Электролитический датчик горизонта

 

646198

Союз Саеетеммн

Соцмалмстичвсммн

Респубпик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14 03.77(21) 2462211/18-10 (51) . Кл. с присоединением заявки №

G 01 С 9/18 (53) УЙ) 528.541 (088. 8) Гооударотевнный номнтет

СССР но делам нзобретеннй н открытий (2З) Приоритет

Опубликовано05.02.79.бюллетень . 5

Лата опУбликования описания 08 02 79

С. С. Апикберов и P. B. Апевсаыпров (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (S4) ЭЛЕКТРОПИТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ГОРИЗОНТА

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения отклонения контрольной плоскости от плоскости горизонта.

Известны электроли ические датчики горизонта (датчики вертикали, датчики угла), содержащие полость, заполненную электролитом со свободным объемом — газовым пузырьком, и два электрода на сферической поверхности, изолированные от корпуса и один от другого и установленные на одной оси, и один общий электрод, в качестве которого может быть использован корпус )1 †. 3).

Однако ввиду того, что известные датчики не имеют отрицательной обратной связи, им свойственны такие недостатки, как низкая получаемая точность и слабые динамические характеристики.

Известны электролитические уровни с обратной связью между управляющими и регулирую щими электродами на основе эффекта движения поверхности раздела «жидкостьгаз» в поле переменного тока (4)

Ближайшим по технической сущности является электролитический уровень, содержащнй частично заполненный электролитом

2 корпус (цилиндрической формы стеклянная ампула) с впаянными в него электродами.

На управляющие электроды подается напряжение питания с блока питания. Выходным сигналом усилителя является напряже5 ние, снимаемое с измерительной диагонали моста, образованного сопротивлением элек. тролита между тремя электродами и двумя постоянными сопротивлениями, Отсчетным устройством служит фазовый вольтметр с симметричной шкалой, проградуированной

fo в угловых единицах (5). . Движение края поверхности раздела сред, вызванное силой земного тяготения при наклоне уровня от горизонта, изменяет сопротивлейне плеч моста. Напряжение с измерительной диагонали усиливается и поступает тз на регулирующие электроды. Возникающие при этом электростатические силы сдвигают края поверхности разделов в прежнее положение. Выходное напряжение усилителя обратной связи одновременно поступает на

2В фазовый вольтметр, служащий отсчетным устройством.

Известное устройство имеет такие недостатки, как низкая точность и неустойчивая работа, особенно при колебаниях с часто646198 той 0,5 — 3,5 гц. Эти недостатки обуславливаются тем; что уровень имеет два дополнительных регулирующих электрода, усилитель переменного тока и несиловой датчик компенсационной силы обратной связи и не имеет демпфирования.

Целью изобретения является увеличение точности измерения и улучшение динамических параметров.

Эта цель достигается тем, что в известном электролитическом датчике, содержащем герметичный корпус, частично заполненный электролитом, газовый пузырек, электроды и цепь обратной связи, состоящую из усилителя, включенного между входом моста с сопротивлениями плеч датчика и датчиком компенсационной силы, последний выполнен в виде двух электромагнитов, установленных вне герметичного корпуса, обмотки которых подключены к выходу усилителядемодулятора, двух поплавков с ферромагнитной массой со степенью свободы в направлении осей соответствующих электромагнитов, а корпус, электролит и газовый объем ра делены герметичной перегородкой на две симметричные части с одним электродом и одним поплавком с ферромагнитной массой в каждой части.

При наклоне датчика выходной сигнал через усилитель-демодулятор подается на обмотки электромагнитов. Электромагниты, действуя на ферромагнитные массы с поплавками, изменяют уровень электролита в обеих частях, то есть компенсируют рассогласование, возникшее при наклоне датчика.

На фиг. 1 изображен схематически электролитический датчик горизонта; на фиг. 2— схема включения электролитического датчика горизонта.

Датчик (фиг. 1) содержит герметичный корпус 1, частично заполненный электролитом 2, газовый пузырек 3 под сферической или цилиндрической поверхностью, частично смачиваемые электролитом электроды 4, изолированные от корпуса изоляторами 5, герметичную перегородку 6, разделяющую газовый пузырек и контактирующие с ним электроды на две симметричные части 7, электромагниты 8 и обладающие плавучестью ферромагнитные массы 9 с поплавками

l0, укрепленными внутри каждой части корпуса с возможностью перемещения в направлении осей соответствующих электромагнитов, например на тонких пластинах 11, и усилитель-демодулятор 12 обратной связи.

На схеме включения электролитического датчика горизонта (фиг. 2) показана нагрузка 13, усилитель-демодулятор 12 !! 78Ya-сопротивления 14 для включения электролитического датчика горизонта по мостовой схеме.

Датчик работает следующим образом.

Ток через электроды 4 и электролит 2 идет на корпус 1, служащий общим электродом, и далее в цепь нагрузки, создавая на нагрузке 13 напряжение соответсвующей фаФормула изобретения

40 ромагнитной массой со степенью свободы в направлении осей соответствующих электромагнитов, а корпус, электролит и газо45 вый объем разделены герметичной перегородкой на две симметричные части с одним электродом и одним поплавком с ферромагнитной массой в каждой части.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 20!670, кл. G 01 С 9/18, G 01 С 19/44, 1965.

2. Патент ФРГ № 1228428, кл. 42 с 24, 1966.

3. Патент США № 3442023, кл. 33 — 206, ! 969.

4. Авторское свидетельство СССР

25 зы. Снятое с нагрузки 13 напряжение, возникающее при наклоне датчика, подается на вход усилителя-демодулятора 12 и с его выхода — на обмотки электромагнитов 8.

Электромагниты протягивают или отталкивают (в общем случае в качестве ферромагнитных масс используют магниты с явно выраженными полюсами) ферромагнитные массы 9, скрепленные с поплавками 10, что вызывает в свою очередь изменение уровня электролита в герметичных частях 7 корпуса, понижение в одной и повышение в другой.

Таким образом происходит компенсация рассогласования, возникающего при наклоне датчика. Датчик оказывается охваченным отрицательной обратной связью по отношению уровня электролита.

Наличие контура обратной связи существенно снижает требования к линейности характеристики усилителя-демодулятора, а движение ферромагнитных масс, происходящее в электролите и имеющееся в системе демпфирование, обеспечивают устойчивость системы, улучшают его динамические характеристики. Кроме того, наличие цепи обратной связи с коэффициентом усиления «К» повышает чувствительность и точность датчика.

Электролитический датчик горизонта, содержащий герметичный корпус, частично заполненный электролитом, газовый пузырек, электроды и цепь обратной связи, состоящую из усилителя, включенного между входом моста с сопротивлениями плеч датчика и датчиком компенсационной силы, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения и улучшения динамических параметров, датчик компенсационной силы выполнен в виде двух электромагнитов, установленных вне герметичного корпуса, обмотки которых подключены к выходу усилителя — демодулятора, двух поплавков с фер№ 512373, кл. G 01 С 9/18, 1973.

5. Авторское свидетельство СССР № 415491, кл. G О1 С 9/18, 1971.

646198

Уиг. 1

Фиг. 2

ILH И И ПИ Государственного комитета СССР

- по делам изобретений и открьпий

1 I 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор О. Филиппова

Заказ 99/32

Составитель Л. Колгобакина

Техред О. Луговая Корректор Л. Веселовская

Тираж 865 Подписное