Устройство для определения угла наклона объекта

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 300977 (21) 2528557/18 — 10

Союз Советских

Социалистических

Республик

«о690288 (51)м. к .

G 01 С 9/02 с присоединением эаявк.н Но

Государственный комите

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 528. 541 (088,8) Опубликовано 05.1(.79. Бюллетень М 37

Дата опубликования описания0-.10.79 (72) Авторь

Авторы Н.И. Даников, Т.С. Даникова, А.A. Головина, изобретения A,с, 1)мачилин и А.А, яншин (71) Заявитель

Московский институт электронного машиностроения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА НАКЛОНА

ОБЪЕ KTA

Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам для определения угла наклона объекта.

Известны наклономеры, содержащие каркас в виде тороида, на котором расположены катушки индуктивности и чувствительный элемент маятникового типа, выполненный в виде сегмента, входящего в полость закрепленного на объекте каркаса (1) и (2).

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для определения угла нак- 15 лона объекта, содержащее маятник, каркас в виде тороида,иэ диэлектрического материала, на котором расположены две обкладки конденсаторов так, что катушки индуктивности и

20 обкладки конденсаторов занимают равные части каркаса, а маятник, являющийся одновременно второй обкладкой конденсаторов, выполнен в виде двух диаметрально расположенных сегментов со смещенным вниз центром тяжести, каждый из которых обхватывает часть тороида, которая равна части, занимаемой катушкой индуктивности или обкладкой конденсатора (3). 30

Однако это устройство имеет недостаточную чувствительность измерения, Цель изобретения — увеличение чувствительности устройства беэ увеличения его габаритов.

Это достигается тем, что в устройство для определения угла наклона объекта введены дополнительно две катушки индуктивности и две обкладки конденсаторов, установленные симметрично основным катушкам индуктивностии обкладкам конденсаторов, все обкладки конденсаторов выполнены с продольными щелями, причем противоположно расположенные обкладки конденсаторов электрически соединены друг с другом и включены в колебательные контуры генераторов высокочастотных колебаний, а расположенные на них катушки индуктивности также электрически соединены друг с другом и включены в противоположные по отношению к включениям обкладок конденсаторов колебательные контуры указанных генераторов.

На фиr. 1 изображено предложенное устройство; на фиг. 2 — электрическая схема устройства.

Устройство содержит тороидальный каркас из четырех одинаковых по размерам, электрически изолированных

690288 одна от другой обкладок конденсаторов 1 — 4 имеющих продольные щели 5, 6. На обкладках конденсаторов намотаны четыре одинаковые катушки ичдуктивности 7 — 10. Обкладка конденсатора 1 электрически соединена с обкладкой конденсатора 3 и включена в кслебательный контур первого измерительного генератора 11. Обкладка конденсатора 2 электрически соединена с обкладкой кондечсатора 4 и включ:ена 0 н колебательный контур второго измерительного генератора 12, катушка ин— дуктиэности 7 электрически соедине— на с катушкой индуктинности 9 и включена в колебательный контур второго 15 измерительного генератора 12, а катушка индуктиэности 8 электрически соединена с катушкой индуктинности

10 и нключена в колебательный контур первого измерительного генера- 20 тора 11. Маятник, являющийся одновременно второй обкладкой конденсаторов 1-4, выполнен в виде двух диаметрально расположенных сегментов

l3 и 14, подвешенных на дэуплечем 25 рычаге 15, установленном н корпусе

16 на опорах качения 17. Для удержания рычага в вертикальном положении к его нижней части прикреплен груз

18, обеспечивающий заданную статическую точность. Каждый из сегментов обхватывает часть тороида, равную части, занимаемой обкладкой конден— сатора. Генераторы через смеситель

19 и Фильтр 20 подключены к частотомеру 21„

Устройство работает следующим образом.

В горизонтальном положении объекта два сегмента, являющиеся одновременно электромагнитными экранами для 40 катушек индуктивности и вторыми обкладками конденсаторов, занимают час— ти тороида, обхватываемые равными частями катушек индуктивности днух колебательных контуров генераторов,, 45 обраэонанных обкладками конденсаторов 1-4 и катушками индуктивностей 7-10, взаимодействующих с электромагнитными экранами 13, 14.

При этом L С„ = 1, С где Li — индук- 50 тивность колебательйого контура первого измерительного генератора 11;

С вЂ” емкость колебательного контура

1 первого измерительного генератора ll;

L< — индуктивность колебательного контура второго измерительного генератора 12; С вЂ” емкость колебательного контура второго измерительного генератора 12.

В горизонтальном положении объекта генераторы вцрабатывают сигналы равной частоты где f, и, — частоты сигналов, вырабатываемых генераторами )1 и 12, соответственно.

При наклонс объекта, следовательно, и датчика в плоскости маятника, сегменты стремятся сохранить свое начальное положение под действием груза, расположенного в нижней части днуплечего рычага. Неподвижно закрепленный на объекте корпус с каркасом пе емещается относительно сегментов, изменяя тем самым положение катушек индуктивности и конденсаторов, включенных э цепи генераторов. Если объект наклонился в левую сторону, то сегменты 13 и 14 занимают положение„ при котором они обхватят большую часть электрически соединенных одна с другой катушек индуктивности 8 и 10 и меньшую часть электрически соединенных одна с другой катушек индуктиэности 7 и 9. В результате электромагHHTHor" взаимодействия сегментон с катушками ичдуктинности, индуктивность катушек 8 и 10 уменьшается„ а катушек 7 и 9 увеличивается.

При этом емкос= ü конденсаторов 2, 4 увеличиэается, а емкость конденсаторов 1, 3 уменьшается. Таким образом индуктивность колебательного контура первого измерительного генератора, образованного электрически соединенными катушками индуктивности 8, 10 и емкость этого контура, образованная конденсаторами 1, 3 уменьшаются, то есть L1Ci = 1,,„„С,„. Частота первого измерительного генератора при этом имеет максимальное значение.

Индуктивность колебательного контура второго измеритегьного генератора, образованного электрически соединенными катушками индуктивности

7 и 9 и емкость этого контура, образованная конденсаторами 2, 4 и увеличиваются, то есть I. C — I., С „ . Частота второго измерительного генератора при этом имее". минимальное значение. Вычитая частоты двух генераторов, получают частоту, пропорциональную углу наклона объекта. Наклон объекта в любую сторону вызывает одновременное увеличение параметров одного из колебательных контуров и уменьшение параметров другого колебательчого контура генераторон.

Наличие щелей 5 и 6 на обкладках конденсаторов 1-4 устраняет нлияние вторичных электромагнитных полей, наводимых в электропроводящем материале обкладок конденсаторов обмотками катушек индуктинности, на добротность катушек индуктинностей 7-10, Это позволяет проводить измерения углов наклона с бол шей точностью.

Число щелей ныбирают исходя из значения удельного сопротивления материала обкладок конденсаторон 1-4. Для

690288 обкладок конденсаторов, изготовленных из меди, минимальное числа щелей при диаметре тороида 10 мм равно 6.

При изготовлении обкладок конденсаторов иэ алюминия минимальное число щелей равно 4.

Формула изобретения

Устройство для определения угла наклона объекта, содержащее маятник, выполненный в виде двух диаметрально расположенных сегментов со смещенными вниз центрами тяжести, закрепленный на объекте тороидальный каркас с двумя катушками. индуктивности и двумя обкладками конденсаторов, включенными в колебательные контуры генераторов высокочастотных колебаний, причем катушки индуктивности и обкладки конденсаторов занимают равные части каркаса, а каждый из сегментов маятника является одновременно второй обкладкой конденсаторов и электромагнитным экраном для катушек индуктивности и обхватывает часть тороида, равную части, занимаемой катушкой индуктивности или обкладкой конденсатора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения чувствительности измерения без изменения габаритов устройства, в него введены дополнительно две катушки индуктивности и две обкладки конденсаторов, установленные симметрично основным катушкам индуктивности и обкладкам конденсаторов, все обкладки конденсаторов выполнены с продольными щелями, причем противоположно расположенные обкладки конденсаторон электрически соединены друг с другом и включены в колебательные контуры генераторов высокочастотных колебаний, а расположенные на них катушки индуктивности также электрически соединены друг с другом и включены в противоположные по отношению к включениям обкладок конденсаторов колебательные контуры указанных генераторов.

20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 410249, кл. G 01 С 9/02, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

25 Р 451908, кл. G 01 С 9/06, 1973.

3. .Авторское свидетельство СССР

Р 557623, кл. С 01 С 9/02, 1976 (прототип).

690288

Тираж 866 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениЯ и открытий

113035< Москва К-35с Раушская наб.с д, 4/5

Заказ 6479/57

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

Составитель Л. Клюбакина редактор . (>wtìåëüêèí Техоед 8 р а 1 оооектоо Z . Назарова