Устройство для измерения угла наклона объекта Советский патент 1987 года по МПК G01C9/06 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения углов наклона объектов.

Цель изобретения - повышение точности измерений путем уменьшения нелинейности выходной характеристики устройства.

ступают на блок 12 сравнения, где выделяется разностная частота, по которой затем определяют угол наклона. Введенные дополнительные электроды 6 и 7 линеаризуют выходную характеристику устройства. Постоянные емкости 8 и 9, через которые соединены основные и дополнительные электроды, введены для устранения бесконечной крутизны изменения частоты /i на краю диапазона измерений. Дополнительные 10 электроды удалены от маятника на большее расстояние, чем основные электроды для того, чтобы получить конечную крутизну изменения частоты /2 на краю диапазона измерений. Величина К влияет на чувствительность устройства и его линейность.

При увеличении К снижается чувствительность устройства, но увеличивается его линейность и наоборот. Поэтому оптимальные значения К лежат в пределах ,15-0,25, где реализуется линейность во всем диапазоне измерений.

На фиг. 1 изображена схема устройства для измерения угла наклона объекта; на фиг. 2 - зависимость разности частот от угла наклона объекта.

Устройство для измерения угла наклона объектов содержит корпус 1, в котором подвешен маятник 2 в виде плоской пластины посредством опор 3, и два симметрично расположенных относительно него основных электрода 4 и 5, неподвижно уста- новленные относительно корпуса 1. Дополнительные плоские электроды 6 и 7, центры которых расположены в одной горизонтальной плоскости с центрами основных электродов 4 и 5, смешены относительно их с возможностью электрического взаимодействия с маятником. Каждый дополнительный электрод соединен через постоянную емкость 8 и 9 с противоположным основным электродом 5 и 4 и LC-авто- генераторами 10 и 11, выходы которых сое- 25 объекта, содержащее маятник в виде плас20

Формула изобретения Устройство для измерения угла наклона

35

динены с блоком 12 сравнения.

Устройство работает следующим образом.

В горизонтальном положении исследуемого объекта емкости основных 4 и 5 и дополнительных 6 и 7 электродов предлагаемого устройства равны, так как они рас- положены симметрично относительно маятника 2. Два идентичных измерительных LC-автогенератора 10 и 11 генерируют одинаковые частоты, следовательно, их разность равна нулю. При наклоне объекта в одну из сторон, например вправо (в сторону электрода 5), маятник 2 приближается к правым электродам 5 и 7 и удаляется от левых электродов 4 и 6. При этом емкость правых электродов 5 и 7 увеличивается, емкость левых 4 и 6 уменьша- 40 ется. Учитывая, что емкости основных электродов 4 и 5 больше емкостей дополнительных электродов 6 и 7, суммарная емкость электродов 5 и 6, подключенная к LC-автогенератору 11, увеличивается, а суммарная емкость Czi электродов 4 и 7, под- 45 ключенная к /.С-автогенератору 10, уменьшается. Поэтому частота /2 LC-автогенератора 10 увеличивается, а частота f LC-авто- генератора 11 уменьшается. Эти частоты потины и два симметрично расположенных относительно него плоских электрода, включенных в два контура измерительных С-автогенераторов, выходы которых соединены с блоком сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено двумя дополнительными плоскими электродами, площадь которых меньше площади основных электродов в 0,,25 раз, центры всех электродов расположены в одной горизонтальной плоскости, дополнительные электроды удалены от маятника на расстояние d, определяемое по формуле

d 1 П + ..

V 1-/C-1-0,267V(H-)T и помещены относительно основных, причем каждый из них соединен с противоположным основным электродом и автогенератором через постоянную емкость

д. , 3,2,2Я л i-K.

(0.24+2 VOT

где Со - емкость между основным электродом и маятником при нулевом угле наклона.

ступают на блок 12 сравнения, где выделяется разностная частота, по которой затем определяют угол наклона. Введенные дополнительные электроды 6 и 7 линеаризуют выходную характеристику устройства. Постоянные емкости 8 и 9, через которые соединены основные и дополнительные электроды, введены для устранения бесконечной крутизны изменения частоты /i на краю диапазона измерений. Дополнительные электроды удалены от маятника на большее расстояние, чем основные электроды для того, чтобы получить конечную крутизну изменения частоты /2 на краю диапазона измерений. Величина К влияет на чувствительность устройства и его линейность.

При увеличении К снижается чувствительность устройства, но увеличивается его линейность и наоборот. Поэтому оптимальные значения К лежат в пределах ,15-0,25, где реализуется линейность во всем диапазоне измерений.

объекта, содержащее маятник в виде плас

екта, содержащее маятник в виде пласФормула изобретения Устройство для измерения угла наклона

тины и два симметрично расположенных относительно него плоских электрода, включенных в два контура измерительных С-автогенераторов, выходы которых соединены с блоком сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено двумя дополнительными плоскими электродами, площадь которых меньше площади основных электродов в 0,,25 раз, центры всех электродов расположены в одной горизонтальной плоскости, дополнительные электроды удалены от маятника на расстояние d, определяемое по формуле

d 1 П + ..

V 1-/C-1-0,267V(H-)T и помещены относительно основных, причем каждый из них соединен с противоположным основным электродом и автогенератором через постоянную емкость

д. , 3,2,2Я л i-K.

(0.24+2 VOT

где Со - емкость между основным электродом и маятником при нулевом угле наклона.

J//V

cpus.Z

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерений. В устройстве симметрично маятнику 2 в виде плоской пластины размещены основные 4 и 5 и дополнительные 6 и 7 плоские электроды, центры которых расположены в одной горизонтальной плоскости. При наклоне объекта маятник 2 приближается к одной из пар электродов 5, 7 или 4, 6, вызывая увеличение их емкости и, соответственно, частоты LC-авто- генератора 10 или 11. Постоянные емкости 8 и 9, через которые соединены основные и дополнительные электроды, способствуют устранению бесконечной крутизны изменения частоты на краю диапазона измерений. Блок 12 выделяет разностную частоту, по которой определяется угол наклона объекта. 2 ил. (Л to со О5 со фuг.i