в устройстве (магнитная жидкость без приложенного 5 магнитного поля является обычной подвижной жидкостью) — это не иметь собственной формы. Поэтому в предлагаемом устройстве магнитная жидкость моментально реагирует на малейшее изменение угла наклона уст- 10 ройства, что приводит к перераспределению магнитных потоков в устройстве и это регистрируется обмотками, расположенными на ферритовых опорах. Принципиально нижний порог чувствительности предлагае- 15 мого устройства определяется тепловыми шумами электрических проводов, которые намотаны на обмотки, и чувствительностью схемы измерения напряжений. Технологичность устройства повышается за счет про- 20 стоты изготовления сосуда, воэможности раздельной намотки обмоток, а также возможности простой настройки, регулировки разности напряжений в обмотках путем перемещения последних по ферритовым опорам и простой фиксации.

Формула изобретения

Устройство для определения угла наклона объекта, содержащее сосуд иэ немагнитного материала, частично заполненный магнитной жидкостью. четыре обмотки, включенные попарно согласно последовательно и расположенные попарно в двух взаимно перпендикулярных вертикальных плоскостях, и блок обработки, о т л и ч а ющ е е с я тем, что. с целью повышения точности, оно снабжено четырьмя магнитосвязанными между собой магнитопроводами, на каждом из которых размещена соответствующая обмотка, установленная с возможностью перемещения вдоль магнитопровода, при этом магнитопроводы введены в контакт с наружной стенкой сосуда, а граница свободной поверхности жидкости расположена в пределах зон контакта магнитопроводов с сосудом.

1776991

Составитель l0. Пузанов

Редактор Г. Ьельская Техред М.Моргентал Корректор М. Демчик

Заказ 4115 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Уаушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101