Устройство для измерения высоты относительно исходного уровня
т
< ц 4826l5 опНСАННЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Свита Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.05.73 (21) 1927960/25-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 30.08.75. бюллетень № 32
Дата опубликования описания 18,02.76 (51) М. Кл. G 01Ь 7/02
Уосударственный комитег
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 531.71(088.8) (72) Авторы изобретения И. В. Лроскуренко, В. В. Собченко, В. М. Токмаков и Л. И. Токмакова (71) Заявитель Дальневосточный ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. В. В. Куйбышева (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОТЫ ОТНОСИТЕЛЬНО
ИСХОДНОГО УРОВНЯ
Изобретение относится к области электрических измерений неэлектрических величин и может быть использовано, в частности, для измерения уровня сыпучих, жидких и твердых тел, для контроля толщины слоя на конвейере, для измерения толщины биологических объектовит.п, Известны устройства для измерения уровпя, например датчик уровня, содержащий ссльсин-датчик, соединенный механической передачей с мерным барабаном и поплавком, и сельсин-приемник, связанный со счетным механизмом.
Однако известное устройство не надежно в работе и нс обеспечивает необходимой точности измерения из-за инерционности кинематической схемы и наличия в кинематических звеньях больших моментов инерции.
Цель изобретения — повышение надежности устройства и точности измерений.
Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно дополнительно снабжено регулируемым источником опорного сигнала, преобразователь выбран с косинусоидальной зависимостью величины сигнала от угла в пределах до 90, ротор преобразователя связан со щупом, так чтобы в исходном положении величина сигнала преобразователя была максимальной, а выход источника опорного сигнала соединен с выходом преобразователя.
На чертеже схематически показано предлагаемое устройство, где в качестве примера преобразователь угла поворота в электрический сигнал выполнен в виде вращающегося
5 трансформатора, а источник опорного сигнала выполнен на постоянном токе. Принципиально возможно выполнить источник опорного сигнала и выход преобразователя угла поворота на переменном токе, однако, в этом о случае потребуется компенсация опорного сигнала как по амплитуде, так и по фазе, Устройство состоит из преобразователя угла поворота в электрический сигнал, выпол15 ненного в виде синусно-косинусного вращающегося трансформатора 1, установленного над конвейером 2. Статорная обмотка 3 трансформатора 1 подключена к источнику стабилизированного переменного напряжения
20 V,. На валу 4 ротора 5 вращающегося трансформатора закреплен качающийся щуп 6 таким образом, чтобы в исходном положении щупа 6 величина сигнала косинусной обмотки
7 была максимальной. Щуп 6 снабжен упора25 ми 8 и 9, ограничивающими его поворот в пределах 90, и возвратной пружиной 10, Выход косинусной обмотки 7 ротора вращающегося трансформатора соединен с диодным мостом
11, выход которого включен через потенцио30 метр 12 и 13 встречно с выходом диодного мо482615
U,„„= U,(1 — cos a). (2) ста l4, на вход последнего включено напряжение V, равное напряжению сети Р„умноженному на коэффициент трансформации
Е» вращающегося трансформатора — с тр т, е. на выходе диодного моста 14 установлегго постоянное эталонное напряжение Vp, Измеряемый объект 15 расположен на конвейере 2. Для облегчения скольжения щупа 6 по объекту возможна установка на его конце ролика 16.
В исходном состоянии качающийся щуп 6 занимает вертикальное положение и угол его поворота а равен нулю. Напряжение на выходе косинусной обмотки 7 равно тр Uc При движении конвейера 2 измеряемый объект 15 отклоняет качающийся щуп на некоторый угол а, при этом высота объекта Н (см. чертсж) равняется Н =- Я (1 — cos а), (1) где R — длина качающегося щупа 6. Напряжение на косинусной обмотке 7 ротора вращающегося трансформатора и на выходе диодного моста 11 VII уменьшается пропорционально косинусу угла поворота щупа. U„=-U, cosa, а напряжение на выходе устройства, равное разности выпрямленных напряжений диодных мостов 11 и 14, равно Из уравнений (1) и (2) следует что при по стоянных значениях длины щупа R и эталонного напряжения Vq высота измеряемого объекта R — ВЫХ1 о т. с. является линейной функцией выходного напряжения У„|х-. Установка на конце щупа 6 ролика 16 с радиусом r приводит к появлению ошибки в измерении высоты ЬН=- r(1 — cosu), 15 которая зависит от величины радиуса ролика 16 на конце щупа 6 и угла его поворота и изменяется в пределах от нуля (при а = 0) до 20 величины r (при а = 90 ). Предмет изобретения Устройство для измерения высоты относительно исходного уровня, содержащее качающийся щуп и связанный со щупом преобразователь угла в электрический сигнал, отл и30 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства и точности измерений, оно снабжено регулируемым источником опорного сигнала, преобразователь выбран с косинусоидальной зависимостью величины сигна35 ла от угла в пределах до 90, ротор преобразователя связан со щупом так, чтобы в исходном положении величина сигнала преобразователя была максимальной, а выход источника опорного сигнала соединен с выходом пре40 образователя. 482615 Составитель В. Минин Техред Т. Миронова Корректор Л Денискина Редактор О, Юркова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ !9/5 Изд. № 1978 Тираж 782 Подписное ИНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 1l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
