Наклономер

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (iii 678287 (у) Оополнительное к авт. свид-ву

29,12.77 (21) 2 6М12/18 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

R.

G 01 С 9/18

Государственна квнвтвт ессеи

Il6 делам язвбрвтвннй и вткритий (53) УДК

528.541 (088.8) Опубликовано 05.08.79. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 05.08,79

Р. В. Александров и В. И. Моргунов (72) Авторы изобретения

Ф)вфла . цфе, (71) Заявитель (54) НАКЛОНОМЕР

Йзобретение относится к измерительной технике, а именно к. прецизионным измерителям угла наклона оснований относительно горизонта

Известные наклономеры, содержащие частично заполненную электролитом ампулу и электро- э ды, включенные в мостовую измерительную схему, характеризуются низкой точностью из-за отсутствия цепи отрицательной обратной связи (1).

I0

Известны также наклономеры с электролитическими преобразователями, включенными в мостовую схему и цепь обратной связи (2) и (3).

По технической сущности к предлагаемому наклономеру наиболее близко устройство, содер- т5 жащее корпус с расположенным в нем датчиком горизонта в виде часшчно заполненной электролитом ампулы с электродами, включенными в мостовую схему и цепь обратной связи 13).

Однако такое устройство не обеспечивает 20 требуемой точности вследствие нелинейности характеристики силового датчика цепи обратной связи.

Целью изобретения является повышение точности устройства путем снижения погрешности линейности статической характеристики.

Цель достигается тем,что в наклономер, содержащий корпус с расположенным в нем датчиком горизонта в виде частично заполненной электролитом ампулы с электродами, включенными в мостовую схему и цепь обратной связи, введены преобразователь линейного перемещения датчика горизонта в его угловое перемещение относительно корпуса, выполненный, например, в виде двух наклонных к горизонту плоскостей, контактирующих через опоры скольжения с датчиком горизонта, и измеритель линейных перемещений датчика горизонта относительно корпуса, а цепь обратной связи выполнена в виде задемпфированного датчика силы, подключенного через усилитель к мостовой схеме, На чертеже схематически изображен предлагаемый наклономер.

Наклономер содержит корпус 1, в котором расположен датчик горизонта в виде заполненной электролитом ампулы 2 с электродами

3, включенными в мостовую схему 4 перемен678287. ного тока, преобразователь линейного перемещения датчика горизонта в его угловое перемещение относительно корпуса 1, выполненный в виде двух наклонных к горизонту плоскостей

5, контактирующих через опоры 6 скольжения с датчиком горизонта, измеритель линей-ных перемещейий датчика горизонта относительно корпуса 1 в виде неподвижного статора 7 и скрепленного с ампулой ротора 8. Выход мостовой схемы через усилитель 9 подключен

;к датчику силы, состоящему из скрепленного с с ампулой ротора 10 и неподвижного статора

11.

Наклономер работает следующим образом.

В исходном положении ампула располагается в корпусе так, что электролит наполовину омывает верхние электроды, размещенные на поверхности с большим радиусом кривизны. Благодаря тому, что электролитические сопротив.. пения между нижним и верхним электродами равны, сигналы на выходах мостовой схемы и усилителя 9 равны нулю, Датчик силы (например, магнитоэлектрического типа) не оказывает силового воздействия на ампулу, сигнал на выходе датчика перемещений равен нулю, Наклон корпуса вызывает перемещение электролита относительно верхних электродов, что приводит к разбалансировке ьюстовой схемы. Сигнал управления с последней по цепи обратной связи через усилитель

".= =й данник силы перемещает ампулу вдоль ее оси до тех пор, пока угол наклона ампулы, вызванный ее перемещением по плоскостям преобразователя линейных перемещений ампулы в угловое перемещение, не скомпенсирует угол наклона корпуса. В результате ампула займет новое положение равновесия относительно корпуса, при котором электролит снова наполовину будет омывать верхние электроды, а сигнал управления положением ампулы будет равен нулю. При этом выходной сигнал прецизионного датчика перемещений будет пропорционален углу наклона корпуса. Коэффициент преобразования наклономера равен коэффициенту передачи преобразователя линейных перемещений ампулы в ее угловое отклонение и составляет

2 а х е где У вЂ” измеряемый угол наклона корпуса;

Х вЂ” линейное перемещение -ампулы, необхо. димое для компенсации угла наклона корпуса; а — утол наклона плоскости к горизонту; г. — расстояние между опорами скольжения.

Необходимый запас устойчивости компенсационной измерительной схемы наклономера обеспечивается заполнением корпуса демпфирующей жидкостью. Компенсатор объемного расширения жидкости (например, сильфонного типа) на чертеже не показан.

Преобразователь линейных перемещений ампулы в ее угловое перемещение может быль выполнен в виде цилиндрической поверхности больщего радиуса (вместо наклонных пло",костей 5) и притертых к ней опор скольжения, скреплеитых с ампулой.

Благодаря введению s наклономер преобразователя линейного перемещения датчика го15 ризонта в его угловое перемещение относительно корпуса, который выполнен, например, в виде двух наклонньгх к горизонту плоскостей, - контактирующих через опоры скольжения с датчйком горизонта, и измерителя линейных пере20 мещений датчика относительно корпуса и выполнению при этом цепи обратной связи в ви- . де задемпфированного датчика силы, подключенного через усилитель к мостовой схеме, цогрешность линейности статйческой .характеристи 5 ки наклономера может быль снижена на порядок при малых углах наклона плоскостей 5 (практически до десятых долей угл.сек).

Формула изобретения

Наклономер,содержащий корпус с расйоложенным в нем датчйком горизонта в виде частично заполненной электролйтом ампулы с

35 электродами, включенными в мостовую схему и цепь обратной связи, о т и и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью цовышенйя его точности, в него введены преобразователь линейно- . го перемещенйя датчика горизонта в его угловое

40 перемещение относительно корпуса, выполненный, например, в виде двух, наклонных к горизонту плоскостей, контактирующих через опоры скольжения с датчиком горизонта, и измеритель линейных перемещений датчика ropu4s зонта относительно корпуса, а цепь обратной связи вьптолнена в виде задемпфированного датчика силы, подключенного через усилитель к мостовой схеме.

Источники информации, принятые во внима50 ние при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Н 201670, кл. G 02 С.9/18, 1965.

2.Авторское свидетельство СССР У 558150, кл. G 01 С 9/18, 1975.

55 3. Авторское свидетельство СССР И 415491, кл. G 01 С 9/18, 1971.

678287

Заказ -4542/27

Тираж 86в Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель Л. Колвбанина

Редактор 3. Бородкина Техред С.Мигай Корректор А. Власенко